PIC單片機原理與接口技術 9787121061349 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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彭樹生 著

圖書標籤:

• PIC單片機
• 單片機原理
• 接口技術
• 嵌入式係統
• 電子技術
• 微控製器
• 89C51
• 數字電路
• 電子工程
• PIC

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121061349

商品編碼：29725727321

包裝：平裝

齣版時間：2008-04-01

基本信息

書名:PIC單片機原理與接口技術

定價：26.00元

售價：17.7元,便宜8.3元,摺扣68

作者:彭樹生

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2008-04-01

ISBN：9787121061349

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.481kg

編輯推薦

本套教材在國傢規劃教材的基礎上，按照“計算機學科教學計劃”進行全麵更新，以適應高校計算機專業課程與教學改革的需要，並特彆注意教材的可讀性和可用性，為任課教師提供各種教學服務（包括教學電子課件、教學指導材料、習題解答和實驗指導等）。

內容提要

本書以美國Microchip公司的PIC16F87X係列單片機為主綫，詳細介紹其基本結構、工作原理及端口的擴展技術。全書共分8章，內容包括：PIC16F87X係列單片機的基本結構、寄存器及存儲器模塊、模塊功能、指令係統及匯編程序設計、端口功能擴展、定時器/計數器及CCP的應用技術、A/D轉換和D/A轉換的擴展技術、LED/LCD顯示的擴展技術及鍵盤的擴展技術等。內容係統全麵，每章配有思考題。
本書內容豐富而實用，通俗易懂，書中列舉並分析瞭大量的應用實例，可作為高校相關專業專科、本科或研究生的教材或參考書，也可作為科研和生産技術人員的培訓用書或參考用書。

目錄

章 緒論
1.1 單片機的發展
1.2 單片機的類彆
1.3 PIC係列單片機的種類與特點
第2章 PIC16F87X係列單片機
2.1 概述
2.2 內部功能及時序
2.2.1 內部組成
2.2.2 時序圖和指令周期
2.2.3 指令流
2.3 引腳功能
2.3.1 電源引腳和地引腳
2.3.2 振蕩器輸入/輸齣引腳
2.3.3 主復位信號引腳
2.3.4 端口/功能引腳
2.4 存儲器組織
2.4.1 程序存儲器
2.4.2 數據存儲器
2.5 數據E2PROM和閃存組織
2.5.1 寄存器EECON1和EECON
2.5.2 E2PROM數據存儲器的讀/寫操作
2.5.3 Flash程序存儲器的讀/寫操作
2.5.4 寫校驗與寫保護
2.6 振蕩電路
2.6.1 振蕩方式
2.6.2 晶體振蕩器/陶瓷振蕩器
2.6.3 外部晶體振蕩器電路
2.6.4 RC振蕩電路
2.7 復位電路與復位狀態
2.8 I/O端口
2.8.1 端口A和它的方嚮寄存器
2.8.2 端口B和它的方嚮寄存器
2.8.3 端口C和它的方嚮寄存器
2.8.4 端口D和它的方嚮寄存器
2.8.5 端口E和它的方嚮寄存器
2.8.6 並行從動端口
2.9 中斷組織
2.9.1 中斷源
2.9.2 中斷的控製
2.9.3 中斷現場的保護
2.10 看門狗電路
2.11 低功耗設置（休眠模式）
2.11.1 進入休眠（SLEEP）省電方式
2.11.2 CPU從休眠狀態喚醒
2.11.3 中斷喚醒狀態
2.12 在綫串行編程與調試功能
2.12.1 在綫調試
2.12.2 在綫串行編程
思考題
第3章 PIC16F87X係列單片機模塊功能
3.1 定時器/計數器組織
3.1.1 定時器/計數器0（TIMER0）
3.1.2 定時器/計數器1（TIMER1）
3.1.3 定時器/計數器2（TIMER2）
3.2 CCP（捕捉/比較/PWM）組織
3.2.1 捕捉（Capture）工作方式
3.2.2 比較（Compare）工作方式
3.2.3 脈寬調製（PWM）工作方式
3.3 A/D轉換模塊
3.3.1 概述
3.3.2 A/D采集要求
3.3.3 A/D轉換時鍾選擇
3.3.4 模擬輸入引腳設置
3.3.5 正常A/D轉換
3.3.6 睡眠A/D轉換
3.3.7 復位對A/D轉換的影響
3.3.8 A/D精度和誤差
3.4 MSSP模塊
3.4.1 概述
3.4.2 SPI工作方式
3.4.3 I2C工作方式
3.5 USART模塊
3.5.1 概述
3.5.2 USART波特率發生器（BRG）
3.5.3 USART異步工作方式
3.5.4 USART同步主控模式
3.5.5 USART同步從動模式
思考題
第4章 PIC係列單片機指令係統與程序設計
4.1 PIC係列單片機指令係統的分類及說明
4.1.1 指令係統分類
4.1.2 指令描述符號說明
4.1.3 指令速查錶
4.2 指令功能
4.2.1 麵嚮字節的文件寄存器操作類指令
4.2.2 麵嚮位的文件寄存器操作類指令
4.2.3 麵嚮立即數和控製操作類指令
4.3 匯編語言程序的基本格式
4.3.1 標號
4.3.2 操作碼
4.3.3 操作數
4.3.4 注釋
4.3.5 常用的僞指令
4.4 匯編語言程序結構化設計
4.4.1 順序結構
4.4.2 循環結構
4.4.3 分支結構
4.5 程序設計範例
4.5.1 程序清單及說明
4.5.2 匯編與調試
思考題
第5章 PIC16F87X係列單片機端口功能與擴展
5.1 概述
5.2 I/O的功能與應用
5.2.1 端口A的功能與應用
5.2.2 端口B的功能與應用
5.2.3 端口C的功能與應用
5.2.4 端口D的功能與應用
5.2.5 端口E的功能與應用
5.3 數據存儲器的擴展
5.3.1 概述
5.3.2 並行總綫數據存儲器的擴展
5.3.3 I2C總綫數據存儲器的擴展
5.3.4 SPI總綫數據存儲器的擴展
5.4 異步串行通信接口的擴展
5.4.1 概述
5.4.2 RS—232—C標準
5.4.3 硬件實現方法與電路
5.4.4 通信程序的設計
5.5 外中斷功能
5.5.1 PIC單片機中斷的“級”
5.5.2 RB0/INT外中斷
5.5.3 端口B狀態變化的中斷
思考題
第6章 PIC單片機定時器/計數器與CCP的應用
6.1 概述
6.2 定時器/計數器的控製與應用
6.2.1 定時器/計數器TIMER
6.2.2 定時器/計數器TIMER
6.2.3 定時器/計數器TIMER
6.3 CCP的應用
6.3.1 輸入捕捉工作模式的應用
6.3.2 輸齣比較工作模式的應用
6.3.3 PWM工作模式的應用
思考題
第7章 PIC單片機的A/D和D/A技術
7.1 概述
7.2 A/D轉換技術
7.2.1 片上A/D轉換技術
7.2.2 片外A/D轉換的擴展
7.3 D/A轉換技術
7.3.1 串行總綫D/A轉換擴展
7.3.2 並行總綫D/A轉換擴展
思考題
第8章 PIC單片機的顯示技術與鍵盤擴展
8.1 概述
8.2 LED的驅動與顯示
8.2.1 LED的驅動
8.2.2 LED數碼管的驅動與顯示
8.2.3 多位LED數碼管的驅動與顯示
8.2.4 LED點陣的驅動與顯示
8.3 LCD的驅動與顯示
8.3.1 段式LCD的驅動
8.3.2 點陣LCD的驅動
8.4 鍵盤的擴展
8.4.1 獨立鍵盤的擴展
8.4.2 鍵盤陣的擴展
8.5 LED顯示與鍵盤的復閤擴展
8.5.1 MAX6955的功能與特性
8.5.2 MAX6955的控製
8.5.3 應用擴展電路
思考題
附錄A PIC16F877的頭文件
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《嵌入式係統開發：從基礎到實踐》 概述 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的嵌入式係統開發學習路徑，涵蓋從基礎理論到實際應用的全過程。我們關注的是那些能夠被嵌入到其他設備中，執行特定任務的小型計算機係統，它們已成為現代科技的基石。本書將引導您理解嵌入式係統的核心概念，掌握常用的開發工具和技術，並最終能夠獨立設計和實現復雜的嵌入式應用。本書適閤所有對嵌入式係統開發感興趣的初學者，以及希望係統梳理和深化嵌入式係統知識的從業人員。 第一部分：嵌入式係統基礎理論 在深入到具體的硬件和軟件開發之前，理解嵌入式係統的本質至關重要。本部分將為您打下堅實的理論基礎。 什麼是嵌入式係統？ 我們將從定義齣發，闡述嵌入式係統的特點，例如：專一性、麵嚮應用、實時性、可靠性、資源受限性、網絡化等。您將瞭解到嵌入式係統與通用計算機係統的根本區彆，以及它們在日常生活中的廣泛應用，如傢用電器、汽車電子、工業控製、醫療設備、物聯網設備等。 嵌入式係統的硬件組成 微處理器/微控製器（MCU）: 這是嵌入式係統的“大腦”。我們將詳細介紹微處理器和微控製器的工作原理，包括CPU的架構、指令集、流水綫技術等。您將瞭解不同類型MCU的特點，如8位、16位、32位MCU，以及它們在不同應用場景下的選擇考量。 存儲器: 嵌入式係統需要不同類型的存儲器來存放程序和數據。我們將講解ROM（如Flash Memory）、RAM（如SRAM、DRAM）的功能和區彆，以及它們在嵌入式係統中的作用。 輸入/輸齣（I/O）接口: 嵌入式係統需要與外部世界進行交互，這依賴於各種I/O接口。我們將介紹通用串行接口（如UART、SPI、I2C）、並行接口、ADC（模數轉換器）、DAC（數模轉換器）等，並解釋它們如何連接外部傳感器、執行器和通信設備。 其他外圍設備: 除瞭核心組件，嵌入式係統還可能包含定時器、中斷控製器、DMA控製器、實時時鍾（RTC）、電源管理單元等。我們將逐一介紹這些外圍設備的功能和工作原理。 嵌入式係統的軟件架構 裸機開發: 這是最基礎的開發方式，直接在硬件上編寫代碼，不依賴任何操作係統。我們將探討裸機開發的優勢和局限性，並介紹如何通過直接操作硬件寄存器來實現特定功能。 實時操作係統（RTOS）: 對於需要處理多任務、嚴格時序要求的嵌入式應用，RTOS是必不可少的。我們將深入講解RTOS的核心概念，如任務管理（創建、調度、同步、通信）、中斷處理、內存管理、設備驅動等。常見的RTOS如FreeRTOS、RT-Thread等將作為案例進行分析。 嵌入式Linux: 對於對計算能力和資源要求較高、需要豐富軟硬件生態係統的嵌入式應用，嵌入式Linux是絕佳選擇。我們將介紹Linux內核的移植、根文件係統的構建、驅動程序的開發以及用戶空間的應用程序開發。 嵌入式係統的開發流程 一個典型的嵌入式係統開發周期包括需求分析、係統設計、硬件選型、軟件開發、調試測試、集成部署和維護等環節。我們將詳細闡述每個環節的關鍵任務和注意事項，幫助您建立完整的項目開發意識。 第二部分：嵌入式軟件開發實戰 掌握瞭理論基礎後，本部分將帶領您進入實際的軟件開發環節。 編程語言 C/C++: C語言因其高效、接近硬件的特性，是嵌入式開發中最常用的語言。我們將迴顧C語言的關鍵概念，並重點講解在嵌入式環境下使用C語言的技巧，如指針、內存管理、位操作等。C++在大型嵌入式項目中的應用也將被介紹。 匯編語言: 雖然不常用作主語言，但瞭解匯編語言對於理解底層硬件操作、性能優化以及編寫引導程序等至關重要。我們將簡要介紹匯編語言的基本指令和在特定場景下的應用。 開發工具鏈 編譯器、匯編器、鏈接器: 這些工具是將源代碼轉換為可執行程序的關鍵。我們將介紹交叉編譯的概念，以及如何配置和使用GCC、Clang等嵌入式開發常用的編譯器。 調試器: 調試是嵌入式開發中不可或缺的一環。我們將介紹硬件調試器（如JTAG、SWD）和軟件調試器（如GDB）的使用方法，包括斷點設置、單步執行、變量查看、內存監視等。 集成開發環境（IDE）: IDE能夠極大地提高開發效率。我們將介紹一些主流的嵌入式IDE，如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、Eclipse CDT等，並演示如何使用它們進行項目創建、代碼編輯、編譯調試。 操作係統移植與配置（以RTOS為例） 本書將以一個流行的RTOS（如FreeRTOS）為例，詳細講解如何將其移植到目標硬件平颱。內容包括： 硬件抽象層（HAL）的編寫: 如何為目標MCU編寫適閤RTOS運行的底層驅動。 RTOS內核的配置: 根據項目需求選擇和配置RTOS的功能，如任務優先級、時間片、內存分配策略等。 任務創建與管理: 如何創建、刪除、掛起、恢復任務，以及任務之間的同步與通信機製（如信號量、互斥鎖、消息隊列）。 設備驅動程序開發 設備驅動是連接操作係統和硬件的關鍵。我們將講解驅動程序的編寫原則和常用框架，包括： GPIO驅動: 如何控製通用輸入輸齣引腳，實現LED點亮、按鍵輸入等。 串口通信驅動: 如何實現UART、SPI、I2C等通信協議的收發。 ADC/DAC驅動: 如何讀取模擬信號或輸齣模擬信號。 定時器/中斷驅動: 如何使用定時器實現延時、周期性任務，以及響應外部中斷。 文件係統與存儲 對於需要存儲大量數據的嵌入式應用，文件係統和存儲技術是必不可少的。我們將介紹： 嵌入式文件係統: 如FATFS、LittleFS等，以及它們在SD卡、NAND Flash等存儲介質上的應用。 非易失性存儲技術: EEPROM、Flash Memory等的讀寫操作。 第三部分：嵌入式係統接口技術與應用 本部分將聚焦於嵌入式係統與其他硬件設備之間的通信和交互，以及一些典型的應用場景。 通信接口技術 串行通信: UART: 異步串行通信，常用於設備間的簡單數據交換，如連接PC、GPS模塊等。 SPI: 同步串行通信，速度快，常用於連接傳感器、存儲器、顯示器等。 I2C: 同步串行通信，總綫結構，可連接多個設備，常用於連接各種傳感器、EEPROM等。 並行通信: 速度相對較快，但綫路較多，常用於連接顯示屏、數據采集卡等。 USB: 通用串行總綫，功能強大，廣泛應用於數據傳輸、設備連接。我們將介紹USB的基本協議和在嵌入式設備中的應用。 網絡通信: Ethernet: 有綫網絡通信，適用於工業控製、數據采集等場景。 Wi-Fi: 無綫網絡通信，實現物聯網設備的互聯互通。 Bluetooth/BLE: 短距離無綫通信，常用於人機交互、設備連接。 CAN總綫: 汽車電子、工業自動化領域常用的串行通信總綫。 傳感器接口技術 模數轉換（ADC）: 將來自模擬傳感器（如溫度傳感器、光敏傳感器、壓力傳感器）的模擬信號轉換為數字信號。 數模轉換（DAC）: 將數字信號轉換為模擬信號，用於控製電機、音頻輸齣等。 數字傳感器接口: 直接輸齣數字信號的傳感器，如數字溫度傳感器（DS18B20）、數字濕度傳感器（DHT11/DHT22）。 執行器控製 電機控製: 直流電機、步進電機、伺服電機的驅動與控製。 LED與顯示屏: LED的點亮、PWM調光，以及LCD、OLED等顯示屏的驅動與信息顯示。 繼電器與開關: 控製大功率設備或切換電路。 典型應用案例分析 為瞭幫助讀者鞏固所學知識，我們將通過具體的應用案例來展示嵌入式係統的開發過程和技術應用。例如： 智能傢居設備: 溫濕度監測與控製、智能照明係統。 工業自動化: 簡單的PLC（可編程邏輯控製器）功能實現、數據采集與監控。 物聯網節點: 基於Wi-Fi/BLE的傳感器數據上傳到雲平颱。 嵌入式數據采集係統: 實時采集傳感器數據並存儲。 學習建議 本書的編寫旨在循序漸進，但嵌入式係統開發涉及知識麵廣，需要理論與實踐相結閤。我們建議讀者： 1. 動手實踐: 理論學習後，務必動手進行實驗。選擇一塊閤適的開發闆，按照書中的示例進行操作。 2. 深入理解: 不要滿足於錶麵的實現，嘗試理解代碼背後的原理，特彆是硬件操作和RTOS內核機製。 3. 查閱資料: 遇到問題時，善於查閱芯片數據手冊（Datasheet）、參考手冊（Reference Manual）、RTOS文檔等官方資料。 4. 積極交流: 加入嵌入式開發社區，與其他開發者交流經驗，解決疑難問題。 通過本書的學習，您將能夠建立起紮實的嵌入式係統開發知識體係，掌握從硬件選型到軟件實現的完整流程，並具備獨立設計和實現各類嵌入式應用的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度毋庸置疑，它對於存儲器結構、指令集架構的剖析達到瞭教科書級彆，那種嚴謹和一絲不苟的態度，值得稱贊。特彆是講解到那些底層硬件寄存器的位操作時，作者的文字精準得像手術刀一樣，直指核心。但是，這種極緻的精準性似乎是以犧牲實用性和趣味性為代價的。我花瞭大量時間去理解那些晦澀難懂的硬件初始化流程，感覺自己更像是在背誦一本古老的硬件規範，而不是學習一門可以創造實際産品的技術。舉個例子，書中對於ADC模塊的講解，雖然詳盡地列齣瞭每一個控製寄存器的位定義及其作用，卻鮮有關於如何根據不同的傳感器特性（比如光敏電阻的綫性度問題，或者熱敏電阻的非綫性補償）來優化采樣率和精度的實戰討論。我希望能看到更多關於電源管理、低功耗設計在實際項目中是如何權衡取捨的案例分析，而不是僅僅停留在理論的陳述上。這種缺乏與工程實踐緊密結閤的傾嚮，使得這本書在激發讀者的動手熱情方麵略顯不足，它更適閤作為考研的理論復習資料，而非工程師案頭的快速查詢指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示質量，坦白說，有些跟不上時代瞭。在如今這個高清屏幕和矢量圖主導的時代，書中那些略顯粗糙的電路原理圖和時序圖，給我的閱讀體驗打瞭不少摺扣。很多關鍵的信號波形圖，特彆是關於異步通信（如UART）的起始位和停止位時序，由於分辨率的限製，那些微妙的高低電平轉換邊界顯得模糊不清，這對於初學者辨識波特率和采樣點的設置至關重要。此外，書中引用的開發環境和編譯器版本似乎也有些滯後。當我嘗試用最新版本的IDE來編譯書中提供的那些看似基礎的示例代碼時，頻繁地遇到瞭兼容性警告和一些已經被棄用的函數調用錯誤。這迫使我花費大量精力去“翻譯”這些過時的代碼片段，而不是直接應用於我現有的、維護更現代的嵌入式係統。技術書籍，特彆是涉及到軟件和硬件結閤的領域，時效性至關重要，如果工具鏈的落後成為閱讀障礙，那麼這本書的實用價值自然會大打摺扣，它更像是一個曆史文獻而非當下的操作指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是工業美學的典範，那種深沉的藏藍配上清晰的白色字體，透露齣一種技術權威感，讓人一眼就能感受到它內含的硬核知識量。我抱著極大的期待打開瞭它，希望能在那些復雜的電路圖和寄存器定義中找到通往微控製器世界的鑰匙。然而，當我翻閱到關於實時操作係統（RTOS）的章節時，我發現作者的敘述方式過於跳躍，仿佛默認讀者已經具備瞭深厚的嵌入式背景知識。對於我這種初學者來說，那些關於任務調度、信號量和消息隊列的講解，就像是直接把一本高級算法分析的書籍放在我麵前，雖然理論上很完備，但缺乏足夠的、手把手的代碼示例來輔助理解其在實際的8051內核上的具體實現差異。特彆是當涉及到中斷服務程序的編寫時，那種“你懂的”的錶達方式，讓我不得不頻繁地停下來，去查閱其他更基礎的資料來填補認知上的空缺。整本書的排版雖然工整，但在關鍵概念的強調上略顯不足，很多重要的公式和參數設置如果沒有自己動手抄寫一遍，很容易在後續的閱讀中被遺忘，這對於需要反復查閱的工具書來說，是一個不小的遺憾。我期待的是那種能帶著我一步步搭建復雜係統的嚮導，而不是一本精煉的參考手冊。

評分☆☆☆☆☆

從內容涵蓋的廣度來看，這本書確實野心勃勃，試圖囊括從最基礎的I/O操作到復雜的通信協議棧。這種試圖“大而全”的努力值得肯定，但這也帶來瞭一個顯著的問題：深度上的平均化。當涉及到諸如SPI、I2C這類主流的串行通信接口時，書中給齣的驅動代碼片段總是顯得有些簡略和通用化，似乎是為瞭適配各種PIC型號而采取的保守策略。我嘗試將書中提供的基礎SPI讀寫代碼移植到一個特定的項目環境時，遇到瞭大量的時序問題，這涉及到芯片的片選信號時序和時鍾極性設置的微小差異，而這些細節在書中僅僅是一筆帶過，或者被歸入瞭“讀者自查”的範疇。這讓我感覺，如果我手上的芯片手冊和這本書的描述略有齣入，那麼我將陷入漫長的調試黑洞。這本書似乎更側重於對“PIC”這個平颱概念的整體介紹，而不是專注於某一具體係列（比如PIC16F或PIC18F）的深度優化，對於需要快速解決特定硬件難題的工程師來說，這種麵麵俱到的敘述方式，反而降低瞭其作為“技術利器”的效能。

評分☆☆☆☆☆

對於我個人而言，閱讀技術書籍不僅是為瞭獲取知識，更是一種構建問題解決框架的過程。在這本關於PIC原理的書籍中，我發現作者在講解錯誤處理和異常機製時，顯得相對保守和理想化。書中展示的那些“完美運行”的程序流程，很少涉及到在真實工業環境中幾乎必然發生的外部乾擾、電源瞬變或者存儲器溢齣的情況。例如，當講解到EEPROM寫入操作時，書中強調瞭擦除和寫入的順序，但對於寫入失敗後如何通過讀取校驗來確認數據完整性，或者在寫入過程中意外斷電後係統狀態的恢復機製，這些“防禦性編程”的關鍵環節，卻被一帶而過。這種處理方式，雖然使得理論講解顯得乾淨利落，卻在很大程度上削弱瞭讀者應對復雜工程挑戰的能力。一本優秀的實踐導嚮的技術書籍，應當教會讀者如何“預測失敗”並構建健壯的係統，而不僅僅是展示“成功運行”的代碼路徑。這本書的這種側重，讓我感覺它更像是一份嚴格的學術論述，而非一名經驗豐富的工程師留下的“防坑指南”。