凌陽8位單片機（提高篇）

第1章 常用人機界面、器件及其接口技術
1.1 常用人機界面器件類型1
1.1.1 靜態(tài)類輸入器件2
1.1.1.1 撥碼開關2
1.1.1.2 跳線開關2
1.1.2 動態(tài)類輸入器件3
1.1.2.1 按鈕開關3
1.1.2.2 一體化紅外遙控信號接收頭4
1.1.3 視覺類輸出器件5
1.1.3.1 分立式發(fā)光二極管5
1.1.3.2 LED數(shù)碼管6
1.1.4 聽覺類輸出器件7
1.1.4.1 壓電蜂鳴器8
1.1.4.2 電磁蜂鳴器8
1.2 開關輸入接口方法和設計技巧9
1.2.1 撥碼開關9
1.2.2 跳線開關11
1.2.3 單列式按鍵開關12
1.2.3.1 周期掃描法12
1.2.3.2 中斷法15
1.2.4 陣列式按鍵開關17
1.2.4.1 周期掃描法17
1.2.4.2 中斷法18
1.2.4.3 鍵盤擴充法之一：半矩陣鍵盤構造方案19
1.2.4.4 鍵盤擴充法之二：全矩陣鍵盤構造方案21
1.3 LED輸出接口方法和設計技巧23
1.3.1 分立LED的驅動23
1.3.1.1 驅動陽極23
1.3.1.2 驅動陰極23
1.3.2 LED數(shù)碼管靜態(tài)驅動方式24
1.3.2.1 直接驅動24
1.3.2.2 并行驅動24
1.3.2.3 串行驅動25
1.3.3 LED數(shù)碼管動態(tài)驅動方式26
1.3.3.1 直接驅動26
1.3.3.2 并行驅動28
1.3.3.3 串行驅動29
1.3.3.4 專用驅動芯片30
1.3.4 LED點陣模塊動態(tài)驅動方式32
1.3.4.1 直接驅動32
1.3.4.2 串行驅動33
1.4 LED數(shù)碼管和按鍵開關組合接口方法和設計技巧36
1.4.1 利用通用器件36
1.4.2 利用專用器件37
1.5 音響輸出接口方法和設計技巧39
1.5.1 壓電蜂鳴器39
1.5.1.1 單端單極驅動39
1.5.1.2 單端雙極驅動39
1.5.1.3 雙端雙極驅動40
1.5.1.4 單端雙極擴壓驅動40
1.5.2 自帶音源電磁蜂鳴器41
1.5.3 無音源電磁蜂鳴器42
1.6 應用舉例42
【實驗范例1.1】 單鍵觸發(fā)1位十六進制計數(shù)器43
【實驗范例1.2】 4位撥碼式開關輸入接口方法48
【實驗范例1.3】 4×4陣列式按鍵輸入開關接口方法51
【實驗范例1.4】 4位LED數(shù)碼管構建的分秒計時器58
第2章 定時器/計數(shù)器及其應用技術
2.1 定時器/計數(shù)器模塊的基本用途66
2.2 SPMC65P2408A中定時器/計數(shù)器模塊的特點67
2.3 8位定時器/計數(shù)器TMR0和TMR2 70
2.3.1 時鐘源選擇和啟/停控制電路71
2.3.2 自動重裝載累加計數(shù)寄存器72
2.3.3 定時器/計數(shù)器TMR0相關寄存器73
2.3.4 定時器/計數(shù)器TMR2相關寄存器75
2.4 16位定時器/計數(shù)器TMR1和TMR3 78
2.4.1 時鐘源選擇和啟/?？刂齐娐?9
2.4.2 自動重裝載累加計數(shù)寄存器79
2.4.3 16位寬定時器/計數(shù)器的特有問題81
2.4.4 定時器/計數(shù)器TMR1相關寄存器83
2.4.5 定時器/計數(shù)器TMR3相關寄存器86
2.5 定時器/計數(shù)器模塊的初始化編程方法和舉例89
2.5.1 定時器/計數(shù)器模塊的中斷編程步驟89
2.5.2 8位定時器/計數(shù)器的初始化編程舉例90
【編程舉例2.1】 利用TMR0產生1 ms周期性定時中斷90
2.5.3 16位定時器/計數(shù)器的初始化編程舉例90
【編程舉例2.2】 利用TMR1產生10 ms周期性定時中斷90
2.6 定時器/計數(shù)器模塊的應用舉例91
2.6.1 TMRx模塊用作硬件定時器92
【實驗范例2.1】 尋呼機叫聲模擬實驗92
【實驗范例2.2】 步進馬達驅動方法97
2.6.2 TMRx模塊用作硬件計數(shù)器104
【實驗范例2.3】 簡易車輛里程表104
第3章 輸入捕捉器及其應用技術
3.1 SPMC65P2408A中輸入捕捉器的功能特點110
3.2 8位輸入捕捉器IC0和IC2 112
3.2.1 時鐘源/觸發(fā)源/中斷源設置電路113
3.2.2 計數(shù)器捕捉控制電路114
3.2.3 捕捉8位脈寬的工作原理115
3.2.4 與輸入捕捉器IC0相關的寄存器116
3.2.5 與輸入捕捉器IC2相關的寄存器119
3.3 16位輸入捕捉器IC1和IC3 122
3.3.1 16位脈寬捕捉器方式123
3.3.2 8位周期捕捉器方式125
3.3.3 與輸入捕捉器IC1相關的寄存器127
3.3.4 與輸入捕捉器IC3相關的寄存器130
3.4 輸入捕捉器的性能分析和編程方法134
3.4.1 8位捕捉器的性能分析及編程方法和步驟134
3.4.1.1 性能分析134
3.4.1.2 常規(guī)編程方法135
3.4.1.3 擴展編程方法135
3.4.1.4 編程步驟136
3.4.2 16位捕捉器的性能分析及編程方法137
3.4.2.1 性能分析137
3.4.2.2 常規(guī)編程方法137
3.4.3 與其他模塊的引腳復用關系139
3.5 輸入捕捉器的應用舉例140
3.5.1 8位捕捉器IC0的應用舉例140
【實驗范例3.1】 利用IC0制作8位脈寬測量儀140
3.5.2 16位捕捉器IC1的應用舉例145
【實驗范例3.2】 利用IC1制作8位周期測量儀145
第4章 輸出比較器及其應用技術
4.1 輸出比較器的典型結構150
4.2 SPMC65P2408A中輸出比較器的功能特點152
4.3 8位輸出比較器OC0和OC2153
4.3.1 輸出比較器OC0的電路結構153
4.3.2 輸出比較器OC0的工作原理154
4.3.3 輸出比較器OC0的信號時序155
4.3.4 與輸出比較器OC0相關的寄存器156
4.3.5 與輸出比較器OC2相關的寄存器158
4.4 16位輸出比較器OC1和OC3 160
4.4.1 輸出比較器OC1的電路結構161
4.4.2 輸出比較器OC1的信號時序161
4.4.3 與輸出比較器OC1相關的寄存器162
4.4.4 與輸出比較器OC3相關的寄存器164
4.5 輸出比較器的性能分析和編程方法167
4.5.1 輸出比較器的性能分析167
4.5.2 輸出比較器的編程步驟和舉例167
4.6 輸出比較器的應用舉例169
4.6.1 8位比較器OC0的應用舉例169
【實驗范例4.1】 利用比較器OC0模擬消防車叫聲169
4.6.2 16位比較器OC1的應用舉例174
【實驗范例4.2】 利用比較器OC1輸出10個正脈沖175
第5章 脈寬調制器及其應用技術
5.1 脈寬調制器的典型結構181
5.2 SPMC65P2408A中脈寬調制器的功能特點183
5.3 12位脈寬調制器的結構原理184
5.3.1 脈寬調制器PWM1的電路結構184
5.3.2 脈寬調制器PWM1的工作原理186
5.3.3 脈寬調制器PWM1的信號時序188
5.4 脈寬調制器相關的寄存器189
5.4.1 與PWM1相關的寄存器189
5.4.2 與PWM3相關的寄存器192
5.5 脈寬調制器的性能分析和編程方法195
5.5.1 脈寬調制器的性能分析196
5.5.2 脈寬調制器的編程步驟和舉例197
5.6 脈寬調制器的應用舉例198
【實驗范例5.1】 單鍵控制燈具調光器/直流電機調速器198
【實驗范例5.2】 利用PWM1構建鋸齒波發(fā)生器205
【實驗范例5.3】 模擬12位分辨率數(shù)/模轉換器DAC209
第6章 模/數(shù)轉換器ADC及其模擬接口技術
6.1 背景知識簡介214
6.1.1 ADC種類與特點215
6.1.2 ADC器件的工作原理215
6.2 SPMC65片內ADC模塊的性能特點219
6.3 SPMC65片內ADC模塊的結構原理221
6.4 ADC模塊相關的寄存器223
6.5 ADC模塊的編程方法227
6.5.1 ADC應用的特有問題227
6.5.2 ADC的編程步驟228
6.5.3 ADC的編程舉例230
6.6 ADC模塊的應用舉例232
【實驗范例6.1】 單通道模擬量實時采集和LED顯示233
【實驗范例6.2】 光控照明系統(tǒng)電腦控制器237
【實驗范例6.3】 單線掃描實現(xiàn)多鍵輸入的解決方案243
6.7 ADC功能虛擬技術249
6.7.1 RC充放電法249
6.7.1.1 雙端RC充放電法249
6.7.1.2 單端RC充放電法250
6.7.2 RC振蕩器法251
6.7.2.1 雙端RC振蕩器法251
6.7.2.2 單端RC振蕩器法252
6.7.3 電壓比較器法253
6.7.3.1 R2R電壓比較器法253
6.7.3.2 PWM電壓比較器法254
第7章 通用異步收發(fā)器UART及其應用技術
7.1 串行通信的基本概念257
7.1.1 串行通信的兩種基本方式257
7.1.1.1 異步傳送方式257
7.1.1.2 同步傳送方式259
7.1.2 串行通信中數(shù)據(jù)傳送方向259
7.1.2.1 單工傳送方式259
7.1.2.2 半雙工傳送方式259
7.1.2.3 全雙工傳送方式260
7.1.3 串行通信中的控制方式260
7.1.3.1 主控器方式260
7.1.3.2 被控器方式261
7.1.4 串行通信中的碼型、編碼方式和幀結構261
7.1.5 串行通信中的檢錯和糾錯方式262
7.1.5.1 奇偶校驗262
7.1.5.2 累加和校驗262
7.1.5.3 循環(huán)冗余校驗CRC263
7.1.5.4 通信中的糾錯263
7.1.6 串行通信組網(wǎng)方式265
7.1.6.1 雙機通信方式266
7.1.6.2 多機通信方式266
7.1.6.3 多主機通信方式267
7.1.7 串行通信接口電路和參數(shù)267
7.1.8 串行通信的傳輸速率270
7.1.8.1 信息傳輸速率R270
7.1.8.2 符號傳輸速率N271
7.1.9 串行通信協(xié)議271
7.2 SPMC65片內UART模塊的特點272
7.3 SPMC65片內UART模塊的結構原理274
7.3.1 波特率發(fā)生器275
7.3.2 發(fā)送通道277
7.3.3 接收通道278
7.4 UART相關寄存器280
7.5 UART模塊的編程285
7.5.1 UART應用的靈活性285
7.5.2 UART的編程步驟285
7.5.3 UART的編程舉例286
7.6 UART模塊的應用舉例288
【實驗范例7.1】 UART全雙工異步通信的自環(huán)實驗289
【實驗范例7.2】 單片機與PC微機對話實驗293
第8章 串行外圍接口SPI及其應用技術
8.1 背景知識305
8.1.1 SPI接口信號描述305
8.1.2 基于SPI的系統(tǒng)構成方式307
8.1.3 SPI接口工作原理309
8.1.4 兼容SPI的MicroWire接口311
8.1.4.1 MicroWire接口信號描述311
8.1.4.2 基于MicroWire的系統(tǒng)構成方式311
8.2 SPMC65的SPI接口313
8.2.1 SPMC65片內SPI模塊的特點314
8.2.2 SPI模塊的結構和操作原理314
8.2.3 SPI接口的主機模式317
8.2.4 SPI接口的從機模式319
8.2.5 SPI接口相關的寄存器321
8.2.6 SPI接口的編程方法325
8.2.7 SPI接口的編程舉例327
8.3 SPI接口的應用舉例329
【實驗范例8.1】 SPI接口自環(huán)通信實驗（主機模式）329
【實驗范例8.2】 SPI接口自環(huán)通信實驗（從機模式）333
【實驗范例8.3】 SPI接口與移位寄存器74HC164通信337
【實驗范例8.4】  SPI接口連接串行存儲器93C46342
第9章 單片機應用系統(tǒng)的性能優(yōu)化設計
9.1 系統(tǒng)配置字節(jié)和用戶信息字節(jié)353
9.1.1 系統(tǒng)配置字節(jié)354
9.1.2 產品串號356
9.1.3 產品信息357
9.2 系統(tǒng)時鐘源357
9.2.1 外接晶體振蕩器/陶瓷諧振器358
9.2.2 外接阻容器件359
9.2.3 外引時鐘源360
9.3 復位管理系統(tǒng)361
9.3.1 單片機的工作狀態(tài)及其狀態(tài)遷移362
9.3.2 復位源及其復位操作362
9.3.3 復位相關的寄存器365
9.3.4 上電復位366
9.3.5 外部引腳復位367
9.3.6 電源欠壓復位369
9.3.7 看門狗復位371
9.3.8 非法地址復位372
9.3.9 軟件復位373
9.4 看門狗定時器WDT374
9.4.1 WDT的主要作用374
9.4.2 程序失控的回復375
9.4.3 WDT的電路結構378
9.4.4 WDT的工作原理381
9.4.5 WDT相關寄存器382
9.4.6 使用WDT的注意事項385
9.5 節(jié)電設計386
9.5.1 節(jié)電技術背景和概念386
9.5.2 STOP模式387
9.5.2.1 STOP模式的進入388
9.5.2.2 STOP模式的退出389
9.5.3 HALT模式392
9.5.3.1 HALT模式的進入393
9.5.3.2 HALT模式的退出393
9.5.4 STOP模式下的引腳降耗安排395
9.6 應用舉例397
【實驗范例9.1】 帶WDT監(jiān)視功能的隊列燈397
【實驗范例9.2】 應用WDT中斷功能的隊列燈403
【實驗范例9.3】 應用節(jié)電技術的隊列燈405
【實驗范例9.4】 應用復位標志寄存器的隊列燈408
第10章 程序燒寫器及其OTP單片機的重復燒寫技巧
10.1 燒寫器硬件和軟件411
10.1.1 硬件裝置411
10.1.2 支持軟件QWriter412
10.2 QWriter與燒寫器配合應用413
10.2.1 硬件如何安裝413
10.2.2 軟件如何啟用414
10.3 QWriter的功能和操作命令417
10.3.1 “文件”類操作命令419
10.3.2 “器件”類操作命令420
10.3.3 “功能”類操作命令420
10.3.4 “操作模式”類操作命令421
10.3.5 “用戶信息”類操作命令422
10.3.6 “窗口”類操作命令424
10.3.7 “設置”類操作命令424
10.3.8 “幫助”類操作命令427
10.3.9 “右擊”類操作命令428
10.4 如何進行一次虛擬演練429
10.4.1 空白檢查429
10.4.2 內容讀回429
10.4.3 保存文件430
10.4.4 打開文件430
10.4.5 虛擬燒寫430
10.4.6 虛擬核對431
10.4.7 虛擬加密431
10.4.8 虛擬自動燒寫431
10.5 如何進行第一次實戰(zhàn)燒寫431
10.5.1 選擇目標單片機型號432
10.5.2 單片機空白檢查432
10.5.3 打開代碼文件432
10.5.4 設置芯片串號433
10.5.5 設置產品信息433
10.5.6 燒寫編程434
10.5.7 最終加密434
10.6 重復燒寫OTP單片機的算法設計434
10.6.1 重復利用OTP單片機的現(xiàn)實意義435
10.6.2 需要考慮的幾個因素436
10.6.2.1 OTP存儲位元的特性436
10.6.2.2 單片機的指令編碼特點436
10.6.2.3 SPMC65P2408A片載OTP的分布特點437
10.6.2.4 燒寫器的工作特點439
10.6.3 重復燒寫OTP單片機的實現(xiàn)方法439
10.6.3.1 重復燒寫OTP的分割思想440
10.6.3.2 首次燒寫時的幾點考慮和說明441
10.6.3.3 重復燒寫時的幾點考慮和說明445
10.6.3.4 末次燒寫時的幾點考慮和說明447
附錄A 實驗儀DH2005A排針布局和插針編號指南451
附錄B 93LC46串行EEPROM存儲器簡介453
附錄C 燒寫器驅動程序操作提示信息462
附錄D SPMC65單片機的電氣特性參數(shù)465
附錄E 光盤內容簡介469
參考文獻473