本書分三部分介紹在美國廣泛應用的、高功能的M68HC11系列單片機(8位機 ,Motorola公司)。內容包括M68HC11的結構與其基本原理、開發工具EVB(性能評估板)以及開發和應用技術。本書在介紹單片機硬、軟件的基礎上,進一步介紹了在美國實驗室內,如何應用PC機及EVB來進行開發工作。通過本書的介紹,讀者可了解這種單片機的原理并學會開發和應用方法。本書可作為大專院校單片機及其實驗的教材(本科、短訓班)。亦可供開發、應用單片機的各專業(計算機、機電、化工、紡織、冶金、自控、航空、航海……)有關技術人員參考。 第一部分 M68HC11 結構與原理Motorola單片機 1 Motorla單片機 1.1 概述 1.1.1 Motorola 單片機發展概況(3) 1.1.2 Motorola 單片機結構特點(4) 1.2 M68HC11系列單片機(5) 1.2.1 M68HC11產品系列(5) 1.2.2 MC68HC11E9特性(6) 1.2.3 MC68HC11E9單片機引腳說明(8) 1.3 Motorola 32位單片機(14) 1.3.1中央處理器(CPU32)(15) 1.3.2 定時處理器(TPU)(16) 1.3.3 串行隊列模塊(QSM)(16) 1.3.4 系統集成模塊 (SIM)(16) 1.3.5 RAM(17) 2 系統配置與工作方式 2.1 系統配置(19) 2.1.1 配置寄存器CONFIG(19) 2.1.2 CONFIG寄存器的編程與擦除(20) 2?2 工作方式選擇(21) 2.3 M68HC11的工作方式(23) 2.3.1 普通單片工作方式(23) 2.3.2 普通擴展工作方式(23) 2.3.3 特殊自舉方式(27) 2.3.4 特殊測試方式(28) 3 中央處理器(CPU)與片上存儲器 3.1 CPU寄存器(31) 3?1?1 累加器A、B和雙累加器D(32) 3.1.2 變址寄存器X、Y(32) 3.1.3 棧指針SP(32) 3.1.4 程序計數器PC(33) 3.1.5 條件碼寄存器CCR(33) 3.2 片上存儲器(34) 3.2.1 存儲器分布(34) 3.2.2 RAM和INIT寄存器(35) 3.2.3 ROM(37) 3.2.4 EEPROM(37) 3.3 M68HC11 CPU的低功耗方式(39) 3.3.1 WAIT方式(39) 3.3.2 STOP方式(40) 4 復位和中斷 4.1 復位(41) 4.1.1 M68HC11的系統初始化條件(41) 4.1.2 復位形式(43) 4.2 中斷(48) 4.2.1 條件碼寄存器CCR中的中斷屏蔽位(48) 4.2.2 中斷優先級與中斷矢量(49) 4.2.3 非屏蔽中斷(52) 4.2.4 實時中斷(53) 4.2.5 中斷處理過程(56) 5 M68HC11指令系統 5.1 M68HC11尋址方式(59) 5.1.1 立即尋址(IMM)(59) 5.1.2 擴展尋址(EXT)(60) 5.1.3 直接尋址(DIR)(60) 5.1.4 變址尋址(INDX、INDY)(61) 5.1.5 固有尋址(INH)(62) 5.1.6 相對尋址(REL)(62) 5.1.7 前置字節(63) 5.2 M68HC11指令系統(63) 5.2.1 累加器和存儲器指令(63) 5.2.2 棧和變址寄存器指令(68) 5.2.3 條件碼寄存器指令(69) 5.2.4 程序控制指令(70) 6 輸入與輸出 6.1 概述(73) 6.2 并行I/O口(74) 6.2.1 并行I/O寄存器(74) 6.2.2 應答I/O子系統(76) 6?3 串行通信接口SCI(82) 6.3.1 基本特性(83) 6.3.2 數據格式(83) 6.3.3 SCI硬件結構(84) 6.3.4 SCI寄存器(86) 6.4 串行外圍接口SPI(92) 6.4.1 SPI特性(92) 6.4.2 SPI引腳信號(92) 6.4.3 SPI結構(93) 6.4.4 SPI寄存器(95) 6.4.5 SPI系統與外部設備進行串行數據傳輸(99) 7 定時器系統與脈沖累加器 7.1 概述(105) 7.2 循環計數器(107) 7.2.1 時鐘分頻器(107) 7.2.2 計算機正常工作監視功能(110) 7.2.3 定時器標志的清除(110) 7.3 輸入捕捉功能(111) 7.3.1 概述(111) 7.3.2 定時器輸入捕捉鎖存器(TIC1、TIC2、TIC3) 7.3.3 輸入信號沿檢測邏輯(113) 7.3.4 輸入捕捉中斷(113) 7.4 輸出比較功能(114) 7.4.1 概述(114) 7.4.2 輸出比較功能使用的寄存器(116) 7.4.3 輸出比較示例(118) 7.5 脈沖累加器(119) 7.5.1 概述(119) 7.5.2 脈沖累加器控制和狀態寄存器(121) 8 A/D轉換系統 8.1 電荷重新分布技術與逐次逼近算法(125) 8.1.1 基本電路(125) 8.1.2 A/D轉換逐次逼近算法原理(130) 8.2 M68HC11中A/D轉換的實現方法(131) 8.2.1 逐次逼近A/D轉換器(131) 8.2.2 控制寄存器(132) 8.2.3 系統控制邏輯(135)? 9 單片機的內部操作 9.1 用立即> 圖書前言 美國Motorola公司從80年代中期開始推出的M68HC11系列單片機是當今功能最強、性能/價格比最好的八位單片微計算機之一。在美國,它已被廣泛地應用于教學和各種工業控制系統中。? 該單片機有豐富的I/O功能,完善的系統保護功能和軟件控制的節電工作方式 。它的指令系統與早期Motorola單片機MC6801等兼容,同時增加了91條新指令。其中包含16位乘法、除法運算指令等。 為便于用戶開發和應用M68HC11單片機,Motorola公司提供了多種開發工具。M68HC11 EVB (Evaluation Board)性能評估板就是一種M68HC11系列單片機的廉價開發工具。它既可用來 調試用戶程序,又可在仿真方式下運行。為方便用戶,M68HC11 EVB可與IBM?PC連接 ,借助于交叉匯編、通信程序等軟件,在IBM?PC上調試程序。? 本書分三部分(共15章)介紹了M68HC11的結構和基本原理、開發工具-EVB及開發應用實例等。第一部分(1~9章),介紹M68HC11的結構和基本原理。包括概述,系統配置與工作方式、CPU和存儲器、復位和中斷、指令系統、I/O、定時器系統和脈沖累加器、A/D轉換系統、單片機的內部操作等。第二部分(10~11章),介紹M68HC11 EVB的原理和技術特性以及EVB的應用。第三部分(12~15章),介紹M68HC11的開發與應用技術。包括基本的編程練習、應用程序設計、接口實驗、接口設計及應用等。 讀者通過學習本書,不僅可了解M68HC11的硬件、軟件,而且可了解使用EVB開發和應用M68HC11單片機的方法。在本書的第三部分專門提供了一部分實驗和應用程序。? 本書系作者張寧作為高級訪問學者,應邀在美國馬薩諸塞州洛厄爾大學(University of Massachusetts Lowell)工作期間完成的。全書由張寧執筆。在編著過程中,美國洛厄爾大學的R·代克曼教授?(Professor Robert J. Dirkman)多次與張寧一起討論、研究,并提供部分資料及實驗數據。參加編寫和審校等工作的還有王云霞、孫曉芳、劉安魯、張籍、來安德、張楊等同志。? 為將M68HC11系列單片機盡快介紹給我國,美國Motorola公司的Terrence M.S.Heng先生曾大力支持本書的編著和出版。在此表示衷心感謝。
上傳時間: 2013-10-27
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設計了一款基于AT89S52單片機的人數統計系統,介紹了該系統的工作原理和設計方法。該系統以太陽能作為供電能源,以對射式紅外組成系統檢測電路,單片機對進出人數做統計,結果通過數碼管顯示。實驗測試證明,設計的樣機系統實現了人數的實時監測和顯示功能,可靠性高且達到了良好的效果,可廣泛用于各大高校教室、實驗室管理系統以及銀行、售票廳等公共場所。
上傳時間: 2013-11-18
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具備處理外部模擬信號功能是很多電子設備的基本要求。為了將模擬信號轉換為數字信 號,就需要藉助A/D 轉換器。將A/D 功能和MCU 整合在一起,就可減少電路的元件數量和 電路板的空間使用。 HT45F23 微控制器內建6 通道,12 位解析度的A/D 轉換器。在本應用說明中,將介紹如何 使用HT45F23 微控制器的A/D 功能。
上傳時間: 2013-10-27
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摘要:本文介紹應用PIC16C57單片機設計的一種可編程、高性能的數碼式樓宇對講系統,詳細闡明了有關工作原理和關鍵技術。本系統充分應用PIC單片機的軟硬件資源,具有可編程、電路簡單、功能強大等優點,在安居工程、樓宇技防系統等領域具有廣泛的應用前景。 關鍵詞:PIC 單片機 樓宇對講 編碼 譯碼 可編程
上傳時間: 2013-11-14
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交換機與多個現場單片機連通。現場單片機完成對各物理參量的數據采集,進行數字濾波、數據處理、比值告警、現場顯示及對現場設備進行控制等,并定時或隨機地向中央管理PC機報告過程情況。中央管理PC機定時或隨機地匯集各測試點的信息,進行數據處理、顯示打印、聲光報警,并負責全局的綜合控制、管理調度和策劃指揮等任務。中央PC機可通過電話網依次自動撥號呼叫下屬各現場單片機,單片機收到呼叫并建立聯接后發送數據到中央管理PC機,各現場單片機之間則不能進行呼叫聯絡。由于單片機應用系統的安裝數量和分布范圍不同,與中心站的距離一般為幾公里到幾十公里,在單片機與PC機之間需要傳送的數據量不是很大的情況下,采用調制解調器通過電話線路進行通信較為適用。下位單片機以其所在單位的電話號碼作為其唯一的地址,并由單片機控制電話的使用,可以實現無人值守自動通信。每當電話響鈴一定次數后仍無人接聽,則單片機自動接入線路,通過不同標志來判斷是主機呼叫還是人打電話。若是主機呼叫,表示中心站要求通信,單片機將保持與上位PC機連接,將各種測量數據發送出去并接收主機發來的命令;若是人打電話,則斷開連接繼續進行數據采集,并接通模擬響鈴電路,提醒人們接聽。
上傳時間: 2014-12-27
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1.1系統性能指標1.仿真、實驗相結合。2.實驗模塊化結構,互不影響,通過連線又可將各模塊有機結合。3.實驗內容設置豐富、合理,滿足教學大綱要求。4.每項實驗連線方便,既能滿足學生動手能力愿望,又能充分發揮學生的創新能力,提高教學實驗的質量和效率。5.自帶集成調試環境,Win9X/NT軟件平臺,含:源程序庫、芯片資料庫、原理圖庫、元器件位置圖庫、實驗說明、動態調試工具庫。6.提供源程序編輯、匯編、鏈接。7.電路具有過壓保護,確保系統安全、可靠工作。8.整機采用熱風整平工藝基板、波峰焊接,實驗連接接口采用圓孔插座,整機可靠性好。9.自帶EPROM寫入器,可對27128、2764EPROM進行寫入。10.自帶鍵盤顯示器,進口鍵座,專用彩色鍵帽,決無按鍵不可靠現象。11.系統用串行口、用戶用串行口相互獨立,在通過RS232與上位機聯機狀態下,同樣可以調試用戶串行口程序。12.系統帶有示波器功能,通過RS232口,可將測得的信號顯示在上位機的屏幕上。該系統通過RS232口可連各種上位機,在Win9X/NT軟件平臺進行仿真開發和實驗。同時系統自帶鍵盤顯示器,無須任何外設也能獨立工作,支持因陋就簡建立單片機實驗室。系統提供實驗程序庫,均放在系統光盤上,可直接使用。同時全部實驗程序機器碼已固化在EPROM中,作為用戶程序。在進入實驗前,需將該EPROM中的程序(在固化區)傳送到仿真RAM區,以便以單步、斷點、連續等方式運行程序。
上傳時間: 2013-10-13
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PIC16F877 單片機的鍵盤和LED 數碼顯示接口 1 PIC16F877單片機與鍵盤和LED數碼顯示的硬件接口電路單片機的許多應用都需要進行人機對話,最簡單的人機對話需要LED 數碼管顯示數字和少量字符;鍵盤是解決計算機輸入的簡單手段;借此可以向計算機輸入程序、置數、送操作命令、控制程序的執行等等,所以使用非常廣泛。圖1 鍵盤、LED數碼顯示與PIC16F877 單片機的接口電路本例中采用8 個按鍵組成的小鍵盤,4 只共陰極的LED 數碼管,采用4 片74LS373 驅動數碼管,采用的驅動方法是靜態方式。使用1 片74LS245 作為鍵盤的接口;這些外圍器件與PIC16F877 單片機的接口電路如圖1 所示,這種連接方法與51 系列的單片機連接方法一樣,其他的連接方法還有好幾種,PIC16F877 單片機的鍵盤輸入接法還有其他特殊而十分方便好用的方式。8 鍵鍵盤通過74LS245 與單片機相連,鍵盤按鍵狀態的數據輸入由RC3 輸出腳控制;當RC3=“0”時,鍵盤狀態從74LS245 的A 端輸出到單片機的PORTB口,此時讀PORTB口的數據即為鍵盤狀態。為了及時地響應鍵盤操作,需要經常對鍵盤進行掃描;掃描的方式有許多種,我們將鍵盤的掃描程序安排在主程序的循環執行過程中的方式,并采用20ms延遲來消除按鍵的抖動問題,此外,為了實現每按鍵一次只響應一次的功能,在執行相應的按鍵程序之前,必須確保按鍵已經松開;在本例中這一措施有效的防止了數據抖動過快的問題。LED 數碼顯示有動態掃描和靜態顯示兩種方式(圖1 采取的方式為靜態方式),在動態掃描方式中,各數碼顯示是輪流點亮的,即控制數碼顯示的位選信號和相應的要顯示的數碼的字形代碼同時逐一送出,反復不已,由于視覺的暫留現象,卻好象全都點亮著,這種電路的接法以后再介紹。在靜態方式中,只要將數據送出鎖存以后,各數碼顯示的數據不需要刷新,只要數據不需改變,就可以不去管他,所以稱為靜態顯示。在圖1 電路中,輸出顯示的操作簡化為對74LS373 的并口操作而已。由于靜態方式的工作原理比較簡單,編程也比較直觀簡單,程序間的相互關聯很少。因此編程容易,但要增加硬件,成本較高;與之相比,動態掃描的編程雖然要復雜一些,但因其所用硬件少,成本低。由數碼轉化為字形代碼可采用軟件譯碼、硬件譯碼等兩種方式。軟件譯碼是將各數碼的字形代碼構成一個表格存儲于內存之中,在顯示數碼時,通過執行查表程序而得到相應的字形代碼,再將之送入數碼顯示輸出電路進行顯示,本例即采用這種方式,這種方式的編程與單片機有關,在程序中給出了PIC16F877 的編程例程,對需要熟悉PIC16F877 單片機的人員有一定的參考價值。硬件譯碼則采用CD4511、74LS46、74LS47、74LS48、74LS49等BCD 碼—7段鎖存、譯碼、驅動芯片直接譯出字形代碼,點亮LED。74LS373 由LE 端對要顯示的數據進行鎖存控制,實現LED 的靜態顯示。采用了PIC16F877 的端口輸出操作,模擬74LS373 的數據鎖存時序,即由軟件實現數據鎖存,這種方法可以十分容易的改變時序和延遲長短,使高速設備可以與低速設備聯系配合好,設計簡單方便,不好的地方是編程較長和稍微復雜一點。這種編程方法在下面的程序中有很好的體現。
上傳時間: 2013-10-29
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單片機原理及應用實驗指導書 第一部分 系統介紹一、系統的特點EL 型微機教學實驗系統旨在提高實驗者的動手能力、分析解決問題的能力,系統具有以下特點:1、系統采用了模塊化設計,實驗系統功能齊全,涵蓋了微處理器教學實驗課程的大部分內容。2、系統采用了開放式的結構設計,通二組相對獨立的總線最多可同時擴展二塊應用實驗板,用戶可根據需要購置相應的實驗板,降低了成本,提高了靈活性,便于升級換代。3、配有兩塊可編程器件EPM7064/ATF1502,一塊被系統占用。另一塊供用戶實驗用。兩塊器件皆可通過JTAG 接口在線編程。使用十分方便。4、系統配有LED 數碼管顯示和點陣式液晶顯示模塊,二者的接口都對用戶開放,方便用戶靈活使用。5、系統配有完善的輸入鍵盤,方便用戶靈活編程。6、靈活的電源接口:配有PC 機電源插座,可有PC 提供電源。另外還配有外接開關電源,提供所需的+5V、±12V,其輸入為220V 的交流電。7、系統的聯機運行模式:配有系統調試軟件,系統調試軟件分為DOC 版和WINDOWS 版兩種,均為中文多窗口界面。調試程序時可以同時打開寄存器窗口、內存窗口、變量窗口、反匯編窗口、波形顯示窗口等等,極大的方便了用戶的程序調試。該軟件集源程序編輯、編譯、鏈接、調試于一體,每項功能均為中衛下拉菜單,簡明易學。經常使用的功能均備有熱鍵,這樣可以提高程序的調試效率。調試軟件不僅支持匯編語言,而且還支持C 語言編輯、編譯調試。8、系統的單機運行模式:系統在沒有與計算機連接的情況下,自動運行在單機模式,在此模式下,用戶可通過鍵盤輸入運行程序(機器碼),和操作指令,同時將輸入信息及操作的結果在LED 數碼管上顯示出來。9、系統的功能齊全,可擴展性(數據總線、地址總線、控制總線為用戶開放)亦能輕松滿足其課程設計、畢業設計使用等。二、系統概述1、微處理器: 8031,它的P1 口、T0、EX0、EX1、RXD、TXD、RD、WR 皆對用戶開放,供用戶使用。2、時鐘頻率:6.0MHz3、存儲器:程序存儲器與數據存儲器統一編址,最多可達64K,板載ROM(監控程序27C256)16K,RAM(程序存儲器6264)8K 供用戶下載實驗程序,可達到32K;RAM(數據存儲器6264)8K 供用戶程序使用,可擴展達32K。(RAM 程序存儲器與數據存儲器不可同時擴展至32K,具體與廠家聯系)。(見圖1-1:存儲器組織圖)。在程序存儲器中:20000H----2FFFFH 為監控程序存儲器區,用戶不可使用,3000H----3FFFH 為用戶數據存儲區。4000H----7FFFH 為實驗程序存儲器區,供用戶下載實驗程序8000H----CF9FH,CFF0H------FFFFH 為用戶CPLD 實驗區段,用戶可在此段空間編程。CFA0H----CFDFH 系統I/O 區,用戶可用但不可更改。
上傳時間: 2013-10-21
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MCS51系列單片機在工程數據采集中的應用:隨著現代科學技術的發展,單片機已深入應用到社會發展的各個領域,如家電制造業、工程數據采集、智能儀表等。因而各芯片制造廠商紛紛推出不同系列的單片機,以滿足不同行業的實際需要。結合本人的實際工作,現介紹一種集智能儀表與數據采集相結合的終端設備,可廣泛應用于自來水、煤氣管網等等的數據采集與遠傳,實現自來水、煤氣等公司的集中監控與調度。本設備的特點是結構簡單、成本低、維護方便等特點。因而可以代替價格較高的PLC 在這方面的應用。
上傳時間: 2013-10-09
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8051單片機系統擴展與接口技術:第一節 8051 單片機系統擴展概述第二節 單片機外部存儲器擴展第三節 單片機輸入輸出(I/O)口擴展及應用第四節 LED顯示器接口電路及顯示程序第五節 單片機鍵盤接口技術第六節 單片機與數模(D/A)及模數(A/D)轉換1、地址總線(Address Bus,簡寫為AB)地址總線可傳送單片機送出的地址信號,用于訪問外部存儲器單元或I/O端口。A 地址總線是單向的,地址信號只是由單片機向外發出。B 地址總線的數目決定了可直接訪問的存儲器單元的數目。例如N位地址,可以產生2N個連續地址編碼,因此可訪問2N個存儲單元,即通常所說的尋址范圍為 2N個地址單元。MCS—51單片機有十六位地址線,因此存儲器展范圍可達216 = 64KB地址單元。C 掛在總線上的器件,只有地址被選中的單元才能與CPU交換數據,其余的都暫時不能操作,否則會引起數據沖突。2、數據總線(Data Bus,簡寫為DB)數據總線用于在單片機與存儲器之間或單片機與I/O端口之間傳送數據。A 單片機系統數據總線的位數與單片機處理數據的字長一致。例如MCS—51單片機是8位字長,所以數據總線的位數也是8位。B 數據總線是雙向的,即可以進行兩個方向的數據傳送。3、控制總線(Control Bus,簡寫為CB)控制總線實際上就是一組控制信號線,包括單片機發出的,以及從其它部件送給單片機的各種控制或聯絡信號。對于一條控制信號線來說,其傳送方向是單向的,但是由不同方向的控制信號線組合的控制總線則表示為雙向的。總線結構形式大大減少了單片機系統中連接線的數目,提高了系統的可靠性,增加了系統的靈活性。此外,總線結構也使擴展易于實現,各功能部件只要符合總線規范,就可以很方便地接入系統,實現單片機擴展。
上傳時間: 2013-10-18
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