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マイクロコントローラ「PIC 16F」の「構成」「命令」「動作」
基礎からのPICマイコン
横井 与次郎 著
2011年 1月24日発売   B5判  224ページ 定価 \2,700(本体 \2,500)
   ISBN978-4-7775-1574-5 C3004 \2500E
《人気の8ビット・マイクロコントローラを詳細に解説!》
 組み込みマイコン関連では、現在Microchips社が発売しているマイクロコントローラの「PIC」が人気を得ています。
 「PIC」は、非常に低コストなICで、一般的なワンチップ・マイコンとは異なり、実験に適したパッケージがあるため、入門者に最適なデバイスとなっています。
 しかし、PIC自体を詳細に解説した書籍は国内ではほとんど見当たりません。この理由は、「PIC」は、「マイコン」ではなく「マイクロコントローラ」とされているように、一般的なワンチップ・マイコンとは大きな相違があり、かなり難解だからです。
 簡単な「電子工作」のみに限っていれば、書籍やWebにあるプログラムをそのまま使えばすみますが、少し異なった処理をしようとすると、原理の説明がないので、途方にくれます。
 本書は電子工作の観点ではなく、PIC自体にポイントを置き、構成、命令体系、動作を、具体的に詳細に説明しています。
 これにより、PICを「ホビー」ばかりではなく、「業務」や「製品」に使うときの詳細なマニュアルとしても役立ちます。
■ 主な内容 ■
CONTENTS
 はじめに

 第1章  「PIC16F84A」利用のための「デジタル」「マイコン」基礎技術
 [1-1] 「PIC」と、「ワイヤード・ロジック」「汎用マイコン」の基本
 [1-2] 「並列処理」「シーケンシャル処理」「シーケンシャルなプログラム処理」
 [1-3] 「ブール関数」による「組み合わせ回路」の論理表現
 [1-4] 「組み合わせ回路」の実例と、「ブール関数」「関数表」「カルノー図」による論理表現
 [1-5] 4変数の関数表とカルノー図の例とド・モルガンの定理
 [1-6] シーケンシャル回路例の「4ビット・カウンタ」と「関数表」
 [1-7] カウンタとタイマー
 [1-8] 「狭義のCPU」の内部構成の説明と、レジスタ、メモリ
 [1-9] 「バスライン・システム」と「トライステート出力」
 [1-10] 「狭義のCPU」との関連で分類した、「メモリ」の種類と内容
 [1-11] 3つのハーバード・アーキテクチャとノイマン・アーキテクチャ
 [1-12] PICを使いこなすための基礎技術は何か
 [1-13] I/Oポートのマッピング方式と参照命令、周辺レジスタ
 [1-14] PICとワンチップ・マイコンの汎用マイコンに対する特徴


 第2章  PIC16F84Aと他機種との比較、「レジスタ」と「命令体系」の基本
 [2-1] なぜ本書ではPIC16F84Aを対象とするのか
 [2-2] 簡単なPICと複雑なPICの「CONFIGワード」設定の比較
 [2-3] PIC16Fファミリーの特徴のある品種のアウトライン
 [2-4] 20ピン以上のPICと、「ブレッドボード」用の「ソケットアセンブリ」
 [2-5] コンピュータの命令語構造とPIC16F84Aの命令体系
 [2-6] PIC16F84Aの「プログラム関連記憶機構」と名称/機能
 [2-7] 「レジスタファイル」が主役の、PICアーキテクチャ
 [2-8] SFRとGPRのBANK1におけるイメージ発生
 [2-9] PIC16F84Aのブロック図と、「レジスタファイル」との関係


 第3章   PIC16Fシリーズの命令セットと命令解説、導出命令
 [3-1] 「フラッシュROM」と「プログラム・カウンタ」「スタック」
 [3-2] PIC16Fシリーズでの「ROMのページ」とアドレッシング
 [3-3] PIC16Fシリーズの「命令セット」のアウトライン
 [3-4] 「オペランド」による「PIC16F」命令セットの分類
 [3-5] 「オペランドなし命令」と詳細な説明
 [3-6] 「レジスタファイルアドレス1オペランド命令」と「代替命令」
 [3-7] WRとの「リテラル/定数」処理命令/演算命令
 [3-8]  WRと「リテラル/定数」との演算命令からの導出命令
 [3-9] 「プログラムの三要素」とPICにおける形態
 [3-10] 「無条件ジャンプ」と「条件スキップ」および「計算GOTO」


 第4章  「PIC16F」シリーズの2オペランド命令解説
 [4-1] 「結果格納場所指定2オペランド命令」とデータ転送
 [4-2] 「WR」をベースとした、「WR」と「レジスタファイル」との演算
 [4-3] 「レジスタファイル」をベースとした、「WR」と「レジスタファイル」との演算
 [4-4] 「レジスタファイル」のみで演算する「2オペランド命令」
 [4-5] 第1オペランドビット指定2オペランド命令
 [4-6] 左右「ローテイト」を使った、「レジスタファイル」の左右シフト
 [4-7] 「WR」と「レジスタファイル」の、「1」「2」「4」ビットシフト
 [4-8] 「SWAP」による「レジスタファイル」と「WR」の左右4ビットシフト


 第5章  レジスタファイルの全体像と基本SFR解説
 [5-1] PIC16F84Aのレジスタファイル構造とレジスタアドレス
 [5-2] 「SFR」の機能のアウトラインとBANK
 [5-3] 各「SFR」の「ビット構成」と機能説明
 [5-4] 「STATUS」レジスタのビット構成と内容
 [5-5] 「OPTION」レジスタのビット構成と内容
 [5-6] 「INTCON」レジスタと割り込み


 第6章   I/Oポート、クロック、各種電気的定格、割り込み
 [6-1] 5ビットI/OポートのPORTAとTRISAレジスタ
 [6-2] 「PORTA」の「L/H入力電圧」「L出力電流」と「VOL」「ヒステリシス特性」
 [6-3] 「PORTA」のH出力電流とVOH
 [6-4] 「クロック発振器」と「外部パーツ」「回路」
 [6-5] 「PIC16F84A」の代表的な「最大定格値」
 [6-6] 「PIC16F84A」の代表的な「DC特性」
 [6-7] 「8ビットI/Oポート」の「PORTB」と「TRISBレジスタ」
 [6-8] 「データ入出力用」と「データ変化割り込み用」のラッチ
 [6-9] 「I/Oポート」の入出力タイミングと、「大容量負荷」
 [6-10] 「RB7」〜「RB4」の入力変化と、「RB0/INT」による割り込み
 [6-11] 「外部要因」による「割り込み」関係のタイミング


 第7章  リセット動作、WDT、SLEEP、EEPROM詳細
 [7-1] 「3種類のリセット動作」と「プログラムカウンタ」「STATUSレジスタ」
 [7-2] WDTのタイムアップによる自動リセット
 [7-3] SLEEP状態(パワーダウンモード)からのウエークアップ
 [7-4] 「割り込み」による「パワーダウンモード」からの「ウエークアップ」
 [7-5] 3種類の「リセット動作」と「SFR」の全ビット変化
 [7-6] 「EEPROM」の「機能/構成」と関連SFR
 [7-7] 「EECON1」のビット構成と各ビットの機能
 [7-8] EEPROMの「読み出し処理」
 [7-9] 「パワーON」時の「PWRTタイムアウト」と「CONFIGビット」設定
 [7-10] 「フラグ待ち」による「EEPROM」の「書き込み処理」
 [7-11] 「エラーフラグチェック」と「データベリファイ」
 [7-12] 割り込み処理を使ったEEPROMの書き込み処理
 [7-13] 「EEPROM」と「TMR0」を使った「疑似乱数」の種作成(真の乱数)


 第8章  「タイマー0」の、「構成」「動作」「設定値計算法」の詳細
 [8-1] 「タイマー0」と「TMR0レジスタ」「プリスケーラ」「WDT」
 [8-2]  「タイマー0」のプリセット、「割り込み」フラグ
 [8-3] プリスケーラの分周比設定、2命令サイクル休止
 [8-4]  「2命令サイクル休止」を補正した「タイマー0」設定
 [8-5]  「式」のチェックと「Windows電卓」による、「16進−10進」変換
 [8-6] 「プリスケーラ」使用時の計算と、補正付き「タイマー0」設定
 [8-7] 「表計算ソフト」による、「分周比」と「プリセット値」の「計算」と、「誤差計算」
 [8-8] 「タイマー0」の「タイムアップ」時の「割り込みタイミング」
 [8-9] 「タイマー0」の外部クロック使用
 [8-10] 「タイマー0」の「長時間タイマー」への応用法


 第9章  「間接参照」「フラグ待ち」「テーブル変換」「ページとセクション」
 [9-1] 「レジスタファイル」の「間接参照」
 [9-2] 「フラグ待ち処理」と「メリット/デメリット」
 [9-3] 「割り込み発生要因」が1個のときの、「割り込み処理」
 [9-4] 「スタック/スタックポインタ」と「退避/復元」
 [9-5] 「割り込み処理ルーチン」での「WR」と「STATUS」レジスタの「退避」と「復元」
 [9-6] 「割り込み発生要因」が複数のときの、「割り込み処理」
 [9-7] 「フラッシュROM」の「ページ」、「RETLW命令」と「セクション」
 [9-8] 「テーブルデータ変換」の基本と「計算GOTO」
 [9-9] 「オフセット値」の「オーバーフロー対策」例
 [9-10] 任意のセクションに対応した「テーブルデータ変換」
 [9-11] 「計算GOTO」による処理分岐



 参考文献  索引

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