微控制器原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程

前言

作為最典型、最廣泛和最普及的現(xiàn)代電子系統(tǒng)的基本核心，微控制器（單片機(jī)）已成為電氣工程師和各行各業(yè)的技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和控制的有力工具。對(duì)微控制器原理與應(yīng)用來(lái)說(shuō)，讀書(shū)是學(xué)習(xí)，使用則是更重要的學(xué)習(xí)，邊學(xué)邊用是最好和最快捷的學(xué)習(xí)方法；只有理論和實(shí)踐相結(jié)合，打下學(xué)以致用的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，才能在飛速發(fā)展的MCU繽紛世界中，根據(jù)今后的各種不同需要繼續(xù)深入學(xué)習(xí)與靈活應(yīng)用，既不至于無(wú)所適從，又不拘泥于某一特定的機(jī)種。本書(shū)選擇MCS-51、Hc08和PIc這三種最有代表性的微控制器系列為典型，從它們的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境與應(yīng)用開(kāi)始，提供了匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言的實(shí)驗(yàn)范例；介紹了多種擴(kuò)展電路、外接器件、顯示和輸出控制等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)及其相關(guān)模塊；以貼近生活的智能家居為主題、嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)試為手段，給出了多個(gè)設(shè)計(jì)性、綜合性系列實(shí)驗(yàn)的參考場(chǎng)景和流程。編者期望讀者帶著探索的愿望和激情，插上想象和創(chuàng)造的翅膀，在提出問(wèn)題、自己動(dòng)手解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)；用微控制器講出你的創(chuàng)意，采摘到獨(dú)出心裁、有聲有色的實(shí)驗(yàn)成果；使自己沿著知識(shí)-思路-方法-能力-素質(zhì)的層次不斷提高，成為能夠進(jìn)行抽象思維和利用科學(xué)知識(shí)高水準(zhǔn)解決問(wèn)題的創(chuàng)造型工程師，成為我們國(guó)家依靠發(fā)明和創(chuàng)新來(lái)參與世界市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要的、不可替代的人力資源，而不僅僅是具有理工科的基本知識(shí)來(lái)應(yīng)付考試，卻沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)和能力利用這些知識(shí)解決復(fù)雜問(wèn)題的文憑獲得者。多年來(lái)，周立功、張有德、馬忠梅、李學(xué)海、白中英、何立民、胡漢才、金炯泰和劉慧銀等教授在微控制器實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐的教育園地里辛勤耕耘，本書(shū)多處引用了他們的研究成果，謹(jǐn)在此表示衷心的感謝。本書(shū)依托的DP-01多Mcu實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院和廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司、微芯科技咨詢（上海）有限公司、飛思卡爾半導(dǎo)體（中國(guó)）有限公司上海分公司和高拓微電子技術(shù)有限公司共同研發(fā)，曾成奇、劉暉、張明峰、魏敏、吳健、吳成剛、夏成君和張?jiān)系雀鞣饺耸刻峁┝酥匾獛椭?，?jǐn)在此表示誠(chéng)摯的謝意。

內(nèi)容概要

本書(shū)選擇MCS-51、HC08和PIC這三種最有代表性的微控制器(單片機(jī))系列為典型，從它們的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境與應(yīng)用開(kāi)始，提供了匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言的實(shí)驗(yàn)范例；介紹了多種擴(kuò)展電路、外接器件、顯示和輸出控制等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)及其相關(guān)模塊；以貼近生活的智能家居為主題、嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)試為手段，給出了多個(gè)設(shè)計(jì)性、綜合性系列實(shí)驗(yàn)的參考場(chǎng)景和流程，引導(dǎo)讀者帶著探索的愿望和激情，在提出問(wèn)題、自己動(dòng)手解決問(wèn)題的過(guò)程中，用微控制器講出你的創(chuàng)意，采摘到獨(dú)出心裁、有聲有色的實(shí)驗(yàn)成果。    本書(shū)可作為普通高等院校電子信息、自動(dòng)化、電氣工程、機(jī)電一體化等專業(yè)本科生的教材，也可供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

前言第1章  DP-01多MCU實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能與使用  1.1  DP-01多MCU實(shí)驗(yàn)平臺(tái)布局與模塊    1.1.1  DP-01多MCU實(shí)驗(yàn)平臺(tái)布局    1.1.2  DP-01多MCU實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能模塊  1.2  MCU模塊與接口模塊    1.2.1  MCS-51系列MCU模塊A1    1.2.2  HC08系列MCU模塊E1    1.2.3  PIC系列MCU模塊F1    1.2.4  接口模塊A2與多種MCU的連接第2章  多MCU實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)發(fā)環(huán)境  2.1  嵌入式開(kāi)發(fā)和模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)    2.1.1  嵌入式開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)    2.1.2  模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  2.2  Keil C51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境    2.2.1  Keil C51簡(jiǎn)介    2.2.2  創(chuàng)建一個(gè)Keil C51工程    2.2.3  工程文件的編譯和鏈接    2.2.4  調(diào)試方法和技巧    2.2.5  程序的下載和運(yùn)行  2.3  CodeWarrior集成開(kāi)發(fā)環(huán)境    2.3.1  CodeWarriot簡(jiǎn)介    2.3.2  創(chuàng)建一個(gè)CodeWarrior工程    2.3.3  工程文件的編譯和鏈接    2.3.4  調(diào)試方法和技巧    2.3.5  程序的下載和運(yùn)行  2.4  MPLAB集成開(kāi)發(fā)環(huán)境    2.4.1  MPLAB簡(jiǎn)介    2.4.2  創(chuàng)建一個(gè)MPLAB工程    2.4.3  工程文件的編譯和鏈接    2.4.4  調(diào)試方法和技巧    2.4.5  程序的下載和運(yùn)行  2.5  MCU的C語(yǔ)言    2.5.1  MCU使用C語(yǔ)言的共同點(diǎn)    2.5.2  MCU使用C語(yǔ)言的不同點(diǎn)    2.5.3  C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)實(shí)例第3章  匯編語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)  3.1  數(shù)據(jù)傳送    3.1.1  內(nèi)部存儲(chǔ)器之間數(shù)據(jù)傳送    3.1.2  程序存儲(chǔ)器和內(nèi)部RAM之間數(shù)據(jù)傳送    3.1.3  外部存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送  3.2  算術(shù)運(yùn)算    3.2.1  三字節(jié)十進(jìn)制加法    3.2.2  雙字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)乘法    3.2.3  多字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)除法    3.2.4  雙字節(jié)壓縮BCD碼(4位十進(jìn)制數(shù))轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制    3.2.5  雙字節(jié)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)  3.3  邏輯運(yùn)算    3.3.1  壓縮BCD碼轉(zhuǎn)ASCII碼    3.3.2  I／O口邏輯運(yùn)算  3.4  控制轉(zhuǎn)移    3.4.1  數(shù)據(jù)排序    3.4.2  字符串比較    3.4.3  數(shù)據(jù)分類  3.5  MCU初始化及中斷第4章  基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與相關(guān)模塊  4.1  擴(kuò)展電路    4.1.1  3-8譯碼器74HC138    4.1.2  串行-并行轉(zhuǎn)換器74HC164和并行-串行轉(zhuǎn)換器74HC165    4.1.3  集成定時(shí)器555    4.1.4  運(yùn)算放大器LM324    4.1.5  串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLC5620和串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC549  4.2  輸出控制    4.2.1  LED控制    4.2.2  音調(diào)控制    4.2.3  PWM控制  4.3  顯示    4.3.1  16×16 LED點(diǎn)陣顯示    4.3.2  字符型液晶顯示    4.3.3  圖形液晶顯示  4.4  外接器件    4.4.1  繼電器    4.4.2  直流電動(dòng)機(jī)    4.4.3  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)    4.4.4  接觸式IC卡    4.4.5  非接觸式IC卡    4.4.6  語(yǔ)音錄放、存儲(chǔ)和SPI接口第5章  數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)與相關(guān)模塊  5.1  RS-232  5.2  RS-485  5.3  紅外收發(fā)  5.4  射頻收發(fā)與STR-36射頻模塊  5.5  單總線協(xié)議與數(shù)字溫度傳感器DSl8820  5.6  I2C  5.7  USB    5.7.1  USB1.1    5.7.2  USB2.0  5.8  CAN  5.9  TCP／IP第6章  設(shè)計(jì)性綜合性實(shí)驗(yàn)  6.1  順序控制及其在門(mén)禁系統(tǒng)的應(yīng)用  6.2  數(shù)字濾波及其在燈光子系統(tǒng)的應(yīng)用  6.3  運(yùn)動(dòng)控制及其在調(diào)速子系統(tǒng)的應(yīng)用  6.4  PID控制及其在溫度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的應(yīng)用  6.5  模糊控制及其在智能終端子系統(tǒng)的應(yīng)用  6.6  多種數(shù)據(jù)傳輸方式與總線在智能家居中的應(yīng)用  6.7  網(wǎng)絡(luò)與各子系統(tǒng)的整合在智能家居中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：插圖：（1）全速運(yùn)行。執(zhí)行此命令將全速運(yùn)行用戶的應(yīng)用程序。通常和斷點(diǎn)一起使用；若在程序的關(guān)鍵處已經(jīng)設(shè)置了斷點(diǎn)，執(zhí)行此命令后程序?qū)⑦\(yùn)行到該斷點(diǎn)處，且PC指針指向該程序行并等待其他命令。（2）單步跟蹤。精確控制程序的執(zhí)行，將執(zhí)行光標(biāo)所指向的命令語(yǔ)句；如果這個(gè)命令行執(zhí)行的是函數(shù)調(diào)用，則會(huì)跳到函數(shù)或子程序里面，使用戶可以看到這個(gè)子程序里面包含的代碼。（3）單步運(yùn)行。執(zhí)行當(dāng)前光標(biāo)所指向的命令語(yǔ)句；如果這個(gè)命令行執(zhí)行的是函數(shù)調(diào)用。該命令將一次執(zhí)行完這個(gè)函數(shù)，而不進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部。（4）跳出函數(shù)。跳出當(dāng)前的子程序。（5）運(yùn)行到光標(biāo)處。使程序執(zhí)行到代碼窗口中的當(dāng)前光標(biāo)位置，相當(dāng)于把光標(biāo)所在行作為一個(gè)臨時(shí)的斷點(diǎn)。（6）停止運(yùn)行。在一個(gè)不確定的位置中止正在運(yùn)行的程序。（7）復(fù)位CPU。將程序計(jì)數(shù)器置O；因?yàn)镸CU的外部設(shè)備和SFR沒(méi)有進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，這個(gè)復(fù)位命令并不等同于CPU的硬件復(fù)位。斷點(diǎn)設(shè)置命令，設(shè)置斷點(diǎn)，能幫助用戶分析程序的運(yùn)行機(jī)制、程序中變量的變化狀況，提高工作效率。斷點(diǎn)的設(shè)置有多種方法，最簡(jiǎn)單的是在該行語(yǔ)句前雙擊；在已設(shè)置了斷點(diǎn)的某行，再次雙擊將取消該斷點(diǎn)。斷點(diǎn)設(shè)置成功后，會(huì)在該行的行首出現(xiàn)紅色的斷點(diǎn)標(biāo)志。

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