PIC单片机实用教程-基础篇(清晰带书签版)

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书名:PIC单片机实用教程.基础篇 出版社:北京航空航天大学出版社 作者:李学海 出版日期:2002-02-01 简介: 本书以介绍PIC16F877型号单片机为主,并适当兼顾PIC全系列,共分10章,内容包括:基本概念;PIC16F87X硬件概况;指令系统;汇编程序设计;集成开发环境;在线调试工具;I/O端口;定时器;中断;安全措施和降耗设计。突出特点:通俗易懂、可读性强、系统全面、学练结合、学用并重、实例丰富、习题齐全。 本书作为Microchip公司“大学计划”选择用书,可广泛适用于初步具备电子技术基础和计算机知识基础的学生、教师单片机爱好者、电子制作爱好者、电器维修人员、电子
内容简介 本书以介绍P]C16F877型号单片机为F,并适当兼顾PIC全系列,共分10章,内容包括:基本概念; PC】6F87X硬件概况;指令系统;汇编程序设计;集成廾发环境;在线湖试工其;10端口;定时器;中断:安全 措施和降耗设计。突出特点:通俗易懂、可读性强、系统全面、学练结合、学用并重、实例丰富、弓题齐全 本书作为 Microchip公司“大学计划"选择用书,可广泛适用于初步具备电了技术基础和计算机知识基础 的学生、教师、单片机爱好者、电子制作爱好者、电器继修人员、电子产品开发设计者、工程技术人员阅读。 本教程全书共分2篇,即基础篇和提高篇,分2册}版,以适应不课时和不同专业的需要,也为教师和 读者增加了一种可选方案。 书在版编目(CIP〕数据 PIC单片机实用教程基础篇/李学海编著.一北京 北京航空航天大学出版社,2002.2 IsBN7-81077-156-6 ⅠP…Ⅱ.李…Ⅲ.单片微型计算机一高等学校 教材Ⅳ.TP368.1 中国版本图书馆CIP数据核字(2002)第005333号 PIC单片机实用教程 基础篇 李学海编著 责任编辑胡硗柏 北京航空就天大学出版社出版发行 北京市学院路37号(1083)发行部电话(010)82317024传貞:(010)82328026 htip:/www.buaapress.com.cn F-mail presell publica. bj cninfo. net 北京密云华都印刷厂印装各地书店经销 开本:787×9601/16印张:24.75字数:554千字 2002年2月第】版2002年2扌第1次印刷印数:5000册 ISBF7-81077-16-6P·Q85足价:29.50元 P|C- boot demo实验板 根据 Microch公司资料,以及《PC单片机实用教程-基础篇》120和310页 中的 MPLAB-CD演示板改进设计,保持元件标号一致可与书中实验配套学习。 带 Bootloader自编程固件,可选择∪SB或RS-232方式与电脑相连接,配合 Microchip串口下载软件,不需其它任何设备即可进行hex程序读写操作,使PC 单片机初学者在短时间内用低成本掌握PC单片机开发编程技术。 淘宝htp/hp10972:12:t0 bascom so40pic最小系统板详情 带LED指示复位按键品振座|CSP和TTL-232接口,配套 USB-TTL低成本下 载程序,标准DP40可插入伈座也可用杜邦线引岀到其匕模块进行实验。 PIC_Mini System 9?999999966 PF罗 t USB-TTL FT-232 www.youcu.com 序 时值寒冬,首先借本书出版之际,我谨代表 Microchip公司对作者和出版社的各位同仁, 为本书出版而付出的辛勤劳动表示感谢同时,也向广大用户多年来对 Microchip公司产品的 厚爱表示诚挚的谢意 单片机在中国的发展起源于20世纪80年代。目前,中国各大学及院校普遍采用MCS 51系列作为单片机教学的教材。随着单片机技术的不断发展,MCS-51系列的应用领域已 逐渐被其他单片机所替代。 Microchip公司推出的PIC系列单片机,由于采用精简指令集、哈 佛总线结构、流水线取指的方式,抗干扰能力强,性能价格比高,深受中国客户的普遍欢迎。在 工业控制、消费电子产品、办公自动化设备、智能仪器仪表、汽车电子等不同的领域得到了广泛 的应用。本着支持中国教育的原则, Microchip公司早在几年前就推出了“大学计划”,与中国 各大学及院校建立单片机联合实验室,旨在改进学校现有的教学条件和试验环境,使教学和技 术同步发展,同时,使学生能够有机会接触到最新的技术和器件,踏入社会之后,能够学以致 用。到目前为止, Microchip公司已与中国60多个大学及院校建立了单片机联合实验室,同 时,欢迎更多的大专院校加入 Microchip公司的“大学计划”行列,共同为单片机在中国市场的 繁荣和发展而努力! 除生产和销售PIC系列单片机之外, Microchip公司还生产串行 EEPROM KEELOC跳 码器件、周边器件、RFID射频身份识别和模拟器件。到目前为止,已有200多种模拟产品, 2002年还将推出100多种模拟器件。此外, Microchip公司还将于202年推出20多款数字 信号控制器(简称 dsPIC),这是目前业界性能最高的16位单片机,在其内部嵌入了DSP引 擎,具有DSP的高速运算功能。我坚信,随着 dsPic数字信号控制器的问世,将使单片机在中 国的应用跃上一个新的台阶!并与中国科技人员一起面对中国加入WTO后所接受的挑战! 微芯科技咨询(上海)有限公司执行总监 邱庚源 2002年1月14日于上海 前言 本教程是作者在“2000年微芯技术精英年会”上应 Microchip(微芯)公司之邀,为该公司 在中国开展的“大学计划”撰写的教学用书、培训教材和自学读本。同时,也广泛地适用于初步 具备电子技术和计算机知识基础的学生、教师、单片机爱好者、电子制作爱好者、电器维修人 员、电子产品开发设计者、工程技术人员阅读。 本教程的特点是:①内容叙述循序渐进、通俗易懂、系统完整;②适合于白学和方便教学 需要;③注重激发学习者的兴趣,知识与技能并举;④容易上手,开发手段经济实用,甚至借 助于免费软件模拟器,仍然可以体验到开发单片机的乐趣;⑤强调学用结合、边学边练、理论 密切联系实际,改变了单片机学习的传统模式;⑥突出实用性和资料性;⑦以读者的求知需 要、认识规律和市场需求为写作主线;⑧实验范例丰富多彩,均被调试通过;⑨思考题和练习 题齐全,方便教学和读者自测;⑩虽然人门的门槛一再降低,但又兼顾深度和宽度。 本教程在写作手法上,力求循序渐进、通俗易懂、趣味性强,将枯燥乏味的学习过程变得更 加轻松有趣,力图引导读者享受到学习的乐趣。尽可能使读者在通过阅读本教程来学习PIC 单片机的过程中,以花费尽可能少的时间和精力,掌握和了解尽可能全面的单片机理论知识和 开发技术。采用以读者为中心的写作手法,来努力克服以往以产品手册为中心,或以作者知识 结构为中心的传统写作模式所带来的种种弊病。 本教程的编写思路是,充分发挥作者在为《电子世界》、《电子制作》和《无线电》等科技期刊 撰写单片机技术连载讲座中,以及在面授教学过程中积累的成功经验,再通过精心编排讲述顺 序和精选教学内容,来尽量减少对读者背景知识的要求,以便尽可能降低初学者通过了解PIC 单片机而进入单片机世界的门槛。书中以讲解PIC16F87X系列单片机为主,并且酌情兼顾 PIC单片机大家族中的其他成员的个性以及全体成员的共性简介,以便使读者达到举一反三 触类旁通的功效。 本教程的编写目标是,努力追求“一读就懂,读了能用,一用就灵”的学习效果;不仅能“给 人以鱼”,而且也能“授人以渔”;不仅传授单片机知识,而且更注重教会开发方法和应用技巧 不仅可以提高理论水平,而且更侧重强化将所学知识转化为实际工作的能力;力图实现将每 位有志于迈进单片机王国的外行人,培养成既懂得单片机知识,又能掌握以单片机为核心的智 能电子产品开发技能的内行人。为了达到这一日标,除了恰当的引导和正确的学习方法之外 当然也离不开读者的自身努力。“兴趣是最好的老师!”本人深信这个哲理。培养读者的学习 兴趣比传授知识更重要。一旦帮助读者树立起浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望,就很可能 PIC单片机实用教程一基础篇 达到令人受益终生的特殊效果,这也是每一位教育工作者追求的最高目标 本教程在内容安排上充分注意了层次性、可读性、系统性和完整性,力求覆盖从单片机理 论学习到开发应用的各个阶段,所有必不可少的硬件和软件知识、开发环境和开发工具的使用 方法和技巧等内容。尽可能不需要翻阋其他书籍就可以学习到,从单片机入门到单片机开发 制作各个环节的全程知识。书中讲出了其他同类书籍中没有讲出或者没有讲透的一些技术细 节和背景知识。作者对于原文数据手册中的文字错误、图表错误进行了多处修正,还对多处欠 缺的示意图进行了补充,以方便教学和自学。对于一名初步具备电子技术和微机应用基础知 识的初学者,成长为一位单片机应用工程师,所需要学习的核心知识主要有:单片机硬件系统; 单片机指令系统;汇编程序设计基础以及宏汇编器的用法;单片机仿貞器及其用法;程序烧录器 及其用法。这些内容书中都有介绍。此外,为了提高资料性,还将近几年作者在科研实践中研究 过的多种新颖器件、实用技术等相关内容,以附录的形式列入书中以供读者深入学习时参考 近20年来,8位单片机因其价格低廉、功耗极低、指令简练、易于开发,加上近几年嵌入式 C语言的推广普及,执行指令的速度也不断得到提升,片载闪速 FLASH程序存储器及其在系 统内编程ISP和在应用中编程IAP技术的广泛采纳,和片内配置外设模块的不断增多,以及 新型外围接口的不断扩充,广泛受到电子工程师的欢迎。目前,各家厂商竞相为单片机增加符 合潮流的新功能和为设计者提供C语言编译器、软件模拟器和廉价硬件仿真器等开发工具套 件。1999年,8位单片机的年产值增长率为8.6%,价格已经由顶峰趋于回落,按销售量而论 8位单片机仍居榜首。占据着世界8位单片机年产量最高的前两位分别是 MOTOROLA和 Microchip公司。 总体上讲,论本领或性能,在众多的PIC单片机家族成员中,PC16F87X占据着中上等水 平。有的初学者可能要问,既然PIC系列中还有更简单易学的品种,为什么先给大家引见 PIC16F87X呢?理由就是该型号具备让人接近的良好途径—在线调试功能和在线编程功 能及其廉价的配套学习和开发工具套件(名称叫 MPLAB-ICD)。借助于这项独特的性能和 优势,学习者可以边学边练、学用结合,既学习理论知识又掌握开发技能,而且还不需要经济上 付出太大的投入。 MPLAB-ICD是由美国微芯公司原创的,在美国售价159美元,在作者的 积极建议下进行了夲土化,目前已经授权国内3家代理商(福州贝能www.mcusolution.com、 南京伟福www.wave-cn.com、北京集万讯www.Jetson.com.cn)生产和销售,其售价仅仅为 400元左右。 国家积极倡导的素质教育和创新工程,旨在提高受教育者的素质和培养将所学知识转化 为生产力创造力和经济效益的能力。为了更好地适应发展潮流和就业需要,作者认为,单片 机的学习和应用,可以为电子、电信电脑、电器机电以及相关领域的爱好者、从业者和在校 生,提供一个容易激发学习热情和创作欲望的、可操作性很强的学习途径和实践平台。至今 许多老一辈的工程师、专家、教授当年都是无线电爱好者。如果说20世纪50年代起,无线电 世界造就了几代电子英才,那么当今的单片机世界也必将会培育出更多的电子精英。 刖 1985年,本人在北京邮电学院学习通信系统专业研究生课程的时候,导师蹇锡君教授(时 任多路通信教研室主任)曾经预言,单片机在我国未来必定要有大发展,并且一定会形成庞大 的产业。打那时起,就对单片机建立起了浓厚的兴趣,就时刻在关注世界各个著名公司的单片 机发展动向,以及在我国市场上的推展进程。凭着一种对单片机的强烈求知欲望,经过多年的 探索和磨砺,本人曾先后涉猎和研究了许多世界顶级公司研制的各具特色的单片机,及其性能 特点、硬件架枃、指令系统和开发环境。例如,Ⅰtel的MCS-48和MCS-51系列、 ATMEL 公司的AT89C和AVR系列、 ZILOG公司的Z8和Z8+系列、TI公司的MSP430F系列、ST 公司的ST62系列、 SCENIX公司的SX系列、 Microchip公司的PIC系列、 MOTOROLA公司 的MC68HC908系列、 PHILIPS公司的P87LPC系列、NS公司的COP8系列、 HOLTEK公司 的HT48系列、ELAN公司的EM78系列、G公司的GM97C和GM87C系列、P8S公司 PS1008,等等。博采众家之长,全面掌握单片机世界的发展趋势。不仅如此,还先后参加了多 项全国性的单片机开发设计赛事,并且均从中获得了奖项。例如,在1997年,由国家教育电视 台、《无线电》杂志社和力源单片机技术研究所联合举办的,有2300余人参加的,“第二届力源 杯单片机开发制作大奖赛”中获奖;在1999年,由 MOTOROLA公司、中国计算机学会微机专 业委员会、《电子产品世界》杂志社联合主办的由清华大学、复旦大学、深圳大学承办的,有 1500余名电子工程师参加的,“第三届 MOTOROLA杯单片机应用设计大奖赛”中获奖。另 外,还曾获得过4项国家专利和发明成果展览会金奖。 作为一名教育工作者,不仅留意观察单片机领域的新动向,而且还注意搜寻更适合认识规 律和教育规律、容易诱发学习者兴趣和容易上手的单片机品种。在197年一次翻阅杂志时, 偶然被 Microchip公司的PICl6C5Ⅹ单片机所吸引,其别具特色的哈佛总线和RISC结构、精 练的指令系统、易学好用的突出优点,顿时给人一种强烈的冲击和震撼。更令人惊喜的是,在 1999年,该公司又推出了非常适合单片机教育市场需求和单片机初学者学习和演练的PC单 片机子系列PIC16F87X,以及同时配套供应的物美价廉型开发工具套件。这给那些经济拮据 但成才迫切的众多求知者,提供了一条行之有效且投入产出比很高的便捷途径。于是,在 2000—2001年应邀为《电子世界》撰写的单片机技术连载讲座中,就选定了PIC16F87X作为 讲解的样板,结果取得了极大的成功,在广大读者中引起强烈反响和共鸡。本人收到全国各地 读者的大量来函、来电和E-mai,其中既有初学者也有大学教师,字里行间流露着对讲座的 充分肯定和热情鼓励,并且有些读者还积极建议和期待编成专著和光盘发行。这些都会在成 书过程中给予作者强大的精神动力;从众多读者的反馈信息中积累了大量的有益经验和素材, 也为本教程的成功推出奠定了坚实的基础 自从1983年以来,本人先后曾在31种电子和通信类科技期刊、新技术研讨会论文集等刊 物上发表专业论文、译文、科普文章和科研成果260余篇,内容涉及电子、电信、电脑和电器等 领域,受到了广大读者的普遍欢迎和热情鼓励,以及多位责任编辑的称赞。另外,在1999年应 《家用电器》资深编辑王远美老师举荐,为天津科学技术出版社出版的系列丛书撰写了内容涉 PlC单片机实用教程基础篇 及四种通信终端设备中的一种,发行后得到了广大读者的认可,在不到一年的时间内就进行了 二次重印。从近20年的技术研究和文字创作过程中,探索出了一套通过文字向读者传达知识 和技术的高效快捷的写作模式,并且经历了时空的检验。再者,本人20余年的教学经历,也必 定会在讲解内容的组织与锤炼、讲解顺序的安排与优化方面,更增添一份得天独厚的优势。 教程全书共分2篇,即基础篇和提高篇,分2册出版,以便适应不同课时数、不同教学目标 和不同专业设置的需要,也为教师和读者增加了一种可选方案。 ★基础篇。通过本篇的学习和实践,读者可以掌握PIC单片杋的基础硬件结构、指令系 统、开发工具及开发技术;可以利用中档PIC单片机内部的常规资源(包含输人/输出端口、中 断逻辑、定时器和看门狗等,这也是仅仅被PIC单片机低档型号所配置的几种经典资源),或 者利用低档PC单片机内部的所有资源(该档单片机具有很高的性能价格比,据公司介绍在 我国的销售量中仍然占据较大比例),来设计和研制一些小型电子产品 ★提高篇。通过本篇的学习和实践,读者可以掌握PIC系列单片机的中、高档型号内部 配置的功能比较复杂的各种硬件资源,及其开发应用技术;利用这些资源可以设计和研制智能 性更强、功能更复杂的电子产品系统,甚至网络产p 在本教程的编著过程中,得到了微芯科技咨询(上海)有限公司的执行总监邱庚源先生 著名单片机教育专家北京航空航天大学教授何立民先生、石家庄铁道学院计算机科学系主任 李夏青教授、北京航空航天大学出版社马广云博士、《电子产品世界》副总编王莹女士、《电子世 界》主编戴茗女士*、《数字世界》主编薛同莉女士、微芯科技咨询有限公司应用工程师张明峰 先生、廖珍爱先生、王作峰先生和卢园女士等专家学者们的大力支持和热情鼓励。除了实验装 备和技术资料方面的支持之外,还将他们在长期实践中积累的经验体会和应用技巧无私地奉 献出来供广大读者分享。另外,为本书的编著工作尽力的还有李学英、范俊海、石玉林、丁永 再、杨金祥、池俭、胡素英、孙桂良、李学峰、王树生、王有才、王友发、菜永泽、王友起、范淑玲、李 青松、王有勇、易向军、张秀芳、王国联、王成堂、鞠文慧、张自宾、李青石、朱永芳、贡雪梅、任志 刚、韩家民、徐福成、周鹏、任胜利、赵鹏、张波、解帅、裴新华、杨琳、李子杨、李晗羽等等。在此 一并深表由衷的谢意! 由于微芯公司不断推出新品,可查阅的中文新资料尚不够丰富,需要撰写的内容不仅量大 而且新颖,加之作者的水平有限,书中不妥之处在所难免,敬请广大读友不吝赐教 李学海于石家庄 2002年1月1日 《电子世界》杂志社通讯处:北京165信箱邮政编码:100083 电话:(010)68234266传真:(010)68278572 E-mail;dzsj@public.bta.netcnF]hl:www.eleworld.com 月录 第1章单片机的基本概念 1.1学习单片机有什么必要性 1.2单片机究竟是什么………………………………………………………………6 单片机有哪些应用 1.4单片机有哪些特点 ……………………………………………9 1.5单片机的发展状况 1.6PIC系列单片机有哪些优越之处… ···音·鲁·鲁鲁曾···音鲁鲁 12 1.7可在线调试和在线编程的PIC16F87X… 17 第2章PIC16F87X硬件系统概况 2.1PIC16F87X封装形式和引脚功能………………………………………………………19 2.2PIC16F87X内部结构方框图简介 27 2.2.1PIC16F87X的核心区域 ●·●●中···自中非●奇自.·非。●●··。。着鲁 ●●●● 33 2.2.2PIC16F87X的外围模块区域 着●垂 35 2.3程序存储器和堆栈 38 2.4RAM数据存储器(文件寄存器) ●要●。·香p·p。看·。看地··。。香自·看。·自··春 2.4.I通用寄存器 46 2.4.2特殊功能寄存器…… ●··自·●●章·省·。 ···。·甲命··●·●●。q甲e●。● 47 2.5复位功能简介 50 2.6系统时钟简介 第3章指令系统 3.1指令时序 54 3.2指令系统概览………………………………………………………………………55 3.3面向字节操作类指令 56 3.4面向位操作类指令 ·非草。·春·●●。着·●● ●。·看自鲁。。要音 59 3.5面向常数操作和控制操作类指令 60 3.6寻址方式 62

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