PIC-микроконтроллеры: архитектура и программирование (2000,00 руб.)

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

Стр.9

Стр.10

Стр.11

Стр.12

Стр.13

УДК 621.3.049.77 ББК 32.852 П71 Предко М. П71 PICмикроконтроллеры: архитектура и программирование Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, 2016. – 512 с.: ил. ISBN 978-5-97060-222-5 Книга посвящена PICмикроконтроллерам – одному из самых по пулярных семейств современных микроконтроллеров. В справочни ке имеются все необходимые сведения, аппаратные и программные решения. По широте охвата и объему рассматриваемого материала книга претендует на статус малой энциклопедии. Здесь представле ны классификация и архитектура различных подсемейств PICкон троллеров, сравнительные характеристики типов, разводка вы водов, системы команд, подробная спецификация управляющих регистров. Рассказывается о принципах работы основных узлов, приведены таблицы временных и электрических характеристик, ал горитмы программирования. Дано описание языков программиро вания и средств разработки приложений. Издание предназначено для широкого круга читателей – от начи нающих радиолюбителей до специалистов, работа которых связана с использованием PICмикроконтроллеров. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизве дена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, по скольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возмож ные ошибки, связанные с использованием книги. ISBN 978 0071361750 (англ.) ISBN 9785970602225 (рус.)  © McGrawHill Companies, Inc. © Перевод на русский язык, оформление. ДМК Пресс

Стр.5

СОДЕРЖАНИЕ Глава 1 Принятые обозначения и сокращения ...................................... 13 Глава 2 Основные характеристики микроконтроллеров PICmicro® ........................................................................................................ 15 Глава 3 Корпуса PICмикроконтроллеров и назначение выводов ........................................................................... 19 Микроконтроллеры младшего подсемейства ....................................... 20 Микроконтроллеры среднего подсемейства ......................................... 22 Микроконтроллеры PIC 17Cxx .................................................................... 25 Микроконтроллеры PIC 18Cxx .................................................................... 26 Глава 4 Система команд микроконтроллеров PICmicro® ............... 37 Параметры ......................................................................................................... 38 Системы команд PICмикроконтроллеров младшего и среднего подсемейств ............................................................ 38 Система команд микроконтроллеров подсемейства PIC 17Cxx .... 46 Система команд микроконтроллеров подсемейства PIC 18Cxx .... 56 Мнемоника специальных команд .............................................................. 69 Ассемблер фирмы Parallax Inc. для PICмикроконтроллеров ......... 72 Глава 5 Архитектура процессора микроконтроллеров PICmicro® ........................................................................................................ 79 Арифметикологическое устройство PICмикроконтроллеров ...... 80 Микроконтроллеры PICmicro® младшего подсемейства ................... 80 Доступ к регистрам .......................................................................................... 83 Регистр состояния ............................................................................................ 84 Счетчик команд ................................................................................................ 84 Микроконтроллеры среднего подсемейства ......................................... 86

Стр.6

6 СОДЕРЖАНИЕ Доступ к регистрам .......................................................................................... 87 Регистр состояния ............................................................................................ 88 Счетчик команд ................................................................................................ 88 Управление прерываниями .............................................................................. 88 Основные компоненты программы обработки прерываний ............................ 90 Микроконтроллеры PIC 17Cxx .................................................................... 90 Доступ к регистрам .......................................................................................... 92 Регистр состояния ............................................................................................ 93 Счетчик команд ................................................................................................ 93 Выполнение прерываний ................................................................................. 94 Основные компоненты программы обработки прерываний ............................ 95 Микроконтроллеры PIC 18Схх .................................................................... 96 Доступ к регистрам .......................................................................................... 97 Регистры состояния .......................................................................................... 99 Счетчик команд ................................................................................................ 99 Выполнение прерываний .............................................................................. 102 Общий вид программы обработки прерываний ........................................... 102 Глава 6 Управляющие регистры PICмикроконтроллеров .......... 103 Микроконтроллеры младшего подсемейства .................................... 104 Микроконтроллеры среднего подсемейства ...................................... 106 Микроконтроллеры PIC 17Схх ................................................................. 121 Микроконтроллеры PIC 18Схх ................................................................. 135 Глава 7 Функциональные узлы ........................................................................ 149 РРегистры конфигурацииегистры конфигурации .............................................................................. 150 Генераторы тактовых импульсов ............................................................ 151 Режим ожидания ............................................................................................ 155 Регистр OPTION ............................................................................................ 156 Порты ввода/вывода и регистры TRIS ................................................... 158 Сторожевой таймер ..................................................................................... 161 Таймер TMR0 .................................................................................................. 162 Прескалер ....................................................................................................... 164 Таймер TMR1 .................................................................................................. 164 Таймер TMR2 .................................................................................................. 167

Стр.7

СОДЕРЖАНИЕ 77 Модуль ССР .................................................................................................... 168 Модуль универсального синхронноасинхронного приемопередатчика ..................................................................................... 172 Модуль SSP ...................................................................................................... 178 Интерфейс SPI .............................................................................................. 178 Интерфейс I2 С .............................................................................................. 182 Встроенный аналогоцифровой преобразователь .......................... 188 Встроенные компараторы напряжения ................................................ 194 Управляемый параллельный порт ........................................................... 197 Доступ к EEPROM данных .......................................................................... 199 Доступ к программной памяти EPROM ................................................. 204 Доступ к программной флэшпамяти ..................................................... 205 Внешняя память ............................................................................................ 207 Глава 8 Взаимодействие PICмикроконтроллеров с внешними устройствами ................................................................ 211 Схема для подключения микроконтроллеров к источнику питания ..................................................................................... 212 Схема перезапуска микроконтроллеров ............................................. 215 Цифровые уровни ......................................................................................... 215 Использование параллельной шины ..................................................... 216 Взаимодействие с кнопками ..................................................................... 217 Взаимодействие с матричной клавиатурой ......................................... 219 Объединение входов и выходов ............................................................. 222 Схема эмуляции вывода с открытым коллектором/открытым стоком ........................................ 223 Управление светодиодными индикаторами ........................................ 224 Многосегментные светодиодные индикаторы ............................................... 224 Управление жидкокристаллическим дисплеем ................................... 227 Интерфейс I2 C в режиме MASTER ........................................................... 258 Интерфейс RS232 ........................................................................................ 262 Интерфейсы RS485/RS422 ..................................................................... 267 Подпрограммы для последовательного асинхронного обмена ................................................................................. 269 Однопроводный интерфейс фирмы Dallas Semiconductor ............. 276

Стр.8

8 СОДЕРЖАНИЕ Измерение сопротивлений с помощью цифровых входов/выходов ................................................. 281 Схемы для управления двигателями ....................................................... 283 Управление серводвигателями ................................................................ 287 Схема формирования звуковых сигналов ............................................ 288 Управление мощностью нагрузки переменного тока ..................... 289 Схемы датчиков на основе эффекта Холла ......................................... 290 Дистанционное управление телевизионными приемниками фирмы Sony ......................................................................... 290 Глава 9 Программирование PICмикроконтроллеров .................. 295 Hexфайлы ....................................................................................................... 296 Программирование PICмикроконтроллера младшего подсемейства ............................................................................. 297 Последовательное программирование микроконтроллеров среднего подсемейства .............................................................................. 300 Программирование PIC 17Cxx ................................................................ 308 Внутрисхемное программирование PIC 17Схх ................................. 311 Программирование PIC 18Схх ................................................................ 314 Разъем для внутрисхемного программирования ............................... 316 Глава 10 Интерфейсы ПК ....................................................................................... 319 Распределение оперативной памяти ..................................................... 320 Пространство ввода/вывода ................................................................... 320 Функции прерываний ................................................................................... 332 Шина ISA .......................................................................................................... 332 Контакты и линии шины ISA ........................................................................... 334 Прерывания .................................................................................................. 337 Порты клавиатуры и мыши ......................................................................... 338 Разъемы ........................................................................................................ 338 Временные диаграммы интерфейса клавиатуры ........................................... 339 Сканкоды клавиатуры .................................................................................. 340 Команды контроллера клавиатуры ............................................................... 343 Интерфейсы BIOS ......................................................................................... 344 Команды клавиатуры .................................................................................... 344

Стр.9

СОДЕРЖАНИЕ 99 Последовательный порт ............................................................................. 346 Выводы разъема ........................................................................................... 346 Блоксхема УАПП 8250 ................................................................................ 347 Базовые адреса последовательного порта .................................................. 348 Регистры УАПП 8250 .................................................................................... 348 Прерывания .................................................................................................. 351 Функции прерывания 14h BIOS интерфейса RS232 ..................................... 352 Параллельный порт ..................................................................................... 354 Блоксхема и разъем параллельного порта .................................................. 354 Базовые регистры ......................................................................................... 356 Регистры ....................................................................................................... 356 Функции BIOS параллельного порта ............................................................ 358 Глава 11 Полезные подпрограммы ................................................................. 359 Переход за пределы текущей страницы ............................................... 360 Таблицы ............................................................................................................ 360 Ветвление по условию ................................................................................. 362 Временные задержки ................................................................................... 362 Получение дополнительного кода содержимого регистра (изменение знака) ........................................... 364 Инкрементирование/декрементирование содержимого регистра w ........................................................................... 365 «Вращение на месте» .................................................................................. 365 Копирование битов из одного регистра в другой ............................. 366 Преобразование полубайта в код ASCII ............................................. 366 Преобразование байта кода ASCII в шестнадцатеричный полубайт .............................................................. 366 Использование входа T0CKI в качестве источника прерывания ................................................................................ 367 Деление на три .............................................................................................. 367 Измерение длительности импульса с 16разрядной точностью ..... 368 Регистрация изменений .............................................................................. 368 Проверка диапазона .................................................................................. 369 Преобразование символов ASCII в верхний регистр ...................... 369 Перестановка содержимого регистра и рабочего регистра w .... 369 Перестановка содержимого двух регистров ...................................... 370

Стр.10

10 СОДЕРЖАНИЕ Сравнение и перестановка, если Y < X ................................................. 370 Подсчет числа 1 в байте ............................................................................. 370 Генерация бита четности для байта ....................................................... 371 Удержание переменной внутри диапазона ........................................ 371 Перестановка четных и нечетных битов ............................................... 371 Побитовые операции .................................................................................. 371 Умножение на константу ............................................................................ 372 Деление на константу ................................................................................. 373 Глава 12 16разрядные числа ............................................................................. 375 Определение 16разрядных чисел ......................................................... 376 Инкрементирование и декрементирование ....................................... 376 Сложение/вычитание .................................................................................. 377 Побитовые операции с константами и переменными ..................... 379 Сравнение 16разрядных переменных ................................................. 380 Умножение ...................................................................................................... 382 Деление ............................................................................................................ 384 Глава 13 Рабочие характеристики PICмикроконтроллеров ..... 387 Токи нагрузок выходов и портов ............................................................. 388 Значения компонентов RCгенератора ................................................ 388 Рабочие характеристики в режиме LPгенератора .......................... 391 Рабочие характеристики в режиме ХТгенератора .......................... 391 Рабочие характеристики в режиме HSгенератора ......................... 392 Глава 14 Возможные неисправности устройств с PICмикроконтроллерами .......................................................... 393 Глава 15 Средства разработки приложений ........................................... 399 Функции клавиш текстового редактора ............................................... 400 Файл MPSIM.INI ............................................................................................ 400

Стр.11

СОДЕРЖАНИЕ 11 11 Среда разработки MPLAB ......................................................................... 401 Файлы стимулов ............................................................................................ 406 Директивы ассемблера ................................................................................. 406 Включаемые файлы ...................................................................................... 406 Компоновка приложений ........................................................................... 414 Шаблон программы приложения ............................................................ 416 Язык Basic ......................................................................................................... 416 Расширенная версия Basic ........................................................................ 418 PicBasic ............................................................................................................. 418 Visual Basic ...................................................................................................... 442 Управление вводом/выводом с помощью MSComm ....................... 444 Язык С ................................................................................................................ 449 Объявления ................................................................................................... 449 Операторы ................................................................................................... 451 Операции ..................................................................................................... 453 Директивы ..................................................................................................... 453 Управляющие последовательности .............................................................. 456 Функции С .................................................................................................... 457 Функции C для PICмикроконтроллеров ....................................................... 460 Глава 16 Постоянные и таблицы данных ..................................................... 461 Математические и физические постоянные ........................................ 462 Код ASCII .......................................................................................................... 462 Управляющие символы кода ASCII ......................................................... 462 Управляющие ANSIпоследовательности ........................................... 465 Расширенный набор символов кода ASCII .......................................... 467 Символы кода ASCII для Windows ........................................................... 467 Код EBCDIC ..................................................................................................... 470 Ноты ................................................................................................................... 470 Частоты телефонов с тональным набором ......................................... 470 АТкоманды модема ..................................................................................... 471 Регистры модема .......................................................................................... 471 Код Морзе ....................................................................................................... 477

Стр.12

12 СОДЕРЖАНИЕ Фонетический алфавит ............................................................................... 478 Tenрадиокод .................................................................................................. 478 Глава 17 Справочная информация по электронике ........................... 481 Цветовое кодирование резисторов ....................................................... 482 Электромагнитный спектр ......................................................................... 482 Диапазоны радара ....................................................................................... 482 Цифровая логика .......................................................................................... 484 Вентили ......................................................................................................... 484 Триггеры ........................................................................................................ 484 Глава 18 Формулы ....................................................................................................... 487 Формулы постоянного тока ...................................................................... 488 Формулы переменного тока ..................................................................... 489 Физические формулы .................................................................................. 490 Булева алгебра .............................................................................................. 490 Соответствия единиц измерения ............................................................. 491 Глава 19 Библиография ........................................................................................... 493 Информация о компании Microchip ....................................................... 494 Webсайты, посвященные PICмикроконтроллерам ........................ 494 Периодические издания ............................................................................. 496 Полезные Webсайты .................................................................................. 496 Seattle Robotics Society ................................................................................. 496 List of Stamp Applications (L.O.S.A.) ................................................................ 496 Adobe PDF Viewers ........................................................................................ 497 PKZip и PKUnZip ............................................................................................ 497 Часто задаваемые вопросы по аппаратному обеспечению ........ 497 Поставщики комплектующих .................................................................... 497 Предметный указатель ....................................................................... 500

Стр.13