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
上传用户:rlgl123
总线:指能为多个部件服务的信息传送线,在微机系统中各个部件通过总线相互通信。地址总线:它是传送由CPU发出的用于选择要访问的器件或部件的地址。数据总线:它是用来传送微型机系统内的各种类型的数据。汇编:是能完成一定任务的机器指令的集合。二进制数:只有0和1两个数码,基数为二。16进制数:采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F等16个数码,其中A-F相应的十进数为10-15,基数是16。指令:是计算机所能执行的一种基本操作的描述,是计算机软件的基本单元。存储器:用来存放计算机中的所有信息:包括程序、原始数据、运算的中间结果及最终结果等。
标签: 单片机
上传时间: 2013-11-14
上传用户:caoyuanyuan1818
摘要:设计以ATmega16单片机为核心的自动对靶控制系统。该系统利用PC机作为上位机,控制摄像头定时摄取图像,利用2g-r-b颜色特征分割该彩色图像,当绿色颜色分量大于预设阀值时,便判定摄像头下有靶标,用PC机的串口通信系统发送指令到单片机,延迟预设的时间后,控制执行机构进行喷雾,实现自动对靶喷雾,并且可以设定延迟时间,从而实现在不同行走速度下的自动对靶喷雾。关键词:自动对靶;AVR;串口通信;颜色分割
上传时间: 2014-12-27
上传用户:redmoons
摘要:在生产和维护电于产品中,免不了与引线打交道,扣电脑上的数据线.辛口线.并口残.网络线等传输线。常常此是传扮线出了问趁,实际应用时费时费工,本丈从应用角度解决排线的各种故阵问是。关键字:单片机在线调试闪存在线仿弃机数码甘
标签: 用单片机
上传时间: 2013-10-23
上传用户:gokk
1.1MCS51实验系统安装与启动1.DVCC系列实验系统在出厂时均为51状态对DVCC—52196JH机型:SK1位1—5置ON位置,位6—10置OFF对DVCC—5286JH和DVCC—598JH机型:a.SK1位1—5置ON,位6—10置OFF;b.SK2位1—2置ON;c.SK3置ON;d.SK4置OFFe.卧式KBB置51、96位置,立式KBB1开关置51、88位置(只对DVCC—598JH/JH+);f.DL1—DL4连1、22.如果系统用于仿真外接用户系统,将40芯仿真电缆一头插入系统中J6插座,另一头插入用户系统的8051CPU位置,注意插入方向,仿真头上小红点表示第一脚,对应用户8051CPU第一脚。3.接上+5V电源,将随机配备的2芯电源线,红线接入外置电源的+5V插孔,黑线接入外置电源地插座。上电后,DVCC系列实验系统上显示“P.”闪动。如果是独立运行,按DVCC系列用户手册进入键盘管理监控,就能马上做实验。键盘管理监控操作详见第一分册第四章。如果连上位机工作,必须将随机配备的D型9芯插头一端插入DVCC系统J2插座,另一端插入上位机串行口COM1—COM2任选。然后按DVCC实验系统PCDBG键,再运行上位机上的DVCC联机软件,双方建立通信,往后详细操作见用户手册第五章。如果电源内置,只需打开~220V电源开关即可。
上传时间: 2013-10-12
上传用户:xc216
由于有些单片机开发高手及第一次搞单片机开发的用户,想尽量降低单片机开发费用,为此我们特别设计AVR单片机串行下载线SL-AVRL,有连接PC机的通讯电源线,CZ2下载信号接线,配AVR单片机开发软件及双龙AVR电子书光盘,即可用最经济的方法开发ATMEL公司的所有具有串行下载功能的AVR单片机。
上传时间: 2014-12-27
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介绍一种运用PIC16F84单片机实现与PC机串行通信的方法,并给出其硬件接口电路及通信源程序。关键词 异步串行通信 发送与接收 VB4 Win95 串口查询法 1 前言 美国Microchip公司的PIC16系列单片机是一种新型的CMOS工艺的8位单片机。其中,PIC16FXX单片机的程序存储器为电可擦除闪速存储器(flash),可多次修改程序,甚至可以在线编程。PIC16F83和PIC16F84片内数据存储器除RAM外,还有64字节的EEPROM,可以当作一般的或非易失性的数据存储器使用,简单方便。它还具有片内上电复位、延时电路、看门狗电路等。另外,PIC16系列单片机功耗极低,因而是一种非常适合在各种便携式设备中使用的高性价比的单片机,并已经得到了越来越广泛的应用。 但是在许多需要大量计算的运用中,还必须借助微机的强大数据处理能力。这样必须通过通信电路实现PIC单片机与微机间的可靠数据传输。有的PIC16单片机内并没有提供串行口,所以串行通信必须通过自己设计的硬件电路和通信软件来实现。 下面介绍用查询法实现异步串行通讯的方法。同时给出了用PIC16F84单片机的两个I/O口模拟2线串行口的硬件接口电路、程序流程框图、单片机内通信程序以及微机内的通信程序等。2 硬件实现方法与电路 PIC16F84的程序存储器由1K×14的闪速(flash)存储器构成,它只有13条I/O口,1个定时器,为了尽量节省单片机的软硬件资源,采用下述异步串行通信的实现方法。 如图1所示,PIC16F84在4MHz时钟下,采用半双工方式,可实现9600波特率的异步串行数据通信,1位停止位,8位数据位,无校验位。接收和发送以低位在先(一般模式),采用软件延时。为节省篇幅,单片机内的通信程序中未提供任何握手协议,用户可根据自己的需要在软件中加入握手方式。
上传时间: 2014-12-27
上传用户:偷心的海盗
8051单片机系统扩展与接口技术:第一节 8051 单片机系统扩展概述第二节 单片机外部存储器扩展第三节 单片机输入输出(I/O)口扩展及应用第四节 LED显示器接口电路及显示程序第五节 单片机键盘接口技术第六节 单片机与数模(D/A)及模数(A/D)转换1、地址总线(Address Bus,简写为AB)地址总线可传送单片机送出的地址信号,用于访问外部存储器单元或I/O端口。A 地址总线是单向的,地址信号只是由单片机向外发出。B 地址总线的数目决定了可直接访问的存储器单元的数目。例如N位地址,可以产生2N个连续地址编码,因此可访问2N个存储单元,即通常所说的寻址范围为 2N个地址单元。MCS—51单片机有十六位地址线,因此存储器展范围可达216 = 64KB地址单元。C 挂在总线上的器件,只有地址被选中的单元才能与CPU交换数据,其余的都暂时不能操作,否则会引起数据冲突。2、数据总线(Data Bus,简写为DB)数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之间传送数据。A 单片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致。例如MCS—51单片机是8位字长,所以数据总线的位数也是8位。B 数据总线是双向的,即可以进行两个方向的数据传送。3、控制总线(Control Bus,简写为CB)控制总线实际上就是一组控制信号线,包括单片机发出的,以及从其它部件送给单片机的各种控制或联络信号。对于一条控制信号线来说,其传送方向是单向的,但是由不同方向的控制信号线组合的控制总线则表示为双向的。总线结构形式大大减少了单片机系统中连接线的数目,提高了系统的可靠性,增加了系统的灵活性。此外,总线结构也使扩展易于实现,各功能部件只要符合总线规范,就可以很方便地接入系统,实现单片机扩展。
上传时间: 2013-10-18
上传用户:assef
单片机C语言应用程序设计针对目前最通用的单片机8051和最流行的程序设计语言——C语言,以KEII。公司8051单片机开发套件讲解单片机的C语言应用程序设计。该套件的编译器有支持经典8051及8051派生产品的版本,统称为Cx51。Windows集成开发环境μVision2把μVisionl用的模拟调试器dScope与集成环境无缝结合起来,使用更方便,支持的单片机品种更多。 本书的特点是取材于原文资料,总结实际教学和应用经验,实例较多,实用性强。本书中C语言是针对8051特有结构描述的,这样,即使无编程基础的人,也可通过本书学习单片机的c编程。单片机C语言应用程序设计目录第1章 单片机基础知识 1.1 8051单片机的特点 1.2 8051的内部知识 1.3 8051的系统扩展 习题一第2章 C与8051 2.1 8051的编程语言 2.2 Cx51编译器 2.3 KEIL 8051开发工具 2.4 KEIL Cx51编程实例 2.5 Cx51程序结构 习题二第3章 Cx51 数据与运算 3.1 数据与数据类型 3.2 常量与变量 3.3 Cx51数据存储类型与8051存储器结构 3.4 8051特殊功能寄存器(SFR)及其Cx51定义 3.5 8051并行接口及其Cx51定义 3.6 位变量(BIT)及其Cx51定义 3.7 Cx51运算符、表达式及其规则 习题三第4章 Cx51 流程控制语句 4.1 C语言程序的基本结构及其流程图 4.2 选择语句 4.3 循环语句 习题四第5章 Cx51 构造数据类型 5.1 数组 5.2 指针 5.3 结构 5.4 共用体 5.5 枚举 习题五第6章 Cx51 函数第7章 模块化程序设计第8章 8051内部资源的C编辑第9章 8051扩展资源的C编辑第10章 8051输出控制的C编程第11章 8051数据采集的C编程第12章 8051机间通信的C编程第13章 8051人机交互的C编程附录A μVision2集成开发环境使用附录B KEIL Cx51 上机制南
上传时间: 2013-10-21
上传用户:行者Xin
含原理图+电路图+程序的波形发生器:在工作中,我们常常会用到波形发生器,它是使用频度很高的电子仪器。现在的波形发生器都采用单片机来构成。单片机波形发生器是以单片机核心,配相应的外围电路和功能软件,能实现各种波形发生的应用系统,它由硬件部分和软件部分组成,硬件是系统的基础,软件则是在硬件的基础上,对其合理的调配和使用,从而完成波形发生的任务。 波形发生器的技术指标:(1) 波形类型:方型、正弦波、三角波、锯齿波;(2) 幅值电压:1V、2V、3V、4V、5V;(3) 频率值:10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ;(4) 输出极性:双极性操作设计1、 机器通电后,系统进行初始化,LED在面板上显示6个0,表示系统处于初始状态,等待用户输入设置命令,此时,无任何波形信号输出。2、 用户按下“F”、“V”、“W”,可以分别进入频率,幅值波形设置,使系统进入设置状态,相应的数码管显示“一”,此时,按其它键,无效;3、 在进入某一设置状态后,输入0~9等数字键,(数字键仅在设置状态时,有效)为欲输出的波形设置相应参数,LED将参数显示在面板上;4、 如果在设置中,要改变已设定的参数,可按下“CL”键,清除所有已设定参数,系统恢复初始状态,LED显示6个0,等待重新输入命令;5、 当必要的参数设定完毕后,所有参数显示于LED上,用户按下“EN”键,系统会将各波形参数传递到波形产生模块中,以便控制波形发生,实现不同频率,不同电压幅值,不同类型波形的输出;6、 用户按下“EN”键后,波形发生器开始输出满足参数的波形信号,面板上相应类型的运行指示灯闪烁,表示波形正在输出,LED显示波形类型编号,频率值、电压幅值等波形参数;7、 波形发生器在输出信号时,按下任意一个键,就停止波形信号输出,等待重新设置参数,设置过程如上所述,如果不改变参数,可按下“EN”键,继续输出原波形信号;8、 要停止波形发生器的使用,可按下复位按钮,将系统复位,然后关闭电源。硬件组成部分通过综合比较,决定选用获得广泛应用,性能价格高的常用芯片来构成硬件电路。单片机采用MCS-51系列的89C51(一块),74LS244和74LS373(各一块),反相驱动器 ULN2803A(一块),运算放大器 LM324(一块) 波形发生器的硬件电路由单片机、键盘显示器接口电路、波形转换(D/ A)电路和电源线路等四部分构成。1.单片机电路功能:形成扫描码,键值识别,键功能处理,完成参数设置;形成显示段码,向LED显示接口电路输出;产生定时中断;形成波形的数字编码,并输出到D/A接口电路;如电路原理图所示: 89C51的P0口和P2口作为扩展I/O口,与8255、0832、74LS373相连接,可寻址片外的寄存器。单片机寻址外设,采用存储器映像方式,外部接口芯片与内部存储器统一编址,89C51提供16根地址线P0(分时复用)和P2,P2口提供高8位地址线,P0口提供低8位地址线。P0口同时还要负责与8255,0832的数据传递。P2.7是8255的片选信号,P2.6是0832(1)的片选,P2.5是0832(2)的片选,低电平有效,P0.0、P0.1经过74LS373锁存后,送到8255的A1、A2作,片内A口,B口,C口,控制口等寄存器的字选。89C51的P1口的低4位连接4只发光三极管,作为波形类型指示灯,表示正在输出的波形是什么类型。单片机89C51内部有两个定时器/计数器,在波形发生器中使用T0作为中断源。不同的频率值对应不同的定时初值,定时器的溢出信号作为中断请求。控制定时器中断的特殊功能寄存器设置如下:定时控制寄存器TCON=(00010000)工作方式选择寄存器(TMOD)=(00000000)中断允许控制寄存器(IE)=(10000010)2、键盘显示器接口电路功能:驱动6位数码管动态显示; 提供响应界面; 扫面键盘; 提供输入按键。由并口芯片8255,锁存器74LS273,74LS244,反向驱动器ULN2803A,6位共阴极数码管(LED)和4×4行列式键盘组成。8255的C口作为键盘的I/O接口,C口的低4位输出到扫描码,高4位作为输入行状态,按键的分布如图所示。8255的A口作为LED段码输出口,与74LS244相连接,B口作为LED的位选信号输出口,与ULN2803A相连接。8255内部的4个寄存器地址分配如下:控制口:7FFFH , A口:7FFFCH , B口:7FFDH , C口:7FFEH 3、D/A电路功能:将波形样值的数字编码转换成模拟值;完成单极性向双极性的波形输出;构成由两片0832和一块LM324运放组成。0832(1)是参考电压提供者,单片机向0832(1)内的锁存器送数字编码,不同的编码会产生不同的输出值,在本发生器中,可输出1V、2V、3V、4V、5V等五个模拟值,这些值作为0832(2)的参考电压,使0832(2)输出波形信号时,其幅度是可调的。0832(2)用于产生各种波形信号,单片机在波形产生程序的控制下,生成波形样值编码,并送到0832(2)中的锁存器,经过D/A转换,得到波形的模拟样值点,假如N个点就构成波形的一个周期,那么0832(2)输出N个样值点后,样值点形成运动轨迹,就是波形信号的一个周期。重复输出N个点后,由此成第二个周期,第三个周期……。这样0832(2)就能连续的输出周期变化的波形信号。运放A1是直流放大器,运放A2是单极性电压放大器,运放A3是双极性驱动放大器,使波形信号能带得起负载。地址分配:0832(1):DFFFH ,0832(2):BFFFH4、电源电路:功能:为波形发生器提供直流能量;构成由变压器、整流硅堆,稳压块7805组成。220V的交流电,经过开关,保险管(1.5A/250V),到变压器降压,由220V降为10V,通过硅堆将交流电变成直流电,对于谐波,用4700μF的电解电容给予滤除。为保证直流电压稳定,使用7805进行稳压。最后,+5V电源配送到各用电负载。
上传时间: 2013-11-08
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