MCS-51\52單片機(jī)原理與應(yīng)用

前言

8051單片機(jī)自1977年問世以來，一直深受人們的歡迎，它是少數(shù)生命周期較長(zhǎng)的CPI.J架構(gòu)之一。目前全世界的半導(dǎo)體供應(yīng)商一直在開發(fā)非常先進(jìn)的基于8051內(nèi)核的單 片機(jī)。由于它不斷提高的性能、更大的存儲(chǔ)空間、增強(qiáng)的I／O端口、豐富的開發(fā)工具以及大量的可用代碼，計(jì)算機(jī)應(yīng)用與設(shè)計(jì)工程師們到現(xiàn)在還熱衷于這個(gè)“古老”的單片機(jī)架構(gòu)，并不斷地在新的設(shè)計(jì)中應(yīng)用它.這也是本書之所以以MCS－51／52單片機(jī)為主線講解單片機(jī)原理與應(yīng)用的原因。事實(shí)上，單片機(jī)發(fā)展到今天，其品種繁多、性能各異，但只要掌握了8051／52系列單片機(jī)，就等于掌握各式各樣的單片機(jī)。典型的8051單片機(jī)提供了4個(gè)8位I／O端口，需要時(shí)開發(fā)人員可任意指定某個(gè)端口給I／O設(shè)備。簡(jiǎn)單地說，如果某個(gè)I／O引腳的默認(rèn)狀態(tài)是輸入，而用戶需要把它改為輸出，則用一條指令就可以了。805 1指令能夠設(shè)置、清除以及測(cè)試每一個(gè)數(shù)字位，簡(jiǎn)化了控制設(shè)備和檢測(cè)通斷狀態(tài)的軟件。每條指令需要1—2個(gè)時(shí)鐘周期。在不斷追求更高性能的同時(shí)，芯片生產(chǎn)商們?nèi)匀槐Ａ糁郧?05]的指令集、寄存器、標(biāo)志位和其他CPI了特性，沿用哈佛CPU體系結(jié)構(gòu)，將指令和數(shù)據(jù)分別放在不同的存儲(chǔ)區(qū)。8051系列能向下兼容，所以8051代碼在最新的產(chǎn)品中可以更好、更快地運(yùn)行。8051芯片提供了128B的RAM和4KB的ROM，分別用于存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)和指令（使用I／O端口可將外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展到64KB）。8051單片機(jī)的成功源于模擬電路的多樣性，現(xiàn)在生產(chǎn)商們已經(jīng)把各種各樣的模擬電路集成到了單片機(jī)上。8051體系架構(gòu)越來越受到人們的歡迎，這應(yīng)歸功于許多有效的工具和軟件庫(kù)，包括很多免費(fèi)的工具和資源。本書針對(duì)上述內(nèi)容將給予詳細(xì)敘述與重點(diǎn)分析。此外，本書還具有以下特點(diǎn)：第一，在介紹8051／52單片機(jī)原理的同時(shí)，突出地介紹了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)例。不僅介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而且還詳盡地介紹了硬件電路和軟件編程技巧。第二，對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例中所涉及的重要元器件也給予了詳細(xì)介紹，以便讀者在今后的設(shè)計(jì)中選用方便。第三，在選材上基本引用最新文獻(xiàn)給出的例子，力求敘述通俗易懂，并努力在全面性和特色性之間、先進(jìn)性和實(shí)用性之間尋求平衡。由于作者水平有限，本書的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者指正。

內(nèi)容概要

　　《MCS-51/52單片機(jī)原理與應(yīng)用》詳細(xì)介紹了MCS-51/52系列單片機(jī)的原理與應(yīng)用。全書分為10章，內(nèi)容包括單片機(jī)概述、MCS-51/52單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、系統(tǒng)擴(kuò)展、通信接口、人機(jī)接口、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)?！禡CS-51/52單片機(jī)原理與應(yīng)用》內(nèi)容精煉，實(shí)例豐富，深入淺出，講解詳細(xì)。在內(nèi)容選材和結(jié)構(gòu)安排上，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性、應(yīng)用性及新穎性?！　　禡CS-51/52單片機(jī)原理與應(yīng)用》可作為大專院校計(jì)算機(jī)、通信、電子、自動(dòng)化專業(yè)及其他專業(yè)的教學(xué)參考書，也可作為單片機(jī)技術(shù)的培訓(xùn)教材，同時(shí)適合初學(xué)者及單片機(jī)愛好者自學(xué)。

書籍目錄

第一章 8051／52單片機(jī)概論嚴(yán)1.1 何謂8051／52單片機(jī)1.2 MCS－5 1系列單片機(jī)的特性1.3 MCS－51系列的引腳配置及功能1.4 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)1.4.1 程序存儲(chǔ)器1.4.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1.5 省電工作模式1.5.1 空閑工作模式1.5.2 掉電工作模式第二章 805P／52指令系統(tǒng)及說明2.1 8051／52單片機(jī)匯編語(yǔ)言的指令格式2.2 8051／52單片機(jī)的指令尋址方式2.2.1 直接尋址(directaddressing)2.2.2 間接尋址(indirectaddressing)2.2.3 寄存器尋址(registeraddressing)2.2.4 立即尋址2.2.5 變址尋址方式2.3 8051／52單片機(jī)的指令集2.3.1 算術(shù)運(yùn)算指令2.3.2 數(shù)據(jù)傳送指令2.3.3 邏輯運(yùn)算指令2.3.4 位操作指令2.3.5 控制轉(zhuǎn)移指令2.3.6 偽指令第三章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)匯編語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)步驟3.2 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)3.2.1 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)3.2.2 分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)3.2.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)3.2.4 子程序設(shè)計(jì)3.3 單片機(jī)匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)技巧3.3.1 兩個(gè)數(shù)的比較3.3.2 不帶符號(hào)的兩個(gè)數(shù)比較3.3.3 帶符號(hào)的兩個(gè)數(shù)比較3.3.4 傳送數(shù)據(jù)塊3.3.5 堆棧的熟練使用3.3.6 通過切換寄存器工作區(qū)來增加間接尋址寄存器的個(gè)數(shù)(通用寄存器的個(gè)數(shù)3.3.7 常用的數(shù)據(jù)處理方法3.4 匯編語(yǔ)言程序的編輯3.5 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)3.5.1 什么是單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)3.5.2 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的功能3.5.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試第四章 并行輸入／輸出口的原理與應(yīng)用4.1 并行輸入／輸出口的基本結(jié)構(gòu)及原理4.1.1 P0口4.1.2 P1口4.1.3 P2口4.1.4 P3口4.1.5 4個(gè)并行口的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較4.2 并行輸入輸出口的實(shí)用技術(shù)問答4.2.1 I／O的內(nèi)部結(jié)構(gòu)4.2.2 I／O口讀／寫／改操作4.2.3 使用I／0口的注意事項(xiàng)4.3 并行輸入／輸出口的應(yīng)用第五章 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的原理與應(yīng)用5.1 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)介5.2 TCON控制寄存器與TNOD控制寄存器5.3 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與工作模式5.3.1 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的MODEo工作模式5.3.2 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的MODE1工作模式5.3.3 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的MODE2工作模式5.3.4 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的MODE3工作模式5.4 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的基本應(yīng)用5.4.1 應(yīng)用定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的步驟5.4.2 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)例5.4.3 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的中斷應(yīng)用實(shí)例5.4.4 單片機(jī)定時(shí)器中斷時(shí)間誤差的分析及補(bǔ)償5.5 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的擴(kuò)展應(yīng)用5.5.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的“看門狗”技術(shù)5.5.2 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)分頻段測(cè)量信號(hào)頻率5.5.3 單片機(jī)軟件監(jiān)視抗干技術(shù)5.6 8052定時(shí)器／計(jì)數(shù)器／IMER25.6.1 T2的工作控制5.6.2 T2的工作模式5.6.3 T2的工作編碼5.7 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器實(shí)用技術(shù)問答第六章 單片機(jī)串行數(shù)據(jù)通信6.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí)6.1.1 串行通信基本原理6.1.2 串口信號(hào)線6.1.3 串行接口電路6.2 單片機(jī)的串行口及控制寄存器6.2.1 MCS－51串行接口6.2.2 MCS－51串行通信控制寄存器6.3 單片機(jī)的串行通信6.3.1 單片機(jī)的串行通信設(shè)計(jì)6.3.2 利用查詢與中斷方式實(shí)現(xiàn)微機(jī)和單片機(jī)的串行通信6.3.3 利用MAX485實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的串行通信6.3.4 MCS－51單片機(jī)與GPS－OEM板的串行通信6.4 單片機(jī)多機(jī)通信系統(tǒng)6.4.1 單片機(jī)的多機(jī)通信設(shè)計(jì)6.4.2 單片機(jī)多機(jī)通信系統(tǒng)可靠性問題第七章 MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)7.1 中斷的概念7.1.1 什么是中斷7.1.2 中斷的意義7.1.3 單片機(jī)中斷的種類7.2 MCS.51單片機(jī)的中斷源7.2.1 外部中斷7.2.2 定時(shí)／計(jì)數(shù)器中斷7.2.3 串行口中斷7.2.4 中斷源與中斷管理7.3 中斷控制7.3.1 定時(shí)／計(jì)數(shù)器控制寄存器(了CON)7.3.2 中斷允許控制寄存器(IE)7.3.3 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器(IP)7.3.4 串行口控制寄存器(sCON)7.4 中斷處理過程7.4.1 中斷采樣7.4.2 中斷查詢7.4.3 中斷響應(yīng)7.5 中斷請(qǐng)求的撤除7.5.1 定時(shí)／計(jì)數(shù)器中斷請(qǐng)求的撤除7.5.2 串行口中斷請(qǐng)求的撤除7.5.3 外部中斷請(qǐng)求的撤除7.6 多級(jí)中斷的嵌套7.6.1 多級(jí)中斷嵌套7.6.2 三級(jí)中斷嵌套的實(shí)現(xiàn)7.6.3 多級(jí)中斷嵌套的實(shí)現(xiàn)7.7 中斷應(yīng)用舉例7.7.1 外部中斷實(shí)驗(yàn)7.7.2 單片機(jī)外中斷使用方面的問題及解決措施7.7.3 MCS-51系列單片機(jī)中斷功能的擴(kuò)展第八章 MCS－5P單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與應(yīng)用8.1 MCS－51擴(kuò)展系統(tǒng)概述8.1.1 MCS-51擴(kuò)展系統(tǒng)結(jié)構(gòu)8.1.2 存儲(chǔ)器及外部I／O口的編址技術(shù)8.2 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展8.2.1 常用程序存儲(chǔ)器芯片8.2.2 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展8.2.3 單片機(jī)系統(tǒng)中FLAsH存儲(chǔ)器的擴(kuò)展8.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展：8.3.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展的特點(diǎn)8.3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展的發(fā)展方向8.3.3 存儲(chǔ)容量擴(kuò)展的軟硬件設(shè)計(jì)8.3.4 大容量RAM擴(kuò)展及其查找技術(shù)8.4 I／O口擴(kuò)展8.4.1 并行I／O口概述8.4.2 簡(jiǎn)單的I／O口擴(kuò)展8.4.3 8155可編程I／O接口擴(kuò)展第九章 單片機(jī)的人機(jī)接口技術(shù)：9.1 LED顯示器接口9.1.1 LED顯示器工作原理9.].2 LED顯示器的接口電路9.1.3 LED顯示器的顯示方式9.2 鍵盤接口技術(shù)9.2.1 鍵盤的特點(diǎn)與抖動(dòng)9.2.2鍵盤的結(jié)構(gòu)及接口設(shè)計(jì)9.3 鍵盤與顯示器技術(shù)的綜合應(yīng)用舉例9.3.1 8279的鍵盤顯示接口9.3.2 鍵盤／顯示驅(qū)動(dòng)電路第十章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法10.1 構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)的基本方法10.1.1 確定指標(biāo)10.1.2 可行性分析研究10.1.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案10.2 應(yīng)用系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)嚴(yán)10.3 應(yīng)用系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)方法10.3.1 編程語(yǔ)言的選擇10.3.2 軟件設(shè)計(jì)10.3.3 軟件抗干擾原理與方法10.4 數(shù)字濾波技術(shù)10.4.1 均值濾波10.4.2 遞推平均濾波10.4.3 防脈沖干擾平均值濾波10.4.4 限幅濾波10.4.5 低通濾波10.4.6 與優(yōu)濾波10.4.7 替代濾波10.5 應(yīng)用系統(tǒng)的謂試方法10.5.1 應(yīng)用系統(tǒng)硬件的調(diào)試方法10.5.2 應(yīng)用系統(tǒng)軟件的調(diào)試方法10.5.3 應(yīng)用系統(tǒng)的集成綜合調(diào)試10.5.4 應(yīng)用系統(tǒng)的故障診斷主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：遠(yuǎn)程傳送數(shù)字信號(hào)，信號(hào)會(huì)發(fā)生畸變，因此要把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)再進(jìn)行傳送。信號(hào)形式的轉(zhuǎn)變通常使用頻率調(diào)制法，即以不同頻率的載波信號(hào)代表數(shù)字信號(hào)的兩種不同電平狀態(tài)。這種數(shù)據(jù)傳送方式就稱之為頻帶傳送方式。為此，在串行通信的發(fā)送端應(yīng)該有調(diào)制器，把電平信號(hào)調(diào)制為頻率信號(hào)；而在接收端則應(yīng)有解調(diào)器，把頻率信號(hào)解調(diào)為電平信號(hào).遠(yuǎn)程串行通信多采用雙工方式，即通信雙方都具有發(fā)送和接收功能。為此在遠(yuǎn)程串行通信線路的兩端都應(yīng)設(shè)置調(diào)制器和解調(diào)器，二者結(jié)合在一起稱之為調(diào)制解調(diào)器（modem）。電話線本來是用于傳送聲音（模擬信號(hào)）的，人講話的聲音頻率范圍大約在300—3000I-Iz.因此使用電話線進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳送，其調(diào)頻信號(hào)的頻率也應(yīng)該在此范圍之內(nèi)。通常以1270Hz或2225Hz的頻率信號(hào)代表RS232C的高電平，以1070Hz或2025Hz的頻率信號(hào)代表RS232C的低電子。對(duì)于半雙工方式，即用了條傳輸線完成兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送.發(fā)送端串行接口輸出.的是RS232C標(biāo)準(zhǔn)的電平信號(hào)，由調(diào)制船把電平信號(hào)分別調(diào)制成1270Hz和1070Hz的調(diào)頻信號(hào)后再送上電話線進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送。在接收端，由解調(diào)器把調(diào)頻信號(hào)解調(diào)為RS232C標(biāo)準(zhǔn)的電平信號(hào)，再經(jīng)串行接口電路調(diào)制為TTL電平信號(hào)。另一個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳輸，其過程完全相同，所不同的只是調(diào)頻信號(hào)的頻率分別為2225Hz和2025Hz。

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