《M68HC11单片机开发与应用》

第一部分M68HC11 结构与原理3

1MOtorola单片机3

1.1概述3

1.1.1 Motorola单片机发展概况3

目 录3

1.1.2 Motorola单片机结构特点4

1.2 M68HC11系列单片机5

1.2.1 M68HC11产品系列5

1.2.2 MC68HC11E9特性6

1.2.3 MC68HC11E9单片机引脚说明8

1.3 Motorola 32位单片机14

1.3.1中央处理器（CPU32）15

1.3.4系统集成模块（SIM）16

1.3.2定时处理器（TPU）16

1.3.3串行队列模块（QSM）16

1.3.5 RAM17

2系统配置与工作方式19

2.1 系统配置19

2.1.1 配置寄存器CONFIG19

2.1.2 CONFIG寄存器的编程与擦除20

2.2工作方式选择21

2.3 M68HC11的工作方式23

2.3.1普通单片工作方式23

2.3.2普通扩展工作方式23

2.3.3特殊自举方式27

2.3.4特殊测试方式28

3.1 CPU寄存器31

3中央处理器（CPU）与片上存储器31

3.1.1 累加器A、B和双累加器D32

3.1.2变址寄存器X、Y32

3.1.3栈指针SP32

3.1.4程序计数器PC33

3.1.5条件码寄存器CCR33

3.2片上存储器34

3.2.1存储器分布34

3.2.2 RAM和INIT寄存器35

3.2.3 ROM37

3.2.4 EEPROM37

3.3.1 WAIT方式39

3.3 M68HC11 CPU的低功耗方式39

3.3.2 STOP方式40

4复位和中断41

4.1复位41

4.1.1 M68HC11的系统初始化条件41

4.1.2复位形式43

4.2 中断48

4.2.1 条件码寄存器CCR中的中断屏蔽位48

4.2.2中断优先级与中断矢量49

4.2.3非屏蔽中断52

4.2.4实时中断53

4.2.5中断处理过程56

5.1.1立即寻址（IMM）59

5 M68HC11指令系统59

5.1 M68HC11寻址方式59

5.1.2 扩展寻址（EXT）60

5.1.3 直接寻址（DIR）60

5.1.4 变址寻址（INDX、INDY）61

5.1.5 固有寻址（INH）62

5.1.6 相对寻址（REL）62

5.1.7前置字节63

5.2 M68HC11指令系统63

5.2.1 累加器和存储器指令63

5.2.2栈和变址寄存器指令68

5.2.3条件码寄存器指令69

5.2.4程序控制指令70

6.1 概述73

6输入与输出73

6.2并行I/O口74

6.2.1并行I/O寄存器74

6.2.2应答I/O子系统76

6.3 串行通信接口SCI82

6.3.1基本特性83

6.3.2数据格式83

6.3.3 SCI硬件结构84

6.3.4 SCI寄存器86

6.4 串行外围接口SPI92

6.4.1 SPI特性92

6.4.2 SPI引脚信号92

6.4.3 SPI结构93

6.4.4 SPI寄存器95

6.4.5SPI系统与外部设备进行串行数据传输99

7定时器系统与脉冲累加器105

7.1概述105

7.2循环计数器107

7.2.1时钟分频器107

7.2.2计算机正常工作监视功能110

7.2.3定时器标志的清除110

7.3输入捕捉功能111

7.3.1概述111

7.3.2 定时器输入捕捉锁存器（TIC1、TIC2、TIC3）112

7.3.4输入捕捉中断113

7.3.3输入信号沿检测逻辑113

7.4输出比较功能114

7.4.1概述114

7.4.2输出比较功能使用的寄存器116

7.4.3输出比较示例118

7.5脉冲累加器119

7.5.1概述119

7.5.2脉冲累加器控制和状态寄存器121

8A/D转换系统125

8.1 电荷重新分布技术与逐次逼近算法125

8.1.1基本电路125

8.1.2 A/D转换逐次逼近算法原理130

8.2.1逐次逼近A/D转换器131

8.2 M68HC11中A/D转换的实现方法131

8.2.2控制寄存器132

8.2.3系统控制逻辑135

9单片机的内部操作137

9.1用立即寻址方式使两数相加137

9.2用扩展寻址方式使两数相加并存和140

9.3用变址寻址和相对寻址方式加一个数表142

第二部分 M68HC11 EVB性能评估板152

10M68HC11 EVB性能评估板原理与技术特性152

10.1 M68HC11 EVB的硬件结构152

10.1.1 M68HC11 EVB的组成152

10.1.2硬件配置154

10.2 M68HC11 EVB监控程序161

10.2.1 BUFFALO监控程序的内核162

10.2.2中断矢量164

10.2.3操作165

10.2.4监控命令169

10.2.5汇编／反汇编示例180

10.2.6装入过程183

10.2.7 Kermit程序184

10.3 S－记录186

10.3.1 S－记录内容186

10.3.2 S－记录类型186

10.3.3 S－记录示例187

1.1.1 用Kermit使EVB与IBM-PC连接189

1.1 EVB和BUFFALO监控命令练习189

11M68HC11 EVB的应用189

11.1.2显示和修改存储器内容190

11.1.3观察存储器中的BUFFALO监控程序并反汇编191

11.2输入并执行机器语言代码192

11.2.1输入一个简单的程序192

11.2.2显示输入的内容192

11.2.3运行程序192

11.2.4修改程序193

11.2.5单步执行程序指令193

11.3 练习使用BUFFALO行汇编程序，设置断点194

11.3.1 用BUFFALO行汇编（ASM）输入一个用户程序194

11.3.2使用断点195

11.4程序的编辑、汇编与装入197

11.4.1 编辑程序（RED）198

11.4.2 AS11汇编程序198

11.4.3 装入到EVB199

第三部分 M68HC11的开发与应用203

12基本编程练习203

12.1累加器与寻址方式203

12.1.1 概述203

12.1.2固有寻址练习205

12.1.3立即寻址练习205

12.1.4直接寻址练习205

12.1.5双累加器D和应用206

12.2.1条件码寄存器CCR207

12.2条件码寄存器，相对寻址方式和扩展寻址方式207

12.2.2相对寻址方式210

12.2.3转移指令212

12.2.4扩展寻址方式212

12.2.5多位加法213

12.2.6多位乘法215

12.3 BCD码、变址寻址方式、移位操作216

12.3.1 BCD码216

12.3.2变址寻址方式216

12.3.3移位指令219

12.4.1栈的概念221

12.4.2栈在执行子程序和中断服务程序时的应用221

12.4栈及其应用221

1 2.4.3示例222

13M68HC11程序设计227

13.1快餐食品售货器原理227

13.2有限状态机模型228

13.3快餐食品售货器有限状态机模型230

13.4有限状态机算法231

14M68HC11与外部的接口与实验238

14.1 并行I/O口实验238

14.1.1概述238

14.1.2观察口 B、口C的输出238

14.1.3 口B与发光二极管LED的连接239

14.1.4键盘接口240

14.2.1查询与中断244

14.2中断实验244

14.2.2 中断处理过程245

14.2.3中断矢量示例247

14.2.4可屏蔽中断与非屏蔽中断实验247

14.3 A/D转换实验249

14.3.1概述249

14.3.2单通道非扫描测量实验250

14.3.3单通道扫描测量实验252

14.4定时器系统实验255

14.4.1 利用定时器系统的输入捕捉功能测量一个输入矩形波的周期255

14.4.2利用定时器系统的输入捕捉功能测量输入矩形波的脉冲宽度258

14.4.3利用定时器系统的输出比较功能产生一个方波信号261

14.4.4 用定时器输出比较功能生成一个PWM矩形波信号263

1 5.1.1 简介267

15.1.2步进电机的转动方向与转速267

15接口设计及应用267

15.1步进电机接口设计267

15.2全应答方式的并行I/O通信274

15.2.1并行传输协议274

15.2.2从一个终端向另一个终端传输数据的程序276

附 录279

附录1 ASCII码表279

附录2 M68HC11A8的寄存器和控制位280

附录3 MC68HC11E9的指令系统、寻址方式及执行时间282

附录4 BUFFALO监控的部分子程序290

主要参考资料291