MOTOROLA 8位增强型单片机M68HC11原理与应用PDF电子书下载

第一章 MOTOROLA单片机简介 1

§1.1 发展概述 1

目录 1

§1.2 MOTOROLA 8位单片机的结构特点 2

1.2.1 存贮器组织 2

1.2.2 CPU结构 3

1.2.3 中断处理 3

1.2.4 I/O口 4

§1.3 M68HC11系列单片机简介 5

1.3.1 M68HC11系列单片机的基本特性 5

1.3.2 M68HC11系列单片机的命名规则 7

2.1.1 内部结构 10

2.1.2 CPU结构 10

§2.1 MC68HC11A 8的基本结构 10

第二章 MC68HC11A 8的基本结构和工作模式 10

2.1.3 MC68HC11A 8的引脚功能简介 15

§2.2 MC68HC11A 8的工作模式 19

2.2.1 硬件模式选择 19

2.2.2 MCU的工作模式 20

2.2.3 MCU的几个控制寄存器 24

2.2.4 MCU工作模式应用和举例 32

§2.3 并行I/O口 41

2.3.1 口数据寄存器（PORT）和口数据方向寄存器（DDR） 41

2.3.2 通用I/O口（PC口和PD口） 42

2.3.3 固定方向I/O口（PA、PB和PE口） 43

2.3.4 简单选通I/O口 43

2.3.5 应答I/O 44

2.3.6 并行I/O控制寄存器PIOC 46

§2.4 低功耗工作方式 47

2.4.1 等待方式 47

2.3.7 STRA和STRB端的其他用法 47

2.4.2 停止方式 49

第三章 片内存贮器结构和使用 50

§3.1 存贮器映射 50

§3.2 RAM和I/O映射寄存器INIT 54

3.3 ROM 54

§3.4 RAM 55

§3.5 EEPROM 55

3.5.1 EEPROM编程控制寄存器PPROG 56

3.5.2 编程和擦除步骤及举例 58

3.5.3 CONFIG寄存器的编程和擦除 60

3.5.4 EEPROM的保密特性与应用 61

3.5.5 EEPROM的应用 62

3.5.6 EEPROM的物理工作过程 64

3.5.7 延长EEPROM使用期限的软件方法 66

§4.1 MC68HC11A 8的四种复位方式 68

第四章 复位和中断 68

4.1.1 上电复位（POR） 69

4.1.2 外部复位 69

4.1.3 计算机正常操作监视系统复位 70

4.1.4 内部时钟监视系统复位 71

§4.2 复位后的MCU状态 72

§4.3 中断 75

4.3.1 中断处理过程 75

4.3.2 中断源 79

第五章 M68HC11指令系统和程序设计 83

§5.1 寻址方式 83

5.1.1 立即寻址（IMM） 83

5.1.2 直接寻址（DIR） 84

5.1.3 扩展寻址（EXT） 85

5.1.4 变址寻址（INDX,INDY） 85

5.1.6 相对寻址（REL） 86

5.1.5 隐含寻址（INH） 86

§5.2 M68HC11指令系统 87

5.2.1 与累加器和存贮器有关的指令 87

5.2.2 与堆栈和变址寄存器有关的指令 103

5.2.3 与状态标志位有关的指令 106

5.2.4 控制指令 107

§5.3 汇编语言、伪指令和交叉汇编与连接 113

5.3.1 机器语言和汇编语言 113

5.3.2 汇编语言源程序格式 113

5.3.3 汇编伪指令 132

5.3.4 交叉汇编和交叉连接方法 135

§5.4 汇编语言程序设计和举例 142

5.4.1 定点数算术运算程序设计 142

5.4.2 浮点数的加减乘除四则运算程序设计 148

5.4.3 数制转换程序设计 156

5.4.4 查表和转移程序设计 158

第六章 管脚内部电路、内部时序关系和与外电路的连接 163

§6.1 电源管脚（VDD和VSS） 163

§6.2 模式选择端（MODB/VSTBY和MODA/LIR） 164

§6.3 中断端（XIRQ和IRQ） 165

§6.4 复位端（RESET） 166

§6.5 晶体振荡器输入、输出端和时钟端（EXTAL,XTAL和E） 167

§6.6 I/O管脚 169

6.6.1 A口各个管脚内部电路框图和A口时序 171

6.6.2 B口管脚和STRB管脚的内部电路框图和B口时序 175

6.6.3 C口各管脚和STRA管脚内部电路框图及C口时序 178

6.6.4 D口各管脚内部电路框图和D口时序 184

6.6.5 E口各管脚内部电路框图和E口时序 192

§6.7 未用管脚的连接 194

§6.8 管脚保护 194

6.8.2 模拟输入管脚的内部保护电路 195

6.8.1 数字输入管脚的内部保护电路 195

6.8.3 数字I/O管脚的内部保护电路 196

6.8.4 输出管脚的内部保护电路 197

6.8.5 输入／开路输出管脚的内部保护电路 197

第七章 串行通讯接口（SCI） 198

§7.1 SCI概述 198

7.1.1 基本特性 198

7.1.2 发送和接收数据格式 198

§7.2 SCI发送器 199

7.2.1 SCI发送器结构 199

7.2.2 TxD端逻辑框图 201

§7.3 SGI接收器 202

7.3.1 SCI接收器结构 202

7.3.2 噪声干扰对起始位的影响 203

7.3.3 波特率不匹配的情况 206

7.4.1 PORTD DDRD和SPCR寄存器 207

§7.4 SCI寄存器 207

7.4.2 SCI数据寄存器SCDR 208

7.4.3 串行通讯控制寄存器1（SCCR1） 208

7.4.4 串行通讯存寄器2（SCCR2） 209

7.4.5 串行通讯状态存寄器SCSR 211

7.4.6 波特率寄存器BAUD 212

§7.5 多机通讯规程 214

7.5.1 空闲线唤醒方式 215

7.5.2 地址位唤醒方式 215

§7.6 SCI时序 216

7.6.1 发送器允许时序 216

7.6.2 TDR送数到串行发送移位寄存器的时序 216

7.6.3 发送完成时序 217

7.6.4 串行接收移位寄存器的数据传送到RDR的时序 217

§7.7 波特率发生器 217

7.8.1 硬件连接方法 218

§7.8 SCI应用 218

7.8.2 软件编程方法 222

7.8.3 应用举例 222

第八章 串行外围接口（SPI） 225

§8.1 SPI简介 225

§8.2 SPI结构 225

8.2.1 内部结构 225

8.2.2 SPI引脚 227

8.2.3 SPI数据与位时钟之间的各种时序关系 228

§8.3 SPI的工作过程 229

§8.4 SPI寄存器 230

8.4.1 串行外围控制寄存器（SPCR） 230

8.4.2 串行外围状态寄存器（SPSR） 231

8.4.3 串行外围数据读／写寄存器（SPDR） 233

§8.5 SPI系统时序 233

8.5.1 启动一次SPI传送时序 233

8.5.2 传送结束时序 234

§8.6 SPI用于多机通讯 235

§8.7 SPI系统与外围I/O接口芯片的连接 236

8.7.1 SPI使用方法 237

8.7.2 SPI使用举例 238

第九章 定时器及实时中断 247

§9.1 定时器结构和功能 247

9.1.1 定时器溢出功能 247

9.1.2 定时器输入捕捉功能 249

9.1.3 定时器输出比较功能 249

9.1.4 实时中断功能（RT1） 250

9.1.5 16位自由运行计数器的旁路功能 252

§9.2 时钟链 252

§9.3 定时器寄存器 254

9.3.1 将定时器标志寄存器的各个控制位清零 254

9.3.3 输入捕捉寄存器（TIC1～TIC3） 255

9.3.2 定时器计数器（TCNT） 255

9.3.4 输出比较寄存器（TOC1～TOC5） 256

9.3.5 定时器屏蔽寄存器2（TMSK2）和定时器标志寄存器2（TFLG2） 257

9.3.6 定时器屏蔽寄存器1（TMSK1）和定时器标志寄存器1（TFLG1） 259

9.3.7 输入捕捉边沿选择寄存器（TCTL2） 259

9.3.8 输出比较控制寄存器TCTL1 260

9.3.9 OC1输出通道屏蔽寄存器（OC1M）和OC1输出通道数据寄存器（OC1D） 260

9.3.10 强迫输出比较控制寄存器（CFORC） 261

§9.4 定时器时序 261

9.4.1 定时器复位时序 261

9.4.2 读TCNT时序 262

9.4.3 输入捕捉时序 263

9.4.4 输出比较符合时序 263

§9.5 定时器应用与举列 264

9.5.1 输入捕捉功能的应用与举例 265

9.5.2 输出比较功能的应用与举例 276

第十章 脉冲累加器 286

§10.1 脉冲累加器概述 286

§10.2 脉冲累加器框图 287

§10.3 脉冲累加器寄存器 288

§10.4 脉冲累加器的时序 290

§10.5 脉冲累加器的应用 292

第十一章 模数转换系统 295

§11.1 电荷再分配A/D转换器工作原理 295

§11.2 MC68HC11A8中的A/D转换器 299

11.2.1 MC68HC11A 8逐次逼近A/D转换器框图 299

11.2.2 A/D直流电压变换电路和阻容RC振荡器 300

11.2.3 A/D系统控制逻辑 301

§11.3 A/D系统的寄存器 302

11.3.1 控制和状态寄存器ADCTL 302

11.3.2 A/D结果寄存器（ADR1～ADR4） 303

§11.4 A/D管脚连接问题 304

第十二章 M68HC11系列单片机技术性能介绍 308

§12.1 MC68HC11A8 308

12.1.1 基本结构 308

12.1.2 基本特性 308

12.1.3 引脚说明 309

12.1.4 存贮器组织 309

12.1.5 I/O寄存器 309

12.1.6 外围子系统 309

12.1.7 电气性能和时序图 309

§12.2 MC68HC11A0 323

12.2.1 基本结构 323

12.2.2 基本特性 324

12.2.3 引脚说明 324

12.2.6 电气性能和时序图 326

12.2.4 存贮器组织 326

12.2.5 I/O寄存器 326

§12.3 MC68HC11A1 327

12.3.1 基本结构 327

12.3.2 基本特性 327

12.3.3 引脚说明 328

12.3.4 存贮器组织 328

12.3.5 I/O寄存器 328

12.3.6 电气性能和时序图 329

§12.4 MC68HC11E9 329

12.4.1 基本结构 329

12.4.2 基本特性 329

12.4.3 存贮器组织 331

12.4.4 I/O寄存器 331

§12.6 MC68HC11E1 336

§12.5 MC68HC711E9S和MC68HC711E9 336

12.4.5 电气性能和时序图 336

§12.7 MC68HC811E2 338

12.7.1 基本结构与特点 338

12.7.2 I/O寄存器 338

12.7.3 电气特性和时序图 340

§12.8 MC68HC11D3、MC68HC711D3和MC68HC711D3S 340

§12.9 MC68HC11F1 346

§12.10 口替换单元（PRU）MC68HC24 347

12.10.1 概述 347

12.10.2 MC68HC24的功能框图 347

12.10.3 管脚功能 347

12.10.4 输入输出（I/O）口 350

12.10.5 内部寄存器 354

12.10.6 系统设置 358

12.10.7 工作模式 359

12.10.8 M68HC11 MCU与MC68HC24的区别 360

12.10.9 电气特性和时序图 360

第十三章 MC68HC11单片机的开发 367

§13.1 M68HC11应用系统的设计方法 367

13.1.1 M68HC11应用特点 367

13.1.2 M68HC11应用系统的设计和开发方法 368

§13.2 M68HC11开发工具 369

13.2.1 M68HC11 EVM开发装置的主要特性 370

13.2.2 EVM系统设置与开关 370

13.2.3 EVM存贮器映射 380

13.2.4 M68HC11 EVM的监控命令 381

13.2.5 MCU片内EEPROM编程 395

13.2.6 汇编／反汇编过程 397

13.2.7 下卸过程 400

13.2.8 应用系统调试和仿真过程 402