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目录1

第1章 微型计算机概论1

1.1 微型计算机的发展历史及应用1

1.1.1 微型计算机的发展历史1

1.1.2 微型计算机的应用2

1.1.3 微型计算机系统主要技术指标4

1.2 微型计算机系统的组成4

1.2.1 微型计算机的硬件组成5

1.2.2 软件系统7

1.3 微控制器系统8

1.3.1 单片机系统9

1.3.2 PIC系列单片机9

思考题与习题10

第2章 PIC单片机的组成11

2.1 PIC系列单片机概述11

2.1.1 PIC系列单片机特点11

2.1.2 PIC16F877单片机的结构13

2.1.3 PIC16F877单片机的引脚16

2.2 存储器概述18

2.2.1 程序存储器18

2.2.2 数据存储器19

2.3 复位功能20

2.4 系统时钟21

思考题与习题21

3.2 程序存储器构架22

第3章 PIC存储器22

3.1 存储器分类22

3.3 数据存储器构架23

3.3.1 通用寄存器26

3.3.2 特殊功能寄存器26

3.4 失电保护数据存储器构架30

3.4.1 从EEPROM数据存储器读数据31

3.4.2 向EEPROM数据存储器写数据31

思考题与习题32

第4章 PIC指令系统33

4.1 指令流水线操作原则33

4.2 指令集说明34

4.2.1 数据传送类指令35

4.2.2 算术运算类指令37

4.2.3 逻辑运算类指令39

4.2.4 控制转移类指令42

思考题与习题46

第5章 MPLAB集成开发系统47

5.1 MPLAB软件工具47

5.1.1 MPLAB的组成47

5.1.2 MPLAB的安装48

5.1.3 MPLAB的使用49

5.2 MPLAB-SIM软件仿真器使用52

5.2.1 创建项目和源文件52

5.2.2 程序调试57

5.3.1 MPLAB-ICD工具套件的构成和主要功能特点60

5.3 MPLAB-ICD的使用60

5.3.2 MPLAB-ICD硬件的安装62

5.3.3 MPLAB-ICD在线调试工具的使用63

思考题与习题67

第6章 汇编语言程序设计68

6.1 汇编语言指令格式68

6.2 系统伪指令70

6.3 存储器选择方式74

6.3.1 数据存储器体选方式74

6.3.2 程序存储器页选方式75

6.4.1 跳转和循环子程序81

6.4 常用子程序的设计81

6.4.2 软件延时子程序83

6.4.3 数据查表子程序85

6.4.4 分支功能跳转子程序90

6.4.5 常用数学运算类子程序90

思考题与习题99

第7章 输入／输出端口100

7.1 I/O端口功能的通用结构100

7.1.1 设置端口的输入／输出状态101

7.1.2 查询端口的输入／输出状态101

7.1.3 从端口输入数据101

7.1.5 I/O端口分析102

7.1.4 从端口输出数据102

7.2 I/O端口寄存器及其初始化106

7.3 基本输入／输出应用实例107

思考题与习题118

第8章 定时器／计数器119

8.1 定时器／计数器TMR0119

8.1.1 定时器／计数器TMR0模块的特点120

8.1.2 与定时器／计数器TMR0模块相关的寄存器120

8.1.3 定时器／计数器TMR0模块的电路结构和工作原理121

8.2 定时器／计数器TMR1126

8.2.1 定时器／计数器TMR1模块的特性126

8.2.2 与定时器／计数器TMR1模块相关的寄存器126

8.2.3 定时器／计数器TMR1模块的电路结构128

8.2.4 定时器／计数器TMR1模块的工作原理129

8.3 定时器TMR2135

8.3.1 定时器TMR2模块的特性135

8.3.2 与定时器TMR2模块相关的寄存器135

8.3.3 定时器TMR2模块的电路结构137

8.3.4 定时器TMR2模块的工作原理137

思考题与习题141

第9章 中断系统143

9.1 中断的基本概念143

9.2 PIC16F877单片机的中断143

9.3 中断程序的开始与结束145

9.4 与中断相关的寄存器146

9.5 中断处理149

9.5.2 中断的现场保护问题150

9.5.1 中断的延时响应和延时处理问题150

思考题与习题154

第10章 串行通信及通用接收／发送器模块155

10.1 SPI串行通信模块155

10.1.1 SPI模式下的相关寄存器156

10.1.2 SPI模式工作原理158

10.2 I2C串行通信模块174

10.2.1 I2C串行通信模式174

10.2.2 I2C总线模式下的相关寄存器176

10.2.3 I2C从动模式180

10.2.4 I2C主控模式182

10.3.1 与USART模块相关的寄存器193

10.3 USART串行通信模块193

10.3.2 USART波特率发生器195

10.4 USART的异步模式197

10.4.1 USART异步发送模式197

10.4.2 USART异步接收模式197

10.4.3 带地址检测的9位异步接收模式199

10.5 USART同步模式200

10.5.1 USART同步主控发送模式200

10.5.2 USART同步主控接收模式201

10.5.3 USART同步从动发送模式202

10.5.4 USART同步从动接收模式202

思考题与习题205

11.1.2 CCP模块寄存器介绍206

11.1.1 CCP模块功能介绍206

第11章 CCP捕捉／比较／脉宽调制206

11.1 CCP模块介绍206

11.2 捕捉功能207

11.2.1 捕捉方式工作原理207

11.2.2 与捕捉方式相关的寄存器208

11.2.3 CCP1模块捕捉方式的设定209

11.3 比较功能212

11.3.1 比较方式工作原理212

11.3.2 与比较方式相关的寄存器212

11.3.3 CCP1比较方式设定213

11.4 脉宽调制功能214

11.4.1 脉宽调制方式工作原理214

11.4.2 与脉宽调制方式相关的寄存器216

11.4.3 PWM操作设置217

思考题与习题222

第12章 A/D转换器223

12.1 A/D转换原理223

12.2 A/D转换器主要技术指标224

12.3 ADC模块结构和操作原理224

12.3.1 PIC16F877单片机ADC模块224

12.3.2 ADC模块的操作编程228

12.4 简易A/D转换230

思考题与习题238

13.1.1 系统配置寄存器CONFIG239

13.1 PIC系统功能及配置239

第13章 PIC系统功能239

13.1.2 振荡器配置选择240

13.1.3 系统复位241

13.1.4 看门狗定时器WDT243

13.1.5 调试与编程244

13.2 PIC单片机低功耗设计244

13.2.1 睡眠省电方式246

13.2.2 从睡眠状态到唤醒状态246

13.3 PIC单片机抗干扰设计248

13.3.1 硬件干扰抑制技术248

13.3.2 软件干扰抑制技术249

13.4.1 PIC单片机I/O接口的扩展250

13.4 PIC单片机实用接口方案250

13.4.2 单片机中常用的隔离技术252

13.4.3 单片机控制强电电路的开关器件252

思考题与习题254

第14章 基于PIC单片机的实验型大学智能机器人255

14.1 大学智能机器人概述255

14.1.1 大学智能机器人及比赛256

14.1.2 基于PIC16F877单片机的实验型大学智能机器人的作用257

14.2 实验型大学智能机器人比赛规范259

14.2.1 比赛场地259

14.2.2 比赛规则259

14.3.1 自动供球机结构和功能260

14.3 自动供球机及控制260

14.2.4 比赛用智能机器人及赛球260

14.2.3 决定胜负260

14.3.2 PIC16F877单片机控制原理261

14.3.3 供球机的PIC16F877单片机控制程序设计262

14.4 智能机器人结构及电源263

14.4.1 智能机器人整体结构264

14.4.2 密封式免维护铅酸蓄电池264

14.4.3 路径测量传感器265

14.5 光电旋转编码器267

14.5.1 增量式光电编码器268

14.5.2 绝对式光电编码器268

14.5.4 超声波测距传感器270

14.5.3 行走电机光电编码器实例270

14.6 机器人的执行电动机271

14.6.1 直流减速微电机271

14.6.2 直流微电机的驱动方法272

14.6.3 机器人行走机电部分273

14.7 简易机械手结构273

14.8 智能机器人的PIC16F877单片机控制电路原理274

14.9 投球比赛机器人控制程序设计276

14.10 漏砂写字机器人测控程序设计280

14.11 舞蹈机器人测控程序设计291

思考题与习题297

附录A PIC系统配置文件P16F877.INC说明298

附录B PIC单片机常用芯片引脚全功能图302

参考文献309