本书分三部分介绍在美国广泛应用的、高功能的M68HC11系列单片机(8位机 ,Motorola公司)。内容包括M68HC11的结构与其基本原理、开发工具EVB(性能评估板)以及开发和应用技术。本书在介绍单片机硬、软件的基础上,进一步介绍了在美国实验室内,如何应用PC机及EVB来进行开发工作。通过本书的介绍,读者可了解这种单片机的原理并学会开发和应用方法。本书可作为大专院校单片机及其实验的教材(本科、短训班)。亦可供开发、应用单片机的各专业(计算机、机电、化工、纺织、冶金、自控、航空、航海……)有关技术人员参考。 第一部分 M68HC11 结构与原理Motorola单片机 1 Motorla单片机 1.1 概述 1.1.1 Motorola 单片机发展概况(3) 1.1.2 Motorola 单片机结构特点(4) 1.2 M68HC11系列单片机(5) 1.2.1 M68HC11产品系列(5) 1.2.2 MC68HC11E9特性(6) 1.2.3 MC68HC11E9单片机引脚说明(8) 1.3 Motorola 32位单片机(14) 1.3.1中央处理器(CPU32)(15) 1.3.2 定时处理器(TPU)(16) 1.3.3 串行队列模块(QSM)(16) 1.3.4 系统集成模块 (SIM)(16) 1.3.5 RAM(17) 2 系统配置与工作方式 2.1 系统配置(19) 2.1.1 配置寄存器CONFIG(19) 2.1.2 CONFIG寄存器的编程与擦除(20) 2?2 工作方式选择(21) 2.3 M68HC11的工作方式(23) 2.3.1 普通单片工作方式(23) 2.3.2 普通扩展工作方式(23) 2.3.3 特殊自举方式(27) 2.3.4 特殊测试方式(28) 3 中央处理器(CPU)与片上存储器 3.1 CPU寄存器(31) 3?1?1 累加器A、B和双累加器D(32) 3.1.2 变址寄存器X、Y(32) 3.1.3 栈指针SP(32) 3.1.4 程序计数器PC(33) 3.1.5 条件码寄存器CCR(33) 3.2 片上存储器(34) 3.2.1 存储器分布(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 复位和中断 4.1 复位(41) 4.1.1 M68HC11的系统初始化条件(41) 4.1.2 复位形式(43) 4.2 中断(48) 4.2.1 条件码寄存器CCR中的中断屏蔽位(48) 4.2.2 中断优先级与中断矢量(49) 4.2.3 非屏蔽中断(52) 4.2.4 实时中断(53) 4.2.5 中断处理过程(56) 5 M68HC11指令系统 5.1 M68HC11寻址方式(59) 5.1.1 立即寻址(IMM)(59) 5.1.2 扩展寻址(EXT)(60) 5.1.3 直接寻址(DIR)(60) 5.1.4 变址寻址(INDX、INDY)(61) 5.1.5 固有寻址(INH)(62) 5.1.6 相对寻址(REL)(62) 5.1.7 前置字节(63) 5.2 M68HC11指令系统(63) 5.2.1 累加器和存储器指令(63) 5.2.2 栈和变址寄存器指令(68) 5.2.3 条件码寄存器指令(69) 5.2.4 程序控制指令(70) 6 输入与输出 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 应答I/O子系统(76) 6?3 串行通信接口SCI(82) 6.3.1 基本特性(83) 6.3.2 数据格式(83) 6.3.3 SCI硬件结构(84) 6.3.4 SCI寄存器(86) 6.4 串行外围接口SPI(92) 6.4.1 SPI特性(92) 6.4.2 SPI引脚信号(92) 6.4.3 SPI结构(93) 6.4.4 SPI寄存器(95) 6.4.5 SPI系统与外部设备进行串行数据传输(99) 7 定时器系统与脉冲累加器 7.1 概述(105) 7.2 循环计数器(107) 7.2.1 时钟分频器(107) 7.2.2 计算机正常工作监视功能(110) 7.2.3 定时器标志的清除(110) 7.3 输入捕捉功能(111) 7.3.1 概述(111) 7.3.2 定时器输入捕捉锁存器(TIC1、TIC2、TIC3) 7.3.3 输入信号沿检测逻辑(113) 7.3.4 输入捕捉中断(113) 7.4 输出比较功能(114) 7.4.1 概述(114) 7.4.2 输出比较功能使用的寄存器(116) 7.4.3 输出比较示例(118) 7.5 脉冲累加器(119) 7.5.1 概述(119) 7.5.2 脉冲累加器控制和状态寄存器(121) 8 A/D转换系统 8.1 电荷重新分布技术与逐次逼近算法(125) 8.1.1 基本电路(125) 8.1.2 A/D转换逐次逼近算法原理(130) 8.2 M68HC11中A/D转换的实现方法(131) 8.2.1 逐次逼近A/D转换器(131) 8.2.2 控制寄存器(132) 8.2.3 系统控制逻辑(135)? 9 单片机的内部操作 9.1 用立即> 图书前言 美国Motorola公司从80年代中期开始推出的M68HC11系列单片机是当今功能最强、性能/价格比最好的八位单片微计算机之一。在美国,它已被广泛地应用于教学和各种工业控制系统中。? 该单片机有丰富的I/O功能,完善的系统保护功能和软件控制的节电工作方式 。它的指令系统与早期Motorola单片机MC6801等兼容,同时增加了91条新指令。其中包含16位乘法、除法运算指令等。 为便于用户开发和应用M68HC11单片机,Motorola公司提供了多种开发工具。M68HC11 EVB (Evaluation Board)性能评估板就是一种M68HC11系列单片机的廉价开发工具。它既可用来 调试用户程序,又可在仿真方式下运行。为方便用户,M68HC11 EVB可与IBM?PC连接 ,借助于交叉汇编、通信程序等软件,在IBM?PC上调试程序。? 本书分三部分(共15章)介绍了M68HC11的结构和基本原理、开发工具-EVB及开发应用实例等。第一部分(1~9章),介绍M68HC11的结构和基本原理。包括概述,系统配置与工作方式、CPU和存储器、复位和中断、指令系统、I/O、定时器系统和脉冲累加器、A/D转换系统、单片机的内部操作等。第二部分(10~11章),介绍M68HC11 EVB的原理和技术特性以及EVB的应用。第三部分(12~15章),介绍M68HC11的开发与应用技术。包括基本的编程练习、应用程序设计、接口实验、接口设计及应用等。 读者通过学习本书,不仅可了解M68HC11的硬件、软件,而且可了解使用EVB开发和应用M68HC11单片机的方法。在本书的第三部分专门提供了一部分实验和应用程序。? 本书系作者张宁作为高级访问学者,应邀在美国马萨诸塞州洛厄尔大学(University of Massachusetts Lowell)工作期间完成的。全书由张宁执笔。在编著过程中,美国洛厄尔大学的R·代克曼教授?(Professor Robert J. Dirkman)多次与张宁一起讨论、研究,并提供部分资料及实验数据。参加编写和审校等工作的还有王云霞、孙晓芳、刘安鲁、张籍、来安德、张杨等同志。? 为将M68HC11系列单片机尽快介绍给我国,美国Motorola公司的Terrence M.S.Heng先生曾大力支持本书的编著和出版。在此表示衷心感谢。
上传时间: 2013-10-27
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51单片机控制的遥控车制作过程总结和体会
上传时间: 2013-11-05
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单片机适用于电子玩具、工业控制、民用电器、机电一体化产品、航天航海等众多领域,而单片机的应用开发不单是软件的开发,其开发语言和硬件密切相关。所以只有开发者对单片机的内部结构非常了解,才能编好软件。而单片机的开发应用还涉及到硬件扩展接口和各类传感器,更重要的是必须尽可能地了解各学科中适应单片机完成的控制项目以及控制过程。 掌握单片机的应用开发需要一个过程。首先必须掌握数字电路和模拟电路方面的知识,还必须学习单片机原理、硬件结构、扩展接口和编程语言。初次开发时由于没经验,可能要经过多次反复才能完成项目。这时,你会得到较大的收获和积累,表现在以下几个方面: 1) 硬件设计方面的积累; 2)软件设计方面的积累; 3)设计经验方面的积累。 硬件开发是单片机应用开发的基础,软件的开发是建立在硬件之上,软硬件设计的巧妙结合是项目开发质量保证的关键。在单片机硬件开发设计中应注意以下几个方面:
上传时间: 2014-12-26
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实时操作系统μC/OS-II是一种源代码公开、可移植、可固化、微小内核的嵌入式操作系统。它具有执行效率高、占用空间小、可移植性强、实时性能良好和可扩展性等特点。μC/OS-II非常适合应用在一些小型的嵌入式产品应用场合,在家用电器,机器人,医疗设备,工业控制,航空器等领域有着广泛的应用。 目前在我国的工业控制领域中,8位单片机依然有着广泛的应用,占据着非常重要的位置。而作为高性能,集成度高,运行速度快的C8051F系列单片机也越来越受到广泛的关注,并不断的应用于各种场合。同时,将μC/OS-II操作系统移植到C8051F系列单片机上,以其两者的完美结合实现更高性能要求的应用环境中就显得很有必要。
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本章基本要求:通过对本章的学习主要了解一个单片机系统设计的全过程,包括:提出要求、方案确定、硬件设计、软件设计、系统可靠性设计及最后的调试通过、产品定型等。 7.1.1设计要求与设计步骤(1)设计要求单片机应用系统大多数用于工业环境、嵌入到其它设备或作为部件组装到某种产品中,所以单片机应用系统的设计应满足以下要求:●高可靠性●较强的环境适应能力●较好的实时性●易于操作和维护●具有一定的可扩充性●具有通信功能(2)设计步骤单片机不同应用系统的开发过程基本相似,其一般步骤可以分为需求分析,总体方案设计、硬件设计与调试、软件设计与调试、系统功能调试与性能测试、产品验收和维护、文件编制和技术归档等。①需求分析需求分析就是要明确所设计的单片机应用系统要“做什么”和“做的结果怎样”。需求分析阶段的结果是形成可操作的设计需求任务书。任务书应包含单片机应用系统所应具有的功能特性和性能指标等主要内容。如果是自主开发产品,还应附有市场调研和可行性论证等内容;如果是委托开发,则应该与委托方讨论拟制的需求任务书是否满足对方的需求。②总体方案设计总体方案设计就是要从宏观上解决“怎么做”的问题。其主要内容应包括:技术路线或设计途径、采用的关键技术、系统的体系结构、主要硬件的选型和加工技术、软件平台和开发语言、测试条件和测试方法、验收标准和条文等。如果是委托开发,设计需求任务书和总体方案设计的主要内容往往以技术文件的形式附于合同书之后。③硬件设计硬件设计的主要内容是基于总体方案设计,选择系统所需的各类元器件、设计系统的电子线路图和印刷电路板、安装元器件的调试硬件线路。硬件设计应确保功能设计和接口设计满足系统的需求,并且充分考虑和软件的协调工作关系,注重选用高集成度的器件和采用硬件软化、软件硬化等设计技术。④软件设计本阶段的主要任务是:基于软件工程的思想,拟制出本系统的软件设计方案,划分出主要的软件模块、根据需要绘制部分软件模块的流程图、调试程序和测试软件的基本功能。⑤系统功能调试与测试本阶段的重点是:基于系统的设计需求,进行系统功能调试和性能指标的测试,形成测试报告,核对用户需求或设计需求和系统现有功能、指标的一致性程度,提出修改意见,循环上述某些步骤,直至满足需求。⑥产品验收和维护单片机应用系统设或产品开发结束后,必须经过用户的验收。属于国家或部委的科研项目,还应通过有关部门的鉴定。产品投入市场或用户生产现场后,维护工作就开始了,这步工作一直要持续到该产品退出市场。⑦文档编制和技术归档为了维护单片机系统,或将目前的设计成果作为资源用于以后的设计,有必要编制相应的文档。提供给用户的安装手册、操作手册和维护手册等,是技术文档的重要组成部分之一。技术文档必须按国家标准对其进行标准化,经相关人员审核后存入技术档案室进行统一管理。
上传时间: 2014-12-27
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为了在工业生产及过程控制中准确测量温度,设计了一种基于低功耗MSP430单片机的数字温度计。整个系统通过单片机MSP430F1121A控制DS18B20读取温度,采用数码管显示,温度传感器DS18B20与单片机之间通过串口进行数据传输。MSP430系列单片机具有超低功耗,且外围的整合性高,DS18B20只需一个端口即可实现数据通信,连接方便。通过多次实验证明,该系统的测试结果与实际环境温度一致,除了具有接口电路简单、测量精度高、误差小、可靠性高等特点外,其低成本、低功耗的特点使其拥有更广阔的应用前景。 Abstract: In order to obtain accurate measuring temperature in industrial production and process control, a digital thermometer based on MSP430 MCU is designed. The system uses MSP430F1121A MCU to control DS18B20, and gets the temperature data, which is displayed on the LED. The temperature sensor DS18B20 and MCU transmit data through serial communication. MSP430 series has ultra-low power and high integration, DS18B20 only needs one port to achieve data communication. Through many experimental results prove, this system is consistent with actual environment temperature. The system has characteristics of interface circuit simple, high measuring accuracy, minor error, high reliability, besides, the characteristics of low cost and low power make it having vaster application prospect.
上传时间: 2013-10-16
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目前,我国单片机的应用领域主要是工业生产过程控制,数据采集与处理、实时控制及优化控制。单片机应用带来了巨大的经济效益,提高了效率,降低了成本,提高了产品质量,推动着生产力的发展。本次设计主要介绍单片机的应用实例,加深了对单片机的理解,进一步开拓视野,为今后应用微机解决生产实际问题起了一个入门的作用。通过本次设计,我掌握了解决问题的思路和方法.使自己分析问题和解决问题的能力大为提高。
上传时间: 2013-10-20
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在现在的工业或实验室应用中, 对涡轮流量计的二次仪表提出了越来越多的要求, 准确度高、抗干扰能力强、集成度高、接口齐全、使用方便等都成了选购的主要考虑因素。本文描述了一种基于单片机的可适用于工业和实验室的高精度涡轮流量计二次仪表的设计过程
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摘要:本文详细探讨了单片机在工业无线网络中的具体应用。关键词:单片机(MCU);工业无线网络;ZIGBEE;SOC
上传时间: 2013-12-24
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HT48RU80/HT48CU80是一款八位高性能精简指令集单片机,专为多输入输出控制的产品设计。掩膜版芯片HT48CU80在引脚和功能方面,都与OTP版芯片HT48RU80完全相同。拥有低功耗、I/O口稳定性高、定时器功能、振荡选择、省电和唤醒功能、看门狗定时器、蜂鸣器驱动、以及低价位等优势,使此款多功能芯片可以广泛地适用于各种应用,例如工业控制、消费类产品、子系统控制器等。HT48CU80正在研发过程中,即将面市。
上传时间: 2014-01-27
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