微處理器原理與應用：C語言與PIC18微控制器

《微處理器原理與應用：C語言與PIC18微控制器》的內容以介紹微處理器相關的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，並使用Microchip MPLAB X IDE及XC8編譯器以C程式語言作為程式撰寫的工具。本書適合自修學習微處理器進階應用，也適合作為教授微處理器進階課程的輔助教材。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，各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的執行結果。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，此微處理器具備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。而XC8編譯器則是Microchip所開發的高效率C語言程式編譯工具，相對於組合語言，利用C程式語言開發複雜程式的應用可以有效減少時程並減少錯誤發生。

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
清雲技術學院助理教授

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：組合語言與PIC18微控制器
自動化控制元件設計與應用：台達PLC/HMI/SERVO應用開發

這本書是個人針對微處理器應用的第二本著作，第一部作品則是《微處理器原理與應用—組合語言與PIC18微控制器》。這兩部作品原本是一起撰寫的一部作品，但是一方面由於完成的作品篇幅過多，另一方面全部的內容也無法在一個學期內完整的教授，因此將原來的作品依照課程解構成一本適合教授基礎微處理器課程以及另一本適合教授進階微處理器應用的兩本書。
累積了幾年的教學經驗，看著許多學生、同事與朋友在面對微處理器的相關問題時，因為缺乏適當的書籍而無法有效的解決所面臨的困難。特別是在開發較為複雜的應用程式時因為無法使用較為進階的開發工具，例如本書所介紹的Ｃ程式語言，而無法有效地學習並建立完整的技術能力。因此在寫作計劃的開始便希望能夠從基礎的硬體與組合語言指令按部就班地介紹，逐步地帶領讀者由淺入深地學習到進階的微處理器開發工具與技巧，這也是這兩本作品最終的目的。
撰寫這些書籍與範例程式時，儘量站在讀者學習的立場思考，將學習微處理器所需要的資料蒐集完整，希望這一本書可以提供大部分所需要的資訊。但是在章節的安排與範例程式的撰寫時，卻又希望能夠提供讀者最基礎的微處理器應用程式元件，希望讀者能夠學習到基礎而紮實的使用方法與技巧；然後讀者便可以自行像堆積木一般地建構起自己所需要的應用程式，解決每一個讀者所會面臨的不同設計目標。
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的建議，讓這兩本書可以更完整而務實地呈現在讀者的面前。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。
在我寫這本書時，我的小孩常常會問「爸爸您在做什麼？」，而我卻無法多花一些時間仔細地告訴他們什麼是微處理器。現在總算把心裡計畫的書籍出版，對於工作上的學生與同僚有了一個交代。我想回家可以多用些時間一點一滴地告訴他們自己的一點成果。
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，提升國家的競爭力。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。

國立臺北科技大學機械系
曾百由

第一章　微處理器與PIC18微控制器簡介
1.1　微處理器簡介
1.2　Microchip PIC系列微控制器
1.3　PIC18系列微控制器簡介
1.4　PIC18F4520微控制器腳位功能
1.5　PIC18F4520微控制器程式記憶體架構

第二章　組合語言指令
2.1　PIC18系列微處理器指令集
2.2　常用的虛擬指令

第三章　資料記憶體架構
3.1　資料記憶體組成架構
3.2　資料記憶體的擷取區塊
3.3　資料記憶體直接定址法
3.4　資料記憶體間接定址法
3.5　狀態暫存器與重置控制暫存器

第四章　C程式語言與XC8編譯器
4.1　C程式語言簡介
4.2　C程式語言檔的基本格式
4.3　變數型別與變數宣告
4.4　函式結構
4.5　陣列
4.6　結構變數
4.7　集合宣告
4.8　指標
4.9　MPLAB XC8編譯器簡介
4.10　XC8編譯器程式語言功能與特性
4.11　MPLAB XC8編譯器特定的C語言功能
4.12　嵌入式組合語言指令
4.13　pragma
4.14　特定微控制器的表頭檔
4.15　MPLAB XC8的函式處理方式
4.16　混合C語言及組合語言程式碼
4.17　中斷執行程式的宣告
4.18　MPLAB XC8函式庫

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　建立一個C語言程式的專案
6.4　數位輸出
6.5　數位輸入
6.6　受控模式的並列式輸出入埠

第七章　PIC18微控制器特殊功能與硬體設定
7.1　微控制器特殊功能
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　系統的時序控制功能

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　10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系列微控制器的一般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　一般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

第十五章　微控制器的通訊傳輸
15.1　通訊傳輸的分類
15.2　同步串列傳輸介面模組

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 ICD3與PICKit3線上除錯燒錄器
A.6　軟體燒錄程式 Bootloader

附錄Ｂ　PIC18微控制器組合語言指令

附錄Ｃ　參考文獻