易学好用经典PIC单片机——PIC16F84A轻松入门与实战_李学海_9787302477921

易学好用经典PIC单片机——PIC16F84A轻松入门与实战

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    本书精心挑选一款经典实用、好学易用的典型PIC单片机PIC16F84A为讲解样机，选择一款界面友好的国产软件WAVE6000为开发环境，选出一款硬件开源的廉价易购的下载器K150为程序烧写器，还给出了一款适合仿制的学习实验开发板PICbasic84作为可选目标板。全书共分10章，主要内容包括： 背景知识、硬件总览、通用并口、指令系统、汇编程序设计、汇编语言工具链、软件集成开发环境、软件模拟调试技术、硬件综合开发工具、硬件烧试开发技术、定时器TMR0及其应用技巧、中断逻辑及其应用技巧、EEPROM数据存储器及其应用技巧、杂项功能及其应用技巧等。
本书特点： 入门容易、阅读轻松、通俗易懂、语言流畅、可读性好、趣味性强、系统全面、注重实用、学用并重、学练结合、实例丰富、上手快捷。本书适用的读者对象： 初步具备电子技术和计算机知识基础的，电子、电信、计算机、电气、电力、电器、机电等涉电专业在校学生、教师、单片机爱好者、电子爱好者、电子产品开发者、电器维修人员、工程技术人员。还可以作为教学用书、培训教材和自学读本。

　　国家积极倡导的素质教育和创新工程，旨在提高受教育者的素质和培养将所学知识转化为生产力、创造力和经济效益的能力。为了更好地适应发展潮流和就业需要，作者认为，单片机的学习和应用，可以为电子、电信、电脑、电器、机电以及相关领域的爱好者、从业者和在校生，提供了一个容易激发学习热情和创作欲望的、可操作性很强的学习途径和实践平台。至今，许多老一辈的工程师、专家、教授当年都是无线电爱好者。如果说上世纪五十年代起，无线电世界造就了几代电子精英，那么当今的单片机世界也必将会培育出更多的电子英才。
　　作者从事教学30多年，教过中专、大专、本科，主讲过大学物理、电路分析、程控交换原理、单片机原理、嵌入式系统等30余个学科。曾经指导过3届全国大学生电子竞赛并且从中获奖，其中一次是2007年应河北师范大学职业技术学院之邀作为外聘专家，其间指导了单片机应用项目的开发。还曾应河北师范大学之邀担任2009年暑期*骨干教师培训班客座教授，其间选用了作者的单片机著作做教材，并聘请作者为单片机学科主讲。也曾应邀为多家电子产品开发生产企业培训研发工程师，或为其担任技术顾问。还应聘为中国嵌入系统产业协会、中国物联网产业协会专家组成员。
　　从30余年的技术研究和文字创作过程中，探索出了一套通过文字向读者传达知识和技术的高效快捷的写作模式，并且经历了时空的检验。再者，近40年的教学经历，也必定会在讲解内容的精选与锤炼、讲解顺序的编排与优化方面，更增添一份得天独厚的优势，来为读者提供更多的便利。
　　本书的编写目标是，努力追求“一读就懂、读了能用、一用就灵”的学习效果；不仅能“给人以鱼”，而且更注重“授人以渔”；不仅传授单片机知识，而且更注重教会开发方法和应用技巧；不仅可以提高理论水平，而且更侧重强化将所学知识转化为实际工作的能力；力图实现将每一位有志于迈进单片机王国的外行人，培养成既懂单片机知识，又能掌握以单片机为核心的智能电子产品开发技能的内行人。为了达到这一目标，除了恰当的引导和正确的学习方法之外，当然也离不开读者的自身努力。“兴趣是*好的老师！”本人深信这个哲理。培养读者的学习兴趣比传授知识更重要。一旦帮助读者树立起浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望，就很可能达到令人受益终生的特殊效果，这也是每一位教育工作者追求的*高目标。
　　本书在内容编排上充分注意了门槛低、入门易、上手快、层次性、可读性、实践性、系统性和完整性，力求覆盖从单片机理论学习到开发应用的各个阶段，所有必不可少的硬件和软件知识、开发环境和开发工具的使用方法和技巧等内容。尽可能不需要翻阅其他书籍就可以学习到，从单片机入门到单片机开发制作各个环节的全程知识。对于一名初步具备电子技术和微机应用基础知识的初学者，成长为一位单片机应用工程师，所需要学习的核心知识主要有：单片机硬件系统；单片机指令系统；汇编程序设计基础以及汇编器的用法；单片机仿真器及其用法；程序烧录器及其用法。这些内容书中都有介绍。此外，为了突出实践性，在每个需要演练的技术点之后都精心设计了1~3个针对性强、实用价值高的实验范例，并且调试成功，每个范例大致包括“项目实现功能；硬件电路规划；软件设计思路；汇编程序流程；汇编程序清单；几点补充说明；程序调试方法”等完备的内容。

　　前言
　　你知道每年中国进口的商品当中，哪一项是花钱最多的吗？粮食？原油？机械设备？都不是！每年，中国在一种体积很小的产品上花掉的钱远远超过那些大宗商品，这种产品就是——芯片。仅2016年1月到10月，中国在进口芯片上一共花费了1.2万亿人民币，是花费在原油进口上的两倍！该信息来自权威期刊《电子技术应用》2016年12月13日发布的消息。在我国进口的这些芯片中，单片机产品又占据了其中绝大多数，由此可以想象，在我国从事单片机学习、研究、应用、开发的各类人才队伍的阵容该有多么庞大！
　　国家积极倡导的素质教育和创新工程，旨在提高受教育者的素质和培养将所学知识转化为生产力、创造力和经济效益的能力。为了更好地适应发展潮流和就业需要，作者认为，单片机的学习和应用，可以为电子、电信、电脑、电器、机电以及相关领域的爱好者、从业者和在校生，提供一个容易激发学习热情和创作欲望的、可操作性很强的学习途径和实践平台。至今，许多老一辈的工程师、专家、教授当年都是无线电爱好者。如果说20世纪50年代起，无线电世界造就了几代电子精英，那么当今的单片机世界也必将会培育出更多的电子英才。
　　本人从事教学30多年，主讲过大学物理、电路分析、程控交换原理、单片机原理、嵌入式系统等30余个学科。曾经指导过3届全国大学生电子竞赛并且获奖，其中一次是2007年应河北师范大学职业技术学院之邀作为外聘专家，指导了单片机应用项目的开发。还曾应河北师范大学之邀担任2009年暑期国家级骨干教师培训班客座教授，其间选用了本人的单片机著作做教材，并聘请本人为单片机学科主讲。也曾应邀为多家电子产品开发生产企业培训研发工程师，或担任技术顾问。还被聘为中国嵌入系统产业协会、中国物联网产业协会专家组成员。
　　自从1983年以来，本人先后在31种电子和通信类科技期刊、新技术研讨会论文集等刊物上发表专业论文、译文、科普文章和科研成果290余篇，内容涉及电子、电信、电脑和电器等领域，受到了广大读者的普遍欢迎和热情鼓励，以及多位责任编辑的称赞。曾在国际学术会议论文集、《电子技术》《电子技术应用》《实验技术与管理》等核心期刊上发表学术论文数十篇，其中多篇被引用或被审定为“精选文章”。曾被科技核心期刊《单片机与嵌入式系统应用》评选为2007年度优秀作者。
　　自从2000年以来，本人先后独著或主编了20部具有开创性和探索性的学术专著和大学教程，得到了多位业界权威、技术专家和研究生导师的高度评价。其中有2部获评全国优秀畅销书一等奖，有多部被北京邮电大学、河北师范大学、河北工业大学、四川师范大学、西北师范大学、山东建筑科技大学、辽宁工业大学等多家高校选作本科教程，有6部被苏州大学、武汉理工大学、广东工业大学等“211大学”“985大学”或著名高校选作研究生用书，有多部被北京计科新能源公司、台湾新茂国际、北京凌阳科技公司、劳恪实业公司、鑫恒翌科技公司、北京中芯优电公司等科研单位选作研发工程师培训教材。
　　本书在写作手法上，力求循序渐进、通俗易懂、趣味性强，将枯燥乏味的学习过程变得更加轻松有趣，尽可能使读者在通过阅读本套教程来学习PIC单片机的过程中，以花费尽可能少的时间和精力，掌握和了解尽可能全面的单片机理论知识和开发技术。本书采用以读者为中心的写作手法，努力克服以往以产品手册为中心，或以作者知识结构为中心的传统写作模式给读者所带来的种种不便和困惑。
　　本书的编写思路是，充分发挥作者在为《电子世界》《电子制作》和《无线电》等科技期刊撰写单片机技术连载讲座中所积累的写作经验，以及在30多年面授教学过程中所积累的讲课经验，再通过精心编排讲述顺序和精心筛选教学内容，来尽量减少对读者背景知识的要求，以便尽可能降低初学者通过了解PIC单片机而进入单片机世界的门槛。书中以讲解PIC16F84单片机为主，并且酌情兼顾PIC单片机大家族中其他成员的个性，以及全体成员的共性简介，以便使读者达到举一反三、触类旁通之功效。
　　本书的编写目标是，努力追求“一读就懂、读了能用、一用就灵”的学习效果；不仅能“给人以鱼”，而且更注重“授人以渔”；不仅传授单片机知识，而且更注重教会开发方法和应用技巧；不仅可以提高理论水平，而且更侧重强化将所学知识转化为实际工作的能力；力图实现将每一位有志于迈进单片机王国的外行人，培养成既懂单片机知识，又能掌握以单片机为核心的智能电子产品开发技能的内行人。为了达到这一目标，除了恰当的引导和正确的学习方法之外，当然也离不开读者的自身努力。“兴趣是最好的老师！”本人深信这条哲理。培养读者的学习兴趣比传授知识更重要。一旦帮助读者树立起浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望，就很可能达到令人受益终生的特殊效果，这也是每一位教育工作者追求的最高目标。
　　本书在内容编排上充分注意了门槛低、入门易、上手快，以及层次性、可读性、实践性、系统性和完整性，力求覆盖从单片机理论学习到开发应用的各个阶段，所有必不可少的硬件和软件知识、开发环境和开发工具的使用方法和技巧等内容。尽可能不需要翻阅其他书籍就可以学习到，从单片机入门到单片机开发制作各个环节的全程知识。对于一名初步具备电子技术和微机应用基础知识的初学者，成长为一位单片机应用工程师，所需要学习的核心知识主要有：单片机硬件系统；单片机指令系统；汇编程序设计基础以及汇编器的用法；单片机仿真器及其用法；程序烧录器及其用法。这些内容书中都有介绍。此外，为了突出实践性，在每个需要演练的技术点之后都精心设计了1~3个针对性强、实用价值高的实验范例，并且调试成功，每个范例大致包括“项目实现功能；硬件电路规划；软件设计思路；汇编程序流程；汇编程序清单；几点补充说明；程序调试方法”等完备的内容。
　　还特别说明的是涉及PIC系列的“字节”，并不是常说8比特(Byte),请读者阅读本书时留意。
　　在本书的编著过程中，得到了微芯公司大学计划负责人刘晖女士、清华大学出版社计算机与信息分社梁颖先生、机械科学研究院刘治山高级工程师（教授级）、石家庄铁道大学杨金祥教授、石家庄邮电职业技术学院电信系的曲文敬、范兴娟、吴蓬勃、孙群中、李莉、郑玉红、刘保庆、李影、李建龙、王贺珍、田洪、刘正波等专家学者们的大力支持和热情鼓励，除了提供最新资料和实验器材之外，还将他们在长期实践中积累的经验体会无私地奉献出来供广大读者分享。另外，为本书撰写工作尽力的还有宋庆国、蒙洋、杨聪、冯伟伟、王晓超、张宗祥、王金凯、高笑飞、董丹、张拥军、任志刚、李明亮、刘亚川、池俭、李学英、李学凤、范俊海、李学静、李学俊、杨琳、李学峰、邓军、杜太琢、杨瑞琢、王友才、王友起、王友勇、蔡永泽、蔡永岗、张磊、范淑玲、杜雪梅、李晗羽、李子杨、李伟、蔡浩川等。在此一并深表诚挚的谢意！
　　由于日常教学工作量繁重，加之作者的水平有限，因此书中不妥之处在所难免，敬请广大读者朋友不吝赐教。作者邮箱：18931368650@189.cn。
　　2017年3月30日

　　第5章软件集成开发环境和软件模拟调试技术
　　南京伟福公司为PIC单片机用户免费提供了一款集成开发环境(IntegratedDevelopmentEnvironment，IDE)软件包——WAVE6000，它具有易学、易用、易上手、全中文等突出优点，特别适合单片机初学者。此外，该环境还可以开发各种80C51兼容单片机，为读者日后学习预留了很大的空间。
　　其实，WAVE6000集成开发环境是一个软件包，也是一套以项目(Project，或翻译为计划或工程)为导向的，或者说是面向项目的集成开发环境软件平台。它就像一个包罗十八般兵器的大车间，把文本编辑器(Editor)、汇编器(Assembler)、连接器(Linker)、项目管理器(Projectmanager)和程序调试器(Debugger，也就是查错和排错的工具)等，在单片机编程和项目调试过程中不可或缺的一些软件工具，全部集成到了一个开发环境之中，从而形成了一套不仅功能丰富而且使用方便的软件平台。
　　借助于WAVE6000，单片机初学者或应用项目开发者可以在一部微机系统上，对PIC单片机进行源程序文件的创建、编辑和汇编，甚至还能实现目标程序的模拟运行和动态调试之类的虚拟实战演练，并且调试方式还可以采用连续执行、单步执行、连续单步执行、设置断点执行等多种执行方式。
　　5.1集成开发环境WAVE6000的组成
　　WAVE6000是一个集成了多种单片机应用开发工具的、功能完备的“软件包”。在此仅对本书后面将用到的几种工具软件进行简要介绍：
　　1.集成开发环境
　　之所以称其为集成开发环境，是因为它将项目管理、文件管理、源程序创建和编辑、目标文件生成、目标程序模拟调试或仿真调试等，单片机应用项目开发过程中所需要的一系列单项工具的操作，全部集中到同一环境下统一调度和启用。即软件包的所有功能几乎都可以在一个环境内来操作和控制。
　　2.项目管理器
　　项目管理器是该环境的核心部分，用于创建、修改、保存、复制等项目的管理操作，为开发人员提供自动化程度高、操作简便的符号化调试工作平台。所谓“符号化调试”，指的是在调试过程中屏幕上显示的地址标号、常数名、变量名和寄存器名，均用在源程序中定义的表义性和可读性很强的符号来代表和标识。因此，又被称为“源程序级调试”。这比传统的80X86汇编语言程序的调试环境要友好得多。
　　3.源程序编辑器
　　源程序编辑器是一个全屏幕文本编辑器，用于创建、查看、编辑和修改汇编语言(或C语言)源程序文件。源程序文件以纯文本格式保存，其文件扩展名为“.asm”。同时利用该编辑器还可以创建、编辑或查看包含文件、说明文件等其他文本文件。
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