《M68HC11单片机原理、应用及技术手册》

第一章Motorola单片机简介1

1.1 发展概述1

1.2Motorola单片机的结构特点2

1.2.1 存贮器组织2

1.2.2 CPU结构2

1.2.3 中断处理2

1.2.4 并行I/O口3

1.2.5 定时器系统3

1.2.6 串行口3

1.2.7 其他I/O功能4

1.3Motorola单片机系列4

1.3.1 低档8位单片机4

1.3.2 高档8位单片机M68HC115

1.3.3 Motorola模块化单片机13

第二章M68HC11基本结构19

2.1 MC68HC11A8结构和功能19

2.2引脚功能和说明22

2.2.1 电源脚（VDD和VSS）22

2.2.2 方式选择脚（MODB/VSTBY和MODA/LIR）22

2.2.3 晶振和时钟脚（EXTAL、XTAL和E）24

2.2.4 复位脚（RESET）25

2.2.5 中断脚（XIRQ、IRQ）26

2.2.6 A/D参考电压输入和PE口脚（VREFL、VREFH、PE7～PE0）27

2.2.7 定时器和PA口脚（PA7～PA0）28

2.2.8 串行口和PD口脚（PD0～PD5）28

2.2.9 PB、PC口、STRA和STRB脚28

2.2.10 使用注意事项29

2.3 存贮器组织30

第三章M68HC11指令系统36

3.1CPU结构36

3.1.1 累加器（A、B和D）37

3.1.2 变址寄存器（X和Y）37

3.1.3 堆栈指针（SP）37

3.1.4 程序计数器（PC）38

3.1.5 条件码寄存器（CCR）38

3.2寻址方式39

3.2.1 立即（IMM）39

3.2.2 扩展（EXT）40

3.2.3 直接（DIR）40

3.2.4 变址（INDX,INDY）41

3.2.5 隐含（INH）42

3.2.6 相对（REL）42

3.3指令系统？43

3.3.1 数据传送指令43

3.3.2 算术运算指令47

3.3.3 逻辑运算指令52

3.3.4 移位指令54

3.3.5 转移指令55

3.3.6 子程序和返回指令56

3.3.7 位操作指令57

3.3.8 控制指令58

第四章M68HC11程序设计61

4.1交叉汇编使用方法61

4.1.1 汇编源程序格式61

4.1.2 汇编伪指令63

4.1.3 交叉汇编使用方法65

4.2算术运算程序设计67

4.2.1 多字节加减法67

4.2.2 多字节无符号乘法69

4.2.3 多字节无符号除法71

4.2.4 补码乘法73

4.2.5 补码除法76

4.2.6 十进制加法运算78

4.2.7 十进制减法运算79

4.3数制转换79

4.3.1 整数十翻二79

4.3.2 小数十翻二81

4.3.3 整数二翻十82

4.3.4 小数二翻十82

4.3.5 二进制数至ASCII码转换83

4.4查表和散转84

4.4.1 简单查表84

4.4.2 线性插值查表84

4.4.3 数组访问方法87

4.4.4 简单散转88

4.4.5 查表散转89

4.4.6 命令字符串查表90

4.5数据处理92

4.5.1 算术平均值法92

4.5.2 防脉冲干扰平均值法93

4.5.3 低通数字滤波95

第五章M68HC11系统设置和工作方式97

5.1硬件方式选择97

5.1.1 硬件方式选择脚97

5.1.2 HPRIO寄存器中的方式控制位98

5.2系统设置98

5.2.1 系统设置工作方式99

5.2.2 CONFIG寄存器99

5.3受保护的寄存器位101

5.3.1 INIT寄存器101

5.3.2 TMSK2寄存器102

5.3.3 OPTION寄存器102

5.3.4 BPBOT寄存器104

5.4正常MCU工作方式104

5.4.1 单片方式104

5.4.2 扩展方式105

5.5特殊MCU工作方式105

5.5.1 TEST1寄存器106

5.5.2 BAUD寄存器的测试控制位107

5.5.3 特殊测试方式107

5.5.4 特殊自引导方式108

第六章M68HC11片内存贮器110

6.1 片内ROM110

6.2 片内RAM111

6.3片内EEPROM112

6.3.1 地址和组织113

6.3.2 总线速度低于2MHz的EEPROM操作113

6.3.3 PPROG寄存器113

6.3.4 编程和擦除方法115

6.3.5 EEPROM加密117

6.3.6 EEPROM使用方法118

6.3.7 EEPROM保护和BPROT寄存器120

6.4片内EPROM121

6.4.1 MC68HC711E9的EPROM121

6.4.2 MC68HC711D3的EPROM123

6.4.3 MC68HC711J6的EPROM124

6.4.4 MC68HC711G5的EPROM126

第七章M68HC11复位和中断128

7.1 复位状态128

7.2复位源130

7.2.1 上电复位（POR）130

7.2.2 COP监视定时器复位131

7.2.3 时钟监视器复位132

7.2.4 外部复位132

7.3中断134

7.3.1 中断源和中断向量134

7.3.2 不可屏蔽中断135

7.3.3 可屏蔽中断136

7.3.4 中断优先级和HPRIO寄存器138

7.3.5 中断响应过程143

7.4低功耗工作方式144

7.4.1 WAIT方式144

7.4.2 STOP方式145

第八章M68HC11并行I/O口146

8.1MC68HC11E×/A×并行I/O口146

8.1.1 PA口147

8.1.2 PB口147

8.1.3 PC口147

8.1.4 PD口148

8.1.5 PE口148

8.2 并行I/O和控制寄存器148

8.3简单选通I/O149

8.3.1 选通输入PC口149

8.3.2 选通输出PB口150

8.4全应答并行I/O150

8.4.1 输入应答规程150

8.4.2 输出应答规程150

8.5并行I/O控制151

8.5.1 并行I/O控制寄存器（P1OC）151

8.5.2 STRA和STRB使用方法152

8.6其他M68HC11并行I/O口153

8.6.1 MC68HC11D×并行I/O口153

8.6.2 MC68HC11F1并行I/O口153

8.6.3 MC68HC11L6并行I/O口154

8.6.4 MC68HC711J6并行I/O口154

8.6.5 MC68HC11G×并行I/O口155

第九章同步串行外围接口（SPI）156

9.1SPI结构156

9.1.1 SPI传送格式156

9.1.2 SPI结构157

9.1.3 SPI引脚158

9.2SPI寄存器159

9.2.1 PD数据方向控制寄存器（DDRD）159

9.2 2 SPI控制寄存器（SPOR）160

9.2.3 SPI状态寄存器（SPSR）161

9.2.4 串行外围数据I/O寄存器（SPDR）162

9.3 SPI接口扩展芯片162

9.4SPI使用方法165

9.4.1 硬件连接方法165

9.4.2 软件编制方法166

9.4.3 SPI使用举例167

9.4.4 软件SPI使用方法170

第十章异步串行通讯接口（SCI）172

10.1SCI功能172

10.1.1 SCI基本特性172

10.1.2 数据格式172

10.2SCI结构173

10.2.1 SCI发送器173

10.2.2 SCI接收器174

10.3SCI寄存器和控制位176

10.3.1 与PD口有关的控制位176

10.3.2 波特率控制寄存器（BAUD）177

10.3.3 SCI控制寄存器1（SCCR1）179

10.3.4 SCI控制寄存器2（SCCR2）179

10.3.5 SCI状态寄存器（SCSR）181

10.3.6 SCI数据寄存器（SCDR）183

10.4多机通讯规程183

10.4.1 空闲线唤醒方式183

10.4.2 地址位唤醒方式184

10.5SCI使用方法184

10.5.1 硬件连接方法184

10.5.2 软件编制方法188

第十一章M68HC11定时器、实时中断和脉冲累加器191

11.1定时器结构191

11.1.1 定时器框图191

11.1.2 计数器和溢出中断191

11.1.3 输入捕捉193

11.1.4 输出比较193

11.2定时器寄存器194

11.2.1 定时器数据寄存器194

11.2.2 定时器控制寄存器195

11.2.3 定时器中断和状态寄存器196

11.3输入捕捉功能及使用方法199

11.3.1 测量周期和频率199

11.3.2 测量脉冲宽度201

11.3.3 测量窄脉冲宽度202

11.3.4 测量长的脉冲周期202

11.3.5 其他使用方法204

11.4输出比较功能及使用方法205

11.4.1 方波发生器205

11.4.2 脉冲宽度调制输出206

11.4.3 OC1的使用方法207

11.4.4 实时时钟210

11.5 实时中断213

11.6脉冲累加器214

11.6.1 脉冲累加器的结构214

11.6.2 脉冲累加器的寄存器215

11.6.3 事件计数方式216

11.6.4 门控计时累加方式218

11.6.5 PAI脚其他使用方法219

11.7MC68HC11G×定时器系统219

11.7.1 主定时器系统220

11.7.2 脉冲宽度调制定时器224

11.7.3 事件计数器229

第十二章M68HC11的A/D转换器237

12.1M68HC11的A/D转换器简介237

12.1.1 A/D转换原理237

12.1.2 A/D转换操作237

12.1.3 A/D转换时序238

12.1.4 A/D转换电源发生器的RC振荡器238

12.2A/D转换寄存器239

12.2.1 A/D转换控制／状态寄存器（ADCTL）239

12.2.2 A/D转换结果寄存器240

12.3 A/D转换输入引脚240

12.4 省电方式下的A/D转换241

12.5M68HC11的A/D转换使用方法241

12.5.1 具有滤波功能的A/D转换241

12.5.2 定时A/D转换的采样243

12.5.3 提高A/D转换的分辨率的方法245

12.6MC68HC11G×A/D转换器248

12.6.1 简介248

12.6.2 A/D转换操作248

12.6.3 A/D寄存器和通道选择249

第十三章M68HC11系统扩展方法252

13.1M68HC11总线时序252

13.1.1 多路扩展总线252

13.1.2 非多路扩展总线253

13.2M68HC11系统扩展方法254

13.2.1 最小扩展系统254

13.2.2 基本扩展系统255

13.2.3 大容量RAM扩展系统255

13.2.4 有片内程序存贮器的扩展系统258

13.3MC68HC11F1扩展方法258

13.3.1 片选功能259

13.3.2 MC68HC11F1扩展系统263

13.4MC68HC11G×/J×扩展方法263

13.4.1 MC68HC11G×扩展方法264

13.4.2 MC68HC711J6扩展方法264

13.5I/O扩展芯片265

13.5.1 M68HC11专用并行I/O扩展芯片265

13.5.2 M68HC11通用I/O扩展芯片274

第十四章M68HC11技术手册280

14.1 MC68HC11A8/A7/A1/A0280

14.2 MC68HC11E9/E8/E1/E0302

14.3 MC68HC711E9307

14.4 MC68HC811E2308

14.5 MC68HC11F1314

14.6 MC68HC11D3/D0320

14.7 MC68HC711D3328

14.8 MC68HC11L6329

14.9 MC68HC711J6335

14.10 MC68HC11G5/G7342

14.11其他M68HC11简介358

14.11.1 MC68HC11K4358

14.11.2 MC68HC11KA4358

14.11.3 MC68HC11E20359

14.11.4 MC68HC11M2359

14.11.5 MC68HC11N4359

14.11.6 MC68HC11P2359

第十五章M68HC11开发和应用360

15.1M68HC11开发方法360

15.1.1 M68HC11应用系统设计方法360

15.1.2 M68HC11开发工具369

15.2MC68HC811E2在双向直流电机控制中的应用374

15.2.1 无环流双重变流器及其控制原理374

15.2.2 控制系统的硬件设计375

15.2.3 控制系统的软件设计377

15.2.4 系统功能扩展378

15.3MC68HC711D3在三相交流功率计中的应用379

15.3.1 三相交流功率计简介379

15.3.2 硬件结构379

15.3.3 软件结构382

附录M68HC11指令表385

参考文献398