MOTOROLA单片机M68HC05原理与应用大全PDF电子书下载

第一章 M68HC05系列单片机简介 1

1.1 概述 1

目录 1

1.2 结构特点 2

1.3 I/O功能的特点 3

1.4 M68HC05系列各种型号单片机性能简介 5

2.1 基本特性 12

第二章 M68HC05的基本结构与性能 12

2.2 基本结构、引脚及其基本连接方法 13

2.3 CPU结构及其寄存器 15

2.4 片内存储器与存储器映象 17

2.5.1 双向并行I/O口 20

2.5 I/O口 20

2.6.1 上电复位（POR） 21

2.6 复位 21

2.5.2 固定输入并行I/O口 21

2.5.3 串行I/O口 21

2.6.2 外部复位 22

2.6.3 计算机操作正常（COP）监视定时器复位 23

2.6.4 时钟监视器复位 26

2.6.7 复位后的状态 27

2.6.6 低压复位 27

2.6.5 非法地址复位 27

2.7.1 中断的处理过程 28

2.7 中断 28

2.7.3 外部IRQ中断 29

2.7.2 软件中断（SWI） 29

2.7.4 定时器中断与实时中断 30

2.8 低功耗方式 31

2.7.7 其它中断源 31

2.7.5 SCI中断 31

2.7.6 SPI中断 31

2.8.2 STOP方式 32

2.8.1 WAIT方式 32

2.8.3 HALT方式 33

2.9 数据保持方式 34

2.11 自检方式／自引导方式 35

2.10 振荡器 35

2.13 特殊I/O功能 36

2.12 片内EPROM（OTPROM）与EEPROM的擦除和写入方法 36

3.1.1 隐含寻址方式 38

3.1 寻址方式 38

第三章 M68HC05指令系统 38

3.1.4 直接寻址方式 39

3.1.3 扩展寻址方式 39

3.1.2 立即寻址方式 39

3.1.5 变址寻址方式 40

3.1.8 位测试转移寻址方式 41

3.1.7 位置位／清零寻址方式 41

3.1.6 相对寻址方式 41

3.2.1 与寄存器／存储器有关的指令 42

3.2 指令系统 42

3.2.2 读／修改—写类指令 43

3.2.4 控制类指令 44

3.2.3 相对转移类指令 44

3.2.5 指令系统简表 45

4.1 AS5交叉汇编程序 51

第四章 M68HC05汇编语言程序设计 51

4.1.2 各字段说明 52

4.1.1 AS5汇编语言格式 52

4.1.3 汇编伪指令 54

4.1.4 汇编输出 56

4.1.5 交叉汇编程序AS5使用方法 57

4.2.2 各字段的说明 58

4.2.1 IASM05汇编语言格式 58

4.2 IASM05交叉集成汇编程序 58

4.2.4 汇编命令 60

4.2.3 汇编伪指令 60

4.2.6 汇编输出 63

4.2.5 列表命令 63

4.2.7 汇编错误信息 64

4.2.8 交叉集成汇编程序IASM05使用方法 65

4.2.9 S记录 72

4.3.1 简单程序设计 74

4.3 汇编程序设计 74

4.3.2 简单循环程序的设计 78

4.3.3 字符编码程序设计 82

4.3.4 算术运算程序设计 87

4.3.5 代码和数制转换程序设计 96

4.3.6 查表与排序 114

4.3.7 数据处理 127

5.2.1 定时器结构与功能 133

5.2 16位多功能定时器 133

第五章 多功能定时器系统及其应用 133

5.1 定时器概述 133

5.2.2 定时器计数器 134

5.2.3 输入捕捉寄存器（ICR）及其操作 135

5.2.5 定时器控制寄存器（TCR） 136

5.2.4 输出比较寄存器（OCR）及其操作 136

5.2.6 定时器状态寄存器（TSR） 137

5.3.1 定时器结构与功能 138

5.3 15位多功能定时器 138

5.2.7 WAIT和STOP模式下的定时器 138

5.3.2 定时器状态与控制寄存器（TSCR） 139

5.4 输出比较功能的应用 140

5.3.4 WAIT和STOP模式下的定时器 140

5.3.3 定时器计数器寄存器（TCNTR） 140

5.5 输入捕捉功能的应用 145

6.2 SCI数据格式 148

6.1 SCI特性 148

第六章 串行通讯接口（SCI）及其应用 148

6.3.1 SCI发送器结构及其操作 149

6.3 SCI结构及其操作 149

6.3.2 SCI接收器结构及其操作 150

6.4.2 SCI控制寄存器1（SCCR1） 152

6.4.1 SCI数据寄存器（SCDR） 152

6.3.3 STOP和WAIT期间的SCI 152

6.4 SCI寄存器 152

6.4.3 SCI控制寄存器2（SCCR2） 153

6.4.4 SCI状态寄存器（SCSR） 154

6.4.5 SCI波特率寄存器（BAUD） 155

6.5 串行通讯接口标准与硬件接口电路 157

6.5.1 RS-232标准接口与连接方法 158

6.5.2 RS-422和RS-423标准接口与连接方法 161

6.5.3 RS-485标准接口与连接方法 163

6.5.4 20mA电流环路串行接口与连接方法 164

6.6.1 多机通讯规程 165

6.6 串行通讯系统 165

6. 6.2 系统硬件连接方法 166

6.6.3 软件程序设计 168

6.7 SCI应用举例 169

7.2 SPI结构与管脚 171

7.1 SPI性能简介 171

第七章 串行外围接口（SPI）及其应用 171

7.3.2 串行时钟极性与相位 173

7.3.1 数据传输过程 173

7.3 SPI操作 173

7.3.4 STOP和WAIT期间的SPI 174

7.3.3 SPI错误状态 174

7.4.1 SPI控制寄存器（SPCR） 175

7.4 SPI寄存器 175

7.5 MC68HC05C9的SPI 176

7.4.3 SPI数据寄存器（SPDR） 176

7.4.2 SPI状态寄存器（SPSR） 176

7.6.2 SIOP管脚 177

7.6.1 SIOP结构与操作 177

7.6 简单的串行I/O口（SIOP） 177

7.6.3 SIOP寄存器 179

7.7 SPI/SIOP多机通讯 180

7.8.1 SPI/SIOP多机系统的连接方法 182

7.8 SPI/SIOP系统的硬件连接方法 182

7.8.2 SPI/SIOP与外围器件的连接方法 183

7.9 SPI/SIOP程序设计方法 184

7.10.1 A/D转换器 185

7.10 利用SPI扩展I/O功能 185

7.10.2 D/A转换器 188

7.10.3 并行输入口74HC165/166/589 189

7.10.4 并行输出口74HC164/299/595 191

7.10.5 LED驱动器 192

7.10.6 LCD驱动器 198

7.10.7 存储器容量的扩展 201

7.10.8 实时时钟 206

7.11.1 扩展并行输出口 211

7.11 SPI应用举例 211

7.11.2 SPI扩展A/D和D/A转换器 214

7.12.2 软件模拟SPI的程序设计 216

7.12.1 硬件接口方法 216

7.12 软件模拟SPI扩展I/O功能的方法 216

7.12.3 由软件模拟SPI来扩展MCM2814 219

8.1.2 结构、引脚与存储器映象 221

8.1.1 主要特性 221

第八章 M68HC05系列各种型号MCU主要特性与特殊功能 221

8.1 MC68HC05A6 221

8.1.3 EEPROM 223

8.1.7 自检方式 225

8.1.6 串行外围子系统SCI和SPI 225

8.1.4 复位、中断与低功耗方式 225

8.1.5 16位多功能定时器 225

8.1.8 电气特性 226

主要特点 230

8.2.1 MC68HC05B6 230

8.2 MC68HC05 B子系列 230

基本结构与特性 232

定时器 236

中断 236

讯接口 240

片内EEPROM的使用方法 242

脉宽调制（PLM）D/A转换器 244

A/D转换器 245

MC68HC05B6/B4自测试／自引导方式 247

电特性 251

SCI串行通 251

8.2.2 MC68HC05B4 259

8.2.3 MC68HC05B8 259

主要特性与EPROM使用方法 260

8.2.4 MC68HC705B5 260

自引导方式 262

主要特性与EPROM使用方法 267

8.2.5 MC68HC805B6 267

EPROM电气特性 267

自引导方式 270

EEPROM电气特性 275

仿真局限性 275

主要特性 276

8.3.1 MC68HC05C4 276

8.2.6 MC68HC05B16 276

8.3 MC68HC05 C子系列 276

结构、引脚与存储器映象 277

复位、中断与低功耗方式 278

16位定时器 279

自检方式 280

串行通讯接口（SCI）和串行外围接口（SPI） 280

电气特性 281

8.3.3 MC68HSC05C4/C8 290

8.3.2 MC68HC05C8 290

HC05C4的结构与功能 292

8.3.5 MC68HC805C4 292

8.3.4 MC68HCL05C4/C8 292

EEPROM 294

硬件断点寄存器 295

HC05C4的仿真 296

主要特性 298

8.3.6 MC68HC705C8 298

结构、引脚与存储器映象 299

EPROM/OPTROM 301

复位与中断 305

电气特性 306

16位定时器、串行通讯接口（SCI）和串行外围接口（SPI） 306

8.3.7 MC68HC05C9 307

结构、引脚与存储器映象 314

主要特性 314

8.3.8 MC68HC705C9 314

8.3.9 MC68HC05C5 314

16位定时器 317

复位与中断 317

串行I/O口（SIOP） 318

EEPROM 319

8.4 MC68HC05 D子系列 321

主要特性 322

8.5.1 MC68HC05E0 322

8.5 MC68HC05 E子系列 322

封装与引脚 323

复位、中断与低功耗方式 324

储器映象 327

地址译码与系统扩展 329

并行I/O口及其特殊功能 330

定时器与实时中断 332

串行接口（SI） 335

电气特性 339

存储器与存 339

主要特性 342

8.5.2 MC68HC705E1 342

复位与中断 343

结构与存储器映象 343

COP定时器 344

锁相环（PLL）频率合成器 346

EPROM 347

ROM 348

多功能定时器与 348

自引导 348

主要特性 349

8.6.1 MC68HC05F5 349

8.6 MC68HC05 F子系列 349

结构、引脚与存储器映象 350

中断、复位与低功耗方式 352

15位多功能定时器和COP定时器 354

双音多频（DTMF）接收器 355

自检方式 358

电气特性 359

主要特性 362

8.6.2 MC68HC05F6 362

结构、引脚与存储器映象 363

系统总线时钟和定时器时钟的选择 366

复位、中断与低功耗方式 367

双音多频（DTMF）／音调发生器 369

16位多功能定时器 369

串行外围接口（SPI） 373

自检方式 374

电气特性 375

EPROM编程 377

主要特性 377

8.6.3 MC68HC705F6 377

自引导方式 379

主要特性 380

8.6.4 MC68HC05F2 380

DTMF发生器 384

结构、引脚与存储器映象 386

主要特性 386

8.6.5 MC68HC05F8 386

系统总线时钟（E时钟）和定时器A预分频 389

复位、中断与低功耗方式 390

定时器A 393

定时器B 394

COP系统 395

Manchester编码／译码器（MANCD） 396

主要特性 403

8.6.6 MC68HC705F8 403

DTMF／音调发生 403

器（DMG） 403

串行外围接口（SPI） 403

电气特性 403

自引导方式 405

EPROM编程 405

主要特性 406

8.7.1 MC68HC05G1 406

8.7 MC68HC05 G子系列 406

结构与引脚 407

存储器映象与特殊功能的控制寄存器 409

复位、中断与低功耗方式 410

16位多功能定时器与SPI 412

实时时钟（RTC）与锁相环（PLL） 413

A/D转换器 415

自检方式 416

EPROM 418

8.7.2 MC68HC705G1 418

电气特性 418

自引导方式 420

主要特性 421

8.8.1 MC68HC705H2 421

8.8 MC68HC05 H子系列 421

结构、引脚和存储器映象 422

中断与复位 425

脉冲宽度调制器 426

定时器和COP定时器 426

SIOP串行口 426

电压比较器 429

功率驱动器 430

EPROM/OTPROM编程 437

电气特性 440

15位多功能 440

主要特性 443

8.9.1 MC68HC05J1 443

8.8.2 MC68HC05H2 443

8.9 MC68HC05 J子系列 443

15位多功能定时器 444

复位、中断与低功耗方式 444

结构与存储器映象 444

电气特性 446

自检方式 446

主要特性 448

8.9.2 MC68HC705J2 448

自引导方式和掩膜选择寄存器（MOR） 450

EPROM 450

电气特性 452

MC68HC05J1仿真模式 452

主要特性 453

8.10.1 MC68HC05K0/K1 453

8.10 MC68HC05 K子系列 453

结构、引脚与存储器映象 454

并行I/O口 456

中断、复位与低功耗方式 457

15位定时器和COP定时器 460

用户EPROM 462

电气特性 464

掩膜选择寄存器（MOR） 468

主要特性 468

8.10.2 MC68HC705K1 468

8.11 MC68HC05 L子系列 470

EPROM/OTPROM 470

主要特性 471

8.11.1 MC68HC05L1 471

结构、引脚与存储器映象 472

复位、中断与低功耗方式 475

16位多功能定时器 477

LCD驱动器 479

A/D转换器 479

自检方式 482

电气特性 483

8.11.2 MC68HC705L1 484

主要特性 485

8.11.3 MC68HC05L5 485

结构、引脚与存储器映象 487

选择存储器映象 491

I/O1口 492

复位、中断与低功耗方式 497

时钟分布与控制 500

定时器1 504

定时器2 506

LCD驱动器 511

串行外围接口 514

主要性能 518

8.11.4 MC68HC705L5 518

自引导方式 519

EPROM编程 523

电气特性 524

结构、引脚与存储器映象 527

主要特性 527

8.11.5 MC68HC05L6 527

复位、中断与低功耗方式 529

LCD驱动器和音调发生器 530

16位多功能定时器 530

串行外围接口 532

自检方式 535

电气特性 539

主要性能 542

8.11.6 MC68HC05L9 542

结构、引脚与存储器映象 543

控制与状态寄存器 545

复位、中断与低功耗方式 548

串行通讯接口（SCI） 549

16位多功能定时器 549

LCD驱动器 550

实时时钟 552

自检方式 554

锁相环 554

电气特性 557

MC68HC68L9 560

MC141510 562

8.11.7 MC68HC05L7 563

结构、引脚与存储器映象 567

主要性能 567

8.11.8 MC68HC05L10 567

控制寄存器 570

复位与中断 572

LCD驱动器 573

串行通讯接口（SCI）和串行外围接口（SPI） 573

16位定时器 573

实时时钟和锁相环 575

存储器管理单元（MMU） 577

自检方式 580

电气特性 583

LCD段驱动器MC141511 585

结构、引脚与存储器映象 589

主要性能 589

8.11.9 MC68HC05L11 589

控制寄存器 593

复位、中断与低功耗方式 594

16位定时器 595

LCD驱动器 597

串行通讯接口（SCI）和串行外围接口（SPI） 597

音调发生器 602

实时时钟（RTC）和锁相环（PLL） 602

大系统存储器管理单元（MMU）和小系统可编程片选端 604

电气特性 607

自检方式 607

LCD段驱动器 609

LCD后板驱动器 614

主要特性 615

8.12.1 MC68HC05M4 615

8.12 MC68HC05 M子系列 615

结构与存储器映象 616

定时器 619

复位与中断 619

A/D转换器 622

荧光显示（VFD）驱动器 624

自检方式 626

电气特性 627

8.13 MC68HC05 P子系列 628

8.12.2 MC68HC05M6 628

结构、引脚与存储器映象 629

主要特性 629

8.13.1 MC68HC05P1 629

能定时器 631

复位与中断 631

自检方式 632

电气特性 633

16位多功 633

结构、引脚与存储器映象 635

主要特性 635

8.13.2 MC68HC05P2 635

能定时器 638

复位与中断 638

固定从机M Bus接口（SOMB） 639

12位多功 639

结构、引脚与存储器映象 643

主要特性 643

8.13.3 MC68HC05P4 643

自检方式 647

串行I/O口（SIOP） 647

复位与中断 647

16位定时器 647

电气特性 648

主要特性 650

8.13.4 MC68HC05P6 650

A/D转换器（ADC） 653

主要特性 656

8.13.6 MC68HC05P8 656

8.13.5 MC68HC05P7 656

结构、引脚与存储器映象 657

复位与中断 659

片内EEP-ROM 660

A/D转换器 662

15位定时器 662

自检方式 663

电气特性 664

8.13.7 MC68HC05P9 668

主要特性 669

8.13.8 MC68HC705P9 669

结构、引脚与存储器映象 670

EPROM/OTPROM、自引导方式和掩膜选择寄存器 673

复位、中断与低功耗方式 673

电气特性 675

A/D转换器（ADC） 675

16位定时器 675

串行I/O口（SIOP） 675

主要特性 677

8.15.1 MC68HC05T1 677

8.14 MC68HC05 SC子系列 677

8.15 M68HC05 T子系列 677

基本结构与存储器映象 678

复位与中断 682

A/D转换器 683

D/A转换器 683

输入捕捉／输出比较定时器 683

屏幕显示（OSD） 684

串行口SIOP 691

脉宽调制 691

8.15.2 MC68HC05T2 693

主要特性 694

8.15.5 MC68HC05T4 694

8.15.3 MC68HC05T3 694

8.15.4 MC68HC705T3 694

结构与存储器映象 695

复位、中断与低功耗方式 698

16位定时器和脉冲累加器 700

OSD驱动器 701

A/D转换器 709

D/A转换器 710

自检方式 711

电气特性 713

EPROM 714

8.15.6 MC68HC705T4 714

自引导方式 715

主要性能 716

8.15.7 MC68HC05T10 716

结构与存储器映象 718

复位、中断与WAIT低功耗方式 722

M-Bus串行通讯接口 725

16位定时器与实时时钟（RTC） 725

A/D转换器 732

脉冲宽度调制DAC 732

OSD 732

自检方式 733

电气特性 734

8.15.9 MC68HC705T10 735

8.15.8 MC68HC05T7 735

EPROM 736

HC05T10/T7仿真 738

9.1 M68HC05应用系统的设计和开发方法 740

第九章 M68HC05单片机的开发 740

9.2.1 CDS8开发系统 742

9.2 M68HC05开发工具 742

9.2.3 EVM性能评估模块／EVS性能评估系统 744

9.2.2 HDS开发系统 744

9.3.1 M68HC05 EVM的主要特性 747

9.3 M68HC05 EVM 747

9.2.4 HQEVM开发工具 747

9.3.2 EVM系统设置与开关 749

9.3.3 EVM存储器映射 759

9.3.4 M68HC05 EVM的监控命令 762

9.3.5 MCU片内OTPROM/EPROM/EEPROM编程 774

9.3.6 汇编／反汇编过程 777

9.3.7 下卸过程 779

9.3.8 应用系统调试和仿真过程 780

9.3.9 窗口式EVM05仿真调试软件 781

第十章 M68HC05 MCU综合应用举例 785

10.1 MC68HC705C8在恒温控制中的应用 785

10.1.1 设计步骤 785

10.1.2 控制器线路 786

10.1.3 软件程序设计 787

10.2 MC68HC05B6在电机控制中的应用 809

10.3 MC68HC05B6单片机监控程序 812

10.3.1 硬件环境 812

10.3.2 监视器操作 812

10.3.3 监控命令 813

10.3.4 断点和中断 814

10.3.5 程序结构分析与程序清单 815

10.4 MC68HC05B4射频频率合成器 832

10.4.1 硬件电路及其原理 833

10.4.2 软件设计与调试 837

10.5.1 串行外围接口（SPI） 853

10.5.2 显示电路的设计 853

10.5 多个单片机利用串行外围接口进行通讯 853

10.5.3 用A/D转换器监视温度 854

10.5.4 MCU通讯操作 855

10.5.5 软件SPI主机编程 855

10.5.6 软件SPI从机编程 856

10.5.7 调试 857

10.5.8 程序清单 857

10.6 用MC68HC05 B4和MC14489测量和显示温度 870

10.6.1 温度测量 870

10.6.2 温度显示 872

10.6.3 硬件电路 873

10.6.4 程序清单 873

10.7 MC68HC05T1的屏幕显示（OSD）在TV中的应用 882

10.7.2 主程序 883

10.7.3 该例中OSD程序的特点 883

10.7.1 中断程序 883

10.7.4 程序清单 884

10.8.1 遥控协议 906

10.8.2 设计考虑 906

10.8 MC68HC05T7红外遥控解码器 906

10.8.3 程序清单 907

10.9 MPX5100压力传感器与MC68HC05B5构成的压力测量系统 921

10.9.1 硬件电路设计 922

10.9.2 软件设计 923

10.10 MPX2000系列压力传感器与MC68HC705B5构成的压力测量系统 932

10.10.1 硬件电路 932

10.10.2 操作过程 933

10.10.3 设计考虑 934

10.10.4 软件设计 936

10.11 用MC68HC05 MCU产生脉冲的方法 949

10.11.1 短脉冲 949

10.11.2 长脉冲 950

10.12 利用MC68HC05的输入捕捉功能检测脉冲宽度 955

10.12.1 短脉冲 955

10.12.3 有噪声的脉冲 957

10.12.4 长脉冲检测程序清单 957

10.12.2 长脉冲 957

附录A M68HC05指令系统详解 962

附录B 习题与答案 987

B.1 习题（对于MC68HC05C8） 987

B.2 习题答案 991

附录C MOTOROLA各系列单片机简介 994

C.1 M6805系列单片机 994

C.2 M68HC11系列单片机 995

C.3 M68300系列32位单片机 1000

C.3.1 MC68332主要性能 1001

C.3.3 定时处理器单元（CPU） 1002

C.3.4 串行队列模块（QSM） 1002

C.3.2 CPU32简介 1002

C.3.6 RAM模块 1003

C.4 M68HC16系列16位单片机 1003

C.3.5 系统集成模块（SIM） 1003

C.5 M6804/M68HC04系列单片机 1004

C.6 M6801系列单片机 1004

附录D MOTOROLA单片机命名规则 1005

附录E ASCII（美国标准信息交换码）表 1006