PIC单片机原理与接口技术 9787121061349 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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彭树生 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121061349

商品编码：29725727321

包装：平装

出版时间：2008-04-01

基本信息

书名:PIC单片机原理与接口技术

定价：26.00元

售价：17.7元,便宜8.3元,折扣68

作者:彭树生

出版社：电子工业出版社

出版日期：2008-04-01

ISBN：9787121061349

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.481kg

编辑推荐

本套教材在国家规划教材的基础上，按照“计算机学科教学计划”进行全面更新，以适应高校计算机专业课程与教学改革的需要，并特别注意教材的可读性和可用性，为任课教师提供各种教学服务（包括教学电子课件、教学指导材料、习题解答和实验指导等）。

内容提要

本书以美国Microchip公司的PIC16F87X系列单片机为主线，详细介绍其基本结构、工作原理及端口的扩展技术。全书共分8章，内容包括：PIC16F87X系列单片机的基本结构、寄存器及存储器模块、模块功能、指令系统及汇编程序设计、端口功能扩展、定时器/计数器及CCP的应用技术、A/D转换和D/A转换的扩展技术、LED/LCD显示的扩展技术及键盘的扩展技术等。内容系统全面，每章配有思考题。
本书内容丰富而实用，通俗易懂，书中列举并分析了大量的应用实例，可作为高校相关专业专科、本科或研究生的教材或参考书，也可作为科研和生产技术人员的培训用书或参考用书。

目录

章 绪论
1.1 单片机的发展
1.2 单片机的类别
1.3 PIC系列单片机的种类与特点
第2章 PIC16F87X系列单片机
2.1 概述
2.2 内部功能及时序
2.2.1 内部组成
2.2.2 时序图和指令周期
2.2.3 指令流
2.3 引脚功能
2.3.1 电源引脚和地引脚
2.3.2 振荡器输入/输出引脚
2.3.3 主复位信号引脚
2.3.4 端口/功能引脚
2.4 存储器组织
2.4.1 程序存储器
2.4.2 数据存储器
2.5 数据E2PROM和闪存组织
2.5.1 寄存器EECON1和EECON
2.5.2 E2PROM数据存储器的读/写操作
2.5.3 Flash程序存储器的读/写操作
2.5.4 写校验与写保护
2.6 振荡电路
2.6.1 振荡方式
2.6.2 晶体振荡器/陶瓷振荡器
2.6.3 外部晶体振荡器电路
2.6.4 RC振荡电路
2.7 复位电路与复位状态
2.8 I/O端口
2.8.1 端口A和它的方向寄存器
2.8.2 端口B和它的方向寄存器
2.8.3 端口C和它的方向寄存器
2.8.4 端口D和它的方向寄存器
2.8.5 端口E和它的方向寄存器
2.8.6 并行从动端口
2.9 中断组织
2.9.1 中断源
2.9.2 中断的控制
2.9.3 中断现场的保护
2.10 看门狗电路
2.11 低功耗设置（休眠模式）
2.11.1 进入休眠（SLEEP）省电方式
2.11.2 CPU从休眠状态唤醒
2.11.3 中断唤醒状态
2.12 在线串行编程与调试功能
2.12.1 在线调试
2.12.2 在线串行编程
思考题
第3章 PIC16F87X系列单片机模块功能
3.1 定时器/计数器组织
3.1.1 定时器/计数器0（TIMER0）
3.1.2 定时器/计数器1（TIMER1）
3.1.3 定时器/计数器2（TIMER2）
3.2 CCP（捕捉/比较/PWM）组织
3.2.1 捕捉（Capture）工作方式
3.2.2 比较（Compare）工作方式
3.2.3 脉宽调制（PWM）工作方式
3.3 A/D转换模块
3.3.1 概述
3.3.2 A/D采集要求
3.3.3 A/D转换时钟选择
3.3.4 模拟输入引脚设置
3.3.5 正常A/D转换
3.3.6 睡眠A/D转换
3.3.7 复位对A/D转换的影响
3.3.8 A/D精度和误差
3.4 MSSP模块
3.4.1 概述
3.4.2 SPI工作方式
3.4.3 I2C工作方式
3.5 USART模块
3.5.1 概述
3.5.2 USART波特率发生器（BRG）
3.5.3 USART异步工作方式
3.5.4 USART同步主控模式
3.5.5 USART同步从动模式
思考题
第4章 PIC系列单片机指令系统与程序设计
4.1 PIC系列单片机指令系统的分类及说明
4.1.1 指令系统分类
4.1.2 指令描述符号说明
4.1.3 指令速查表
4.2 指令功能
4.2.1 面向字节的文件寄存器操作类指令
4.2.2 面向位的文件寄存器操作类指令
4.2.3 面向立即数和控制操作类指令
4.3 汇编语言程序的基本格式
4.3.1 标号
4.3.2 操作码
4.3.3 操作数
4.3.4 注释
4.3.5 常用的伪指令
4.4 汇编语言程序结构化设计
4.4.1 顺序结构
4.4.2 循环结构
4.4.3 分支结构
4.5 程序设计范例
4.5.1 程序清单及说明
4.5.2 汇编与调试
思考题
第5章 PIC16F87X系列单片机端口功能与扩展
5.1 概述
5.2 I/O的功能与应用
5.2.1 端口A的功能与应用
5.2.2 端口B的功能与应用
5.2.3 端口C的功能与应用
5.2.4 端口D的功能与应用
5.2.5 端口E的功能与应用
5.3 数据存储器的扩展
5.3.1 概述
5.3.2 并行总线数据存储器的扩展
5.3.3 I2C总线数据存储器的扩展
5.3.4 SPI总线数据存储器的扩展
5.4 异步串行通信接口的扩展
5.4.1 概述
5.4.2 RS—232—C标准
5.4.3 硬件实现方法与电路
5.4.4 通信程序的设计
5.5 外中断功能
5.5.1 PIC单片机中断的“级”
5.5.2 RB0/INT外中断
5.5.3 端口B状态变化的中断
思考题
第6章 PIC单片机定时器/计数器与CCP的应用
6.1 概述
6.2 定时器/计数器的控制与应用
6.2.1 定时器/计数器TIMER
6.2.2 定时器/计数器TIMER
6.2.3 定时器/计数器TIMER
6.3 CCP的应用
6.3.1 输入捕捉工作模式的应用
6.3.2 输出比较工作模式的应用
6.3.3 PWM工作模式的应用
思考题
第7章 PIC单片机的A/D和D/A技术
7.1 概述
7.2 A/D转换技术
7.2.1 片上A/D转换技术
7.2.2 片外A/D转换的扩展
7.3 D/A转换技术
7.3.1 串行总线D/A转换扩展
7.3.2 并行总线D/A转换扩展
思考题
第8章 PIC单片机的显示技术与键盘扩展
8.1 概述
8.2 LED的驱动与显示
8.2.1 LED的驱动
8.2.2 LED数码管的驱动与显示
8.2.3 多位LED数码管的驱动与显示
8.2.4 LED点阵的驱动与显示
8.3 LCD的驱动与显示
8.3.1 段式LCD的驱动
8.3.2 点阵LCD的驱动
8.4 键盘的扩展
8.4.1 独立键盘的扩展
8.4.2 键盘阵的扩展
8.5 LED显示与键盘的复合扩展
8.5.1 MAX6955的功能与特性
8.5.2 MAX6955的控制
8.5.3 应用扩展电路
思考题
附录A PIC16F877的头文件
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《嵌入式系统开发：从基础到实践》 概述 本书旨在为读者提供一个全面而深入的嵌入式系统开发学习路径，涵盖从基础理论到实际应用的全过程。我们关注的是那些能够被嵌入到其他设备中，执行特定任务的小型计算机系统，它们已成为现代科技的基石。本书将引导您理解嵌入式系统的核心概念，掌握常用的开发工具和技术，并最终能够独立设计和实现复杂的嵌入式应用。本书适合所有对嵌入式系统开发感兴趣的初学者，以及希望系统梳理和深化嵌入式系统知识的从业人员。 第一部分：嵌入式系统基础理论 在深入到具体的硬件和软件开发之前，理解嵌入式系统的本质至关重要。本部分将为您打下坚实的理论基础。 什么是嵌入式系统？ 我们将从定义出发，阐述嵌入式系统的特点，例如：专一性、面向应用、实时性、可靠性、资源受限性、网络化等。您将了解到嵌入式系统与通用计算机系统的根本区别，以及它们在日常生活中的广泛应用，如家用电器、汽车电子、工业控制、医疗设备、物联网设备等。 嵌入式系统的硬件组成 微处理器/微控制器（MCU）: 这是嵌入式系统的“大脑”。我们将详细介绍微处理器和微控制器的工作原理，包括CPU的架构、指令集、流水线技术等。您将了解不同类型MCU的特点，如8位、16位、32位MCU，以及它们在不同应用场景下的选择考量。 存储器: 嵌入式系统需要不同类型的存储器来存放程序和数据。我们将讲解ROM（如Flash Memory）、RAM（如SRAM、DRAM）的功能和区别，以及它们在嵌入式系统中的作用。 输入/输出（I/O）接口: 嵌入式系统需要与外部世界进行交互，这依赖于各种I/O接口。我们将介绍通用串行接口（如UART、SPI、I2C）、并行接口、ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）等，并解释它们如何连接外部传感器、执行器和通信设备。 其他外围设备: 除了核心组件，嵌入式系统还可能包含定时器、中断控制器、DMA控制器、实时时钟（RTC）、电源管理单元等。我们将逐一介绍这些外围设备的功能和工作原理。 嵌入式系统的软件架构 裸机开发: 这是最基础的开发方式，直接在硬件上编写代码，不依赖任何操作系统。我们将探讨裸机开发的优势和局限性，并介绍如何通过直接操作硬件寄存器来实现特定功能。 实时操作系统（RTOS）: 对于需要处理多任务、严格时序要求的嵌入式应用，RTOS是必不可少的。我们将深入讲解RTOS的核心概念，如任务管理（创建、调度、同步、通信）、中断处理、内存管理、设备驱动等。常见的RTOS如FreeRTOS、RT-Thread等将作为案例进行分析。 嵌入式Linux: 对于对计算能力和资源要求较高、需要丰富软硬件生态系统的嵌入式应用，嵌入式Linux是绝佳选择。我们将介绍Linux内核的移植、根文件系统的构建、驱动程序的开发以及用户空间的应用程序开发。 嵌入式系统的开发流程 一个典型的嵌入式系统开发周期包括需求分析、系统设计、硬件选型、软件开发、调试测试、集成部署和维护等环节。我们将详细阐述每个环节的关键任务和注意事项，帮助您建立完整的项目开发意识。 第二部分：嵌入式软件开发实战 掌握了理论基础后，本部分将带领您进入实际的软件开发环节。 编程语言 C/C++: C语言因其高效、接近硬件的特性，是嵌入式开发中最常用的语言。我们将回顾C语言的关键概念，并重点讲解在嵌入式环境下使用C语言的技巧，如指针、内存管理、位操作等。C++在大型嵌入式项目中的应用也将被介绍。 汇编语言: 虽然不常用作主语言，但了解汇编语言对于理解底层硬件操作、性能优化以及编写引导程序等至关重要。我们将简要介绍汇编语言的基本指令和在特定场景下的应用。 开发工具链 编译器、汇编器、链接器: 这些工具是将源代码转换为可执行程序的关键。我们将介绍交叉编译的概念，以及如何配置和使用GCC、Clang等嵌入式开发常用的编译器。 调试器: 调试是嵌入式开发中不可或缺的一环。我们将介绍硬件调试器（如JTAG、SWD）和软件调试器（如GDB）的使用方法，包括断点设置、单步执行、变量查看、内存监视等。 集成开发环境（IDE）: IDE能够极大地提高开发效率。我们将介绍一些主流的嵌入式IDE，如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、Eclipse CDT等，并演示如何使用它们进行项目创建、代码编辑、编译调试。 操作系统移植与配置（以RTOS为例） 本书将以一个流行的RTOS（如FreeRTOS）为例，详细讲解如何将其移植到目标硬件平台。内容包括： 硬件抽象层（HAL）的编写: 如何为目标MCU编写适合RTOS运行的底层驱动。 RTOS内核的配置: 根据项目需求选择和配置RTOS的功能，如任务优先级、时间片、内存分配策略等。 任务创建与管理: 如何创建、删除、挂起、恢复任务，以及任务之间的同步与通信机制（如信号量、互斥锁、消息队列）。 设备驱动程序开发 设备驱动是连接操作系统和硬件的关键。我们将讲解驱动程序的编写原则和常用框架，包括： GPIO驱动: 如何控制通用输入输出引脚，实现LED点亮、按键输入等。 串口通信驱动: 如何实现UART、SPI、I2C等通信协议的收发。 ADC/DAC驱动: 如何读取模拟信号或输出模拟信号。 定时器/中断驱动: 如何使用定时器实现延时、周期性任务，以及响应外部中断。 文件系统与存储 对于需要存储大量数据的嵌入式应用，文件系统和存储技术是必不可少的。我们将介绍： 嵌入式文件系统: 如FATFS、LittleFS等，以及它们在SD卡、NAND Flash等存储介质上的应用。 非易失性存储技术: EEPROM、Flash Memory等的读写操作。 第三部分：嵌入式系统接口技术与应用 本部分将聚焦于嵌入式系统与其他硬件设备之间的通信和交互，以及一些典型的应用场景。 通信接口技术 串行通信: UART: 异步串行通信，常用于设备间的简单数据交换，如连接PC、GPS模块等。 SPI: 同步串行通信，速度快，常用于连接传感器、存储器、显示器等。 I2C: 同步串行通信，总线结构，可连接多个设备，常用于连接各种传感器、EEPROM等。 并行通信: 速度相对较快，但线路较多，常用于连接显示屏、数据采集卡等。 USB: 通用串行总线，功能强大，广泛应用于数据传输、设备连接。我们将介绍USB的基本协议和在嵌入式设备中的应用。 网络通信: Ethernet: 有线网络通信，适用于工业控制、数据采集等场景。 Wi-Fi: 无线网络通信，实现物联网设备的互联互通。 Bluetooth/BLE: 短距离无线通信，常用于人机交互、设备连接。 CAN总线: 汽车电子、工业自动化领域常用的串行通信总线。 传感器接口技术 模数转换（ADC）: 将来自模拟传感器（如温度传感器、光敏传感器、压力传感器）的模拟信号转换为数字信号。 数模转换（DAC）: 将数字信号转换为模拟信号，用于控制电机、音频输出等。 数字传感器接口: 直接输出数字信号的传感器，如数字温度传感器（DS18B20）、数字湿度传感器（DHT11/DHT22）。 执行器控制 电机控制: 直流电机、步进电机、伺服电机的驱动与控制。 LED与显示屏: LED的点亮、PWM调光，以及LCD、OLED等显示屏的驱动与信息显示。 继电器与开关: 控制大功率设备或切换电路。 典型应用案例分析 为了帮助读者巩固所学知识，我们将通过具体的应用案例来展示嵌入式系统的开发过程和技术应用。例如： 智能家居设备: 温湿度监测与控制、智能照明系统。 工业自动化: 简单的PLC（可编程逻辑控制器）功能实现、数据采集与监控。 物联网节点: 基于Wi-Fi/BLE的传感器数据上传到云平台。 嵌入式数据采集系统: 实时采集传感器数据并存储。 学习建议 本书的编写旨在循序渐进，但嵌入式系统开发涉及知识面广，需要理论与实践相结合。我们建议读者： 1. 动手实践: 理论学习后，务必动手进行实验。选择一块合适的开发板，按照书中的示例进行操作。 2. 深入理解: 不要满足于表面的实现，尝试理解代码背后的原理，特别是硬件操作和RTOS内核机制。 3. 查阅资料: 遇到问题时，善于查阅芯片数据手册（Datasheet）、参考手册（Reference Manual）、RTOS文档等官方资料。 4. 积极交流: 加入嵌入式开发社区，与其他开发者交流经验，解决疑难问题。 通过本书的学习，您将能够建立起扎实的嵌入式系统开发知识体系，掌握从硬件选型到软件实现的完整流程，并具备独立设计和实现各类嵌入式应用的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是工业美学的典范，那种深沉的藏蓝配上清晰的白色字体，透露出一种技术权威感，让人一眼就能感受到它内含的硬核知识量。我抱着极大的期待打开了它，希望能在那些复杂的电路图和寄存器定义中找到通往微控制器世界的钥匙。然而，当我翻阅到关于实时操作系统（RTOS）的章节时，我发现作者的叙述方式过于跳跃，仿佛默认读者已经具备了深厚的嵌入式背景知识。对于我这种初学者来说，那些关于任务调度、信号量和消息队列的讲解，就像是直接把一本高级算法分析的书籍放在我面前，虽然理论上很完备，但缺乏足够的、手把手的代码示例来辅助理解其在实际的8051内核上的具体实现差异。特别是当涉及到中断服务程序的编写时，那种“你懂的”的表达方式，让我不得不频繁地停下来，去查阅其他更基础的资料来填补认知上的空缺。整本书的排版虽然工整，但在关键概念的强调上略显不足，很多重要的公式和参数设置如果没有自己动手抄写一遍，很容易在后续的阅读中被遗忘，这对于需要反复查阅的工具书来说，是一个不小的遗憾。我期待的是那种能带着我一步步搭建复杂系统的向导，而不是一本精炼的参考手册。

评分☆☆☆☆☆

从内容涵盖的广度来看，这本书确实野心勃勃，试图囊括从最基础的I/O操作到复杂的通信协议栈。这种试图“大而全”的努力值得肯定，但这也带来了一个显著的问题：深度上的平均化。当涉及到诸如SPI、I2C这类主流的串行通信接口时，书中给出的驱动代码片段总是显得有些简略和通用化，似乎是为了适配各种PIC型号而采取的保守策略。我尝试将书中提供的基础SPI读写代码移植到一个特定的项目环境时，遇到了大量的时序问题，这涉及到芯片的片选信号时序和时钟极性设置的微小差异，而这些细节在书中仅仅是一笔带过，或者被归入了“读者自查”的范畴。这让我感觉，如果我手上的芯片手册和这本书的描述略有出入，那么我将陷入漫长的调试黑洞。这本书似乎更侧重于对“PIC”这个平台概念的整体介绍，而不是专注于某一具体系列（比如PIC16F或PIC18F）的深度优化，对于需要快速解决特定硬件难题的工程师来说，这种面面俱到的叙述方式，反而降低了其作为“技术利器”的效能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度毋庸置疑，它对于存储器结构、指令集架构的剖析达到了教科书级别，那种严谨和一丝不苟的态度，值得称赞。特别是讲解到那些底层硬件寄存器的位操作时，作者的文字精准得像手术刀一样，直指核心。但是，这种极致的精准性似乎是以牺牲实用性和趣味性为代价的。我花了大量时间去理解那些晦涩难懂的硬件初始化流程，感觉自己更像是在背诵一本古老的硬件规范，而不是学习一门可以创造实际产品的技术。举个例子，书中对于ADC模块的讲解，虽然详尽地列出了每一个控制寄存器的位定义及其作用，却鲜有关于如何根据不同的传感器特性（比如光敏电阻的线性度问题，或者热敏电阻的非线性补偿）来优化采样率和精度的实战讨论。我希望能看到更多关于电源管理、低功耗设计在实际项目中是如何权衡取舍的案例分析，而不是仅仅停留在理论的陈述上。这种缺乏与工程实践紧密结合的倾向，使得这本书在激发读者的动手热情方面略显不足，它更适合作为考研的理论复习资料，而非工程师案头的快速查询指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示质量，坦白说，有些跟不上时代了。在如今这个高清屏幕和矢量图主导的时代，书中那些略显粗糙的电路原理图和时序图，给我的阅读体验打了不少折扣。很多关键的信号波形图，特别是关于异步通信（如UART）的起始位和停止位时序，由于分辨率的限制，那些微妙的高低电平转换边界显得模糊不清，这对于初学者辨识波特率和采样点的设置至关重要。此外，书中引用的开发环境和编译器版本似乎也有些滞后。当我尝试用最新版本的IDE来编译书中提供的那些看似基础的示例代码时，频繁地遇到了兼容性警告和一些已经被弃用的函数调用错误。这迫使我花费大量精力去“翻译”这些过时的代码片段，而不是直接应用于我现有的、维护更现代的嵌入式系统。技术书籍，特别是涉及到软件和硬件结合的领域，时效性至关重要，如果工具链的落后成为阅读障碍，那么这本书的实用价值自然会大打折扣，它更像是一个历史文献而非当下的操作指南。

评分☆☆☆☆☆

对于我个人而言，阅读技术书籍不仅是为了获取知识，更是一种构建问题解决框架的过程。在这本关于PIC原理的书籍中，我发现作者在讲解错误处理和异常机制时，显得相对保守和理想化。书中展示的那些“完美运行”的程序流程，很少涉及到在真实工业环境中几乎必然发生的外部干扰、电源瞬变或者存储器溢出的情况。例如，当讲解到EEPROM写入操作时，书中强调了擦除和写入的顺序，但对于写入失败后如何通过读取校验来确认数据完整性，或者在写入过程中意外断电后系统状态的恢复机制，这些“防御性编程”的关键环节，却被一带而过。这种处理方式，虽然使得理论讲解显得干净利落，却在很大程度上削弱了读者应对复杂工程挑战的能力。一本优秀的实践导向的技术书籍，应当教会读者如何“预测失败”并构建健壮的系统，而不仅仅是展示“成功运行”的代码路径。这本书的这种侧重，让我感觉它更像是一份严格的学术论述，而非一名经验丰富的工程师留下的“防坑指南”。