微處理器原理與應用：組合語言與PIC18微控制器

《微處理器原理與應用─組合語言與PIC18微控制器》的內容以介紹微處理器相關知識概念與使用方法為主要目標，配合使用Microchip PIC18系列微控制器作為微處理器各個硬體與功能的說明對象。本書適合微處理器初學者自修使用，也適合作為教授微處理器入門課程的輔助教科。為了讓讀者能更進一步地實際驗證並了解微處理器各個硬體的使用與結果，每個章節提供的範例程式都可以完整地在輔助實驗電路板上呈現正確執行結果。
本書所使用的PIC18F4520微控制器是八位元微處理器中的標準基本微處理器，此微處理器具有相當完整豐富的功能，非常適合作為學習微處理器的對象。由於PIC18系列微控制器的高度相容性，本書所有的內容與範例程式也都能夠適用於其他PIC18系列微控制器，同時也可以將相關的學習心得應用到其他種類的微處理器。
這本書規劃的撰寫方式是希望藉由詳細的硬體說明與操作方式的講解，讓讀者可以充分了解微處理器的硬體組成與使用方法。為了加強學習的效果，在說明各個硬體組成的過程中，將使用組合語言撰寫的範例程式，讓讀者可以從最基本的微處理器操作方式學習到直接的硬體使用，以便能完整地了解微處理器運作的方法與技巧。讀者除了能學習到基本的微處理器程式技巧之外，也能夠更進一步地了解微處理器的功能與硬體規劃。
配合輔助實驗電路板的使用，書中所介紹的每一個微處理器功能與範例程式都可以在硬體電路上實際呈現它的效果；如果讀者可以搭配實驗電路板的使用，將可以獲得最大的學習效果。範例程式針對每一個微處理器的硬體功能與相關配合的實驗板元件都有詳細的說明與使用範例，讀者可以清楚地了解到各個硬體與元件的功能及使用方法。書中所提供的組合語言範例程式更可以作為讀者未來發展應用程式或函式庫的重要資源，利用這些範例程式針對新的應用需求組合整理以發展出所需要的微處理器應用程式。

曾百由
現職：
國立台北科技大學機械工程學系副教授

學歷：
國立交通大學機械工程學士（輔系：控制工程學系）
美國壬色列理工學院(Rensselaer Polytechnic Institute)機械工程碩士、博士

重要經歷：
美國喬治亞理工學院研究學者
波音公司技術專家

相關著作：
dsPIC數位訊號控制器原理與應用─MPLAB C30開發實務
微處理器原理與應用─C語言與PIC18微控制器

為了教授微處理器課程才發現相關教科書的欠缺，每次上課中總是要求學生參考原廠的原文資料手冊；但資料手冊畢竟不是教科書，在教學效果上總是顯得有點差距。累積了幾年微處理器授課經驗之後，覺得自己可以貢獻一些教學的心得，於是起了個念頭想要為這個社會貢獻一些心力，就動手寫了這本書作為一點回饋，可以應用於基礎的微處理器課程。
微處理器雖然是一個非常基本而且廣泛的學科與概念，但是在學習的過程中卻又必須與特定的硬體互相搭配才能夠得到實際的成果。因此雖然希望朝著廣泛而基本的學習目標撰寫書籍，卻也不可避免地需要選擇適當的微處理器作為說明的對象。因此，書中利用目前在八位元微處理器市佔率最高的Microchip PIC微控制器為對象，希望能夠針對這一系列微處理器的充分說明可以讓讀者了解到微處理器的各個組成與使用方法。只要讀者能夠完整的學習一種微處理器之後，對於其他各個不同廠牌或者類別的微處理器多半可以觸類旁通，完成自我學習的過程。
雖然本書的撰寫目的設定為一本教學用書，但是為了讓讀者在學習的過程中可以省去查詢資料的困難，盡可能地將所需要的微處理器相關文件也納入到各個章節的說明中。因此，這本書也可以作為讀者在使用PIC18系列微控制器時完整的使用手冊。而且為了能夠讓讀者實際驗證微處理器的各項功能，在每一個章節也都搭配了範例程式的練習，配合輔助的實驗電路板讓讀者可以在實際的硬體電路上觀察到相關的微處理器運作方式與程式執行結果。
本書的完成必須要感謝Microchip台北辦公室的大力協助，提供了書中所需要的相關文件並協助開發相關的硬體與範例程式；特別要感謝何仁杰先生在撰書過程中的各項協助與諮詢，讓本書的內容可以更加完整豐富。另外也要感謝五南文化出版公司，讓這本書可以完整的呈現在讀者的面前。同時也要感謝曾經協助過相關內容校正與測試的學生與朋友，讓這本書的內容可以更為正確無誤。最後更要感謝我的家人，特別是太太與小孩，在他們問過「爸爸您在做什麼？」之後，可以靜靜地看著我完成書籍的撰寫。
最後，希望這本書的發行可以讓希望學習微處理器相關知識與技術的讀者完成他們的學習目標；也希望這本書能夠發揮拋磚引玉的效果，能夠讓更多專業書籍出版發行，豐富這個社會的知識，提升我們的競爭力。希望個人的一點點貢獻與付出能夠讓更多人的學習更為順利，在微處理器的技術領域中能夠更進一步地發揮所長回饋於社會。

國立台北科技大學機械系
曾百由

序
前言

第一章 微處理器與數位電路簡介
1.1　微處理器簡介　
1.2　數位運算觀念　
1.3　邏輯電路　
1.4　布林代數　
1.5　多工器與解多工器　
1.6　順序邏輯　
1.7　數值的邏輯計算　

第二章 PIC18 微控制器簡介
2.1　Microchip® 產品的優勢　
2.2　PIC18 系列微控制器簡介　
2.3　PIC18F4520 微控制器腳位功能　
2.4　PIC18F4520 微控制器程式記憶體架構　

第三章 組合語言指令
3.1　PIC18 系列微處理器指令集　
3.2　PIC18 系列微處理器指令說明　
3.3　常用的虛擬指令　
3.4　如何撰寫微處理器的組合語言程式　

第四章 資料記憶體架構
4.1　資料記憶體組成架構　
4.2　資料記憶體的擷取區塊　
4.3　資料記憶體直接定址法　
4.4　資料記憶體間接定址法　
4.5　狀態暫存器與重置控制暫存器　

第五章 PIC微控制器實驗板
5.1　PIC 微控制器實驗板元件配置與電路規劃　
5.2　PIC 微控制器實驗板各部電路說明　

第六章 數位輸出入埠
6.1　數位輸出入埠的架構　
6.2　多工使用的輸出入埠　
6.3　數位輸出　
6.4　數位輸入　
6.5　受控模式的並列式輸出入埠　

第七章 PIC18微控制器系統功能與硬體設定
7.1　微控制器系統功能　
7.2　設定位元　
7.3　調整設定位元　
7.4　震盪器的設定　
7.5　監視計時器　
7.6　睡眠模式　
7.7　閒置模式　
7.8　特殊的時序控制功能　

第八章 中斷與周邊功能運用
8.1　基本的周邊功能概念　
8.2　計數的觀念　
8.3　TIMER0 計數器／計時器　
8.4　中斷　
8.5　中斷過程中的資料暫存器儲存　
8.6　中斷事件訊號　

第九章 計時器／計數器
9.1　TIMER0 計數器／計時器　
9.2　TIMER1 計數器／計時器　
9.3　TIMER2 計數器／計時器　
9.4　TIMER3 計數器／計時器　

第十章 類比數位訊號轉換與類比訊號比較模組
10.1　十位元類比數位訊號轉換模組　
10.2　類比訊號比較器　

第十一章 CCP 模組
11.1　PIC18 系列微控制器基本的CCP 模組　
11.2　輸入訊號捕捉模式　
11.3　輸出訊號比較模式　
11.4　基本CCP 模組的PWM 模式　
11.5　加強型ECCP 模組的PWM 控制　

第十二章 通用非同步接收傳輸模組
12.1　通用非同步接收傳輸模組　
12.2　USART 非同步資料傳輸模式　
12.3　加強的EUSART 模組功能　

第十三章 EEPROM 資料記憶體
13.1　EEPROM 資料記憶體讀寫管理　
13.2　讀寫EEPROM 記憶體資料　

第十四章 LCD 液晶顯示器
14.1　液晶顯示器的驅動方式　
14.2　微處理器查表的方式　
14.3　虛擬指令db 宣告字串與表列讀取資料　

附錄A Microchip 開發工具
A.1 Microchip 開發工具概況　
A.2　MPLAB X IDE 整合式開發環境　
A.3　建立程式碼　
A.4　MPLAB X IDE 軟體模擬器　
A.5　MPLAB ICD4 與PICkit4 線上除錯燒錄器　
A.6　軟體燒錄程式Bootloader　

附錄B 參考文獻