單片機原理及實踐

前言

　　單片機（Single Chip Computer）是應控制領域應用的需求而出現(xiàn)的，因此亦稱微控制器（Mi-crocontroller。）。隨著單片機的迅速發(fā)展，它在家用電器、辦公設備、智能儀表、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)、機電一體化產(chǎn)品和航空航天電子系統(tǒng)等領域得到了廣泛的應用?！　∮捎趩纹瑱C技術在各個領域的廣泛應用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機。在單片機家族的眾多成員中，MCS一51系列單片機以其高性能、成熟的技術及高性價比等成為國內單片機應用領域的主流。隨著單片機產(chǎn)品的多樣化，MCS一51單片機亦推出了更多具有增強功能的新產(chǎn)品?！　”M管當前有關MCS一51系列單片機的書籍品種繁多，但側重面各不相同。本書是為高等職業(yè)院校非計算機專業(yè)學生編寫的教材，同時也可作為計算機培訓班教材以及從事單片機應用的廣大科技人員的參考書。因此，在編寫本書時力求簡明扼要、通俗易懂，內容新穎，并注重理論聯(lián)系實際，著重實際應用，深入淺出。書中提供了大量實用電路和程序，并列舉了單片機應用系統(tǒng)的設計方法、開發(fā)過程等重點應掌握的內容，便于讀者舉一反三，觸類旁通，同時提供了實踐環(huán)節(jié)，把學習單片機基礎知識與應用實踐結合起來，有助于理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)興趣，增強動手能力。每章附有習題，便于考察讀者對相關內容的了解、掌握的程度?！　”緯?～7章及第11章由無錫高等職業(yè)技術學校劉雪雪編寫，第8～10章由東南大學趙良法編寫?！　”緯筛叩冉逃霭嫔缯潞破骄帉弻忛?，還得到黃慧春老師和華斌杰、鐘秋申等學生的大力支持，在此一并表示衷心感謝?！　∠抻诰幷叩乃剑瑫须y免存在錯誤和不當之處，懇請廣大讀者批評指正。

內容概要

　　《單片機原理及實踐》是五年制高等職業(yè)教育電子信息類、電氣控制類專業(yè)系列教材之一。主要內容包括：概述、MCS一51單片機原理、MCS一51單片機指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計、定時器／計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、串行通信接口、：MCS一51單片機系統(tǒng)的擴展、接口技術、單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)和MCS一51單片機開發(fā)系統(tǒng)?！　　秵纹瑱C原理及實踐》可作為高等職業(yè)院校非計算機專業(yè)教材，同時也可作為計算機培訓班教材以及從事單片機應用的廣大科技人員的參考書。

書籍目錄

第1章 單片機概述§1.1 單片機的發(fā)展概況§1.2 單片機的應用范圍§1.3 單片機的分類§1.4 MCS-51單片機的簡介§1.5 計算機中的數(shù)制和編碼§1.5.1 數(shù)制§1.5.2 帶符號的二進制數(shù)§1.5.3 二一十進制編碼——BCD碼§1.5.4 ASCII碼習題第2章 MCs-51單片機原理§2.1 MCS-51單片機系統(tǒng)的結構§2.2 MCS-51單片機的內部組成和結構§2.2.1 MCS-51單片機的內部組成§2.2.2 MCS-51單片機內部結構§2.3 AT89C51單片機§2.3.1 AT89C51單片機的主要功能特性§2.3.2 Ar89C51單片機的引腳功能§2.4 MCS-51單片機的存儲器§2.4.1 單片機的存儲空間§2.4.2 半導體存儲器§2.4.3 程序存儲器§2.4.4 數(shù)據(jù)存儲器§2.5 并行I／O口§2.5.1 PO口§2.5.2 P1口§2.5.3 P2口§2.5.4 P3口§2.6 特殊功能寄存器§2.7 位處理器§2.8 時鐘電路與復位電路§2.8.1 單片機的時鐘電路與CPU時序§2.8.2 單片機的復位電路§2.9 單片機的低功耗方式§2.10 AT89C2051單片機§2.10.1 AT89C2051單片機的主要特性§2.10.2 AT89C2051單片機的引腳及功能§2.10.3 存儲器組織§2.10.4 AT89C2051單片機的低功耗運行模式§2.11 單片機認知與實踐§2.11.1 單片機控制一盞燈亮§2.11.2 單片機控制一盞燈閃爍§2.11.3 單片機控制八盞燈閃爍§2.11.4 八個按鍵控制八盞燈§2.12 小制作§2.12.1 單片機控制一盞燈閃爍§2.12.2 單片機控制八盞燈閃爍§2.13小知識：89系列單片機的型號編碼習題第3章 MCs-51單片機指令系統(tǒng)§3.1 MCS-51單片機指令系統(tǒng)概述§3.1.1 指令分類§3.1.2 指令格式§3.1.3 尋址方式及常用符號注釋§3.1.4 單片機執(zhí)行指令的過程§3.2 數(shù)據(jù)傳送指令§3.2.1 內部數(shù)據(jù)傳送指令§3.2.2 外部RAM數(shù)據(jù)傳送指令§3.2.3 程序存儲器數(shù)據(jù)傳送指令§3.2.4 堆棧操作指令組§3.2.5 數(shù)據(jù)交換指令組§3.2.6 數(shù)據(jù)傳送類指令應用實例分析§3.2.7 數(shù)據(jù)傳送類指令編程與實踐§3.3 算術運算類指令§3.3.1 不帶進位位的加法指令§3.3.2 帶進位位的加法指令§3.3.3 加1指令§3.3.4 十進制調整指令§3.3.5 帶借位減法指令§3.3.6 減1指令§3.3.7 乘法指令§3.3.8 除法指令§3.3.9 算術運算類指令應用實例分析§3.3.10 算術運算類指令編程與實踐§3.4 邏輯運算類指令§3.4.1 邏輯與指令§3.4.2 邏輯或指令§3.4.3 邏輯異或指令§3.4.4 累加器清零和取反指令§3.4.5 移位指令§3.4.6 空操作指令§3.4.7 邏輯運算類指令應用實例分析§3.4.8 邏輯運算類指令編程與實踐§3.5 控制轉移類指令§3.5.1 無條件轉移類指令§3.5.2 條件轉移指令§3.5.3 子程序調用與返回指令§3.5.4 控制轉移類指令應用實例分析§3.5.5 控制轉移類指令編程與實踐§3.6 位操作類指令§3.6.1 位賦值指令§3.6.2 位傳送指令§3.6.3 位邏輯指令§3.6.4 位操作類指令應用實例分析§3.6.5 位操作類指令編程與實踐§3.7 小制作§3.7.1 蜂鳴器的使用§3.7.2 霓虹燈習題第4章 匯編語言程序設計§4.1 單片機使用的程序設計語言§4.2 偽指令§4.3 匯編語言程序設計方法§4.3.1 程序設計步驟§4.3.2 程序的基本結構§4.3.3 子程序§4.4 程序設計的實例分析§4.4.1 尋找最大數(shù)§4.4.2.排序程序§4.4.3 查表程序§4.5 程序設計的實踐§4.5.1 順序結構的程序設計實踐§4.5.2 分支結構的程序設計實踐§4.5.3 循環(huán)結構的程序設計實踐§4.5.4 查表程序設計實踐§4.5.5 子程序設計實踐§4.5.6 實用程序設計實踐§4.6 小制作§4.6.1 七段數(shù)碼管顯示器的使用§4.6.2 按鈕的使用習題第5章 定時器／計數(shù)器§5.1 定時器／計數(shù)器概述§5.2 定時器／計數(shù)器結構與功能§5.3 定時器／計數(shù)器的控制§5.4 定時器／計數(shù)器的工作方式§5.5 定時器／計數(shù)器的規(guī)劃§5.6 定時器／計數(shù)器的初始化§5.6.1 定時器／計數(shù)器的初始化步驟§5.6.2 定時器／計數(shù)器初值的計算§5.7 定時器／計數(shù)器的實例分析§5.7.1 廣告燈左移右移§5.7.2 計數(shù)器實例分析§5.8 定時器／計數(shù)器的實踐§5.8.1 定時器控制輸出方波§5.8.2 廣告燈的左移右移§5.8.3 計數(shù)器習題第6章 中斷系統(tǒng)§6.1 中斷概述§6.2 MCS一51中斷系統(tǒng)的結構§6.3 中斷控制§6.4 中斷響應過程§6.5 中斷服務程序設計§6.6 中斷系統(tǒng)的實例分析§6.6.1 定時中斷實例§6.6.2 計數(shù)中斷實例§6.6.3 中斷嵌套實例§6.6.4 外部中斷源的擴展§6.7 中斷系統(tǒng)實踐§6.7.1 定時中斷實踐§6.7.2 工業(yè)順序控制實踐§6.7.3 計數(shù)中斷實踐§6.7.4 中斷嵌套實踐習題第7章 串行通信接口§7.1 串行通信概述§7.1.1 串行通信中的幾個概念§7.1.2 串行通信時必須解決的技術問題§7.2 MCS一51單片機串行接口§7.2.1 串行口的結構§7.2.2 串行口數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收§7.2.3 串行口的控制§7.3 串行接口工作方式§7.4 波特率的設置§7.5 串行總線標準及接口§7.5.1 RS一232C接口§7.5.2 RS一485接口§7.6 串行接口芯片§7.7 串行接口實例分析§7.7.1 單片機串行口擴展并行輸出口§7.7.2 單片機串行口擴展并行輸入口§7.7.3 單機通信§7.7.4 雙機通信§7.7.5 多機通信§7.8 串行接口實踐§7.8.1 單片機串行口擴展并行輸出口§7.8.2 單片機串行口擴展并行輸入口§7.8.3 單機通信§7.8.4 雙機通信§7.8.5 單片機與PC機間的串行通信§7.8.6 多機通信習題第8章 MCS-51單片機系統(tǒng)的擴展§8.1 系統(tǒng)擴展概述§8.1.1 系統(tǒng)擴展的總線結構§8.1.2 并行擴展方式的編址技術§8.2 存儲器的擴展§8.2.1 程序存儲器的擴展§8.2.2 數(shù)據(jù)存儲器的并行擴展§8.2.3 數(shù)據(jù)存儲器的串行擴展§8.2.4 存儲器擴展的實例分析§8.2.5 存儲器擴展的實踐§8.3 并行I／O口的擴展§8.3.1 并行I／O口擴展概述§8.3.2 簡單、無條件I／O口的擴展§8.3.3 8255可編程并行I／O口的擴展§8.3.4 8155／8156可編程并行I／O口的擴展§8.3.5 并行I／O口擴展的實例分析§8.3.6 并行I／O口擴展的實踐習題第9章 接口技術§9.1 顯示器接口§9.1.1 LED顯示器接口§9.1.2 LCD顯示器接口§9.1.3 顯示器接口的實例分析§9.1.4 顯示器接口的實踐§9.2 鍵盤接口§9.2.1 鍵盤輸入應解決的問題§9.2.2 獨立式按鍵接口§9.2.3 矩陣式鍵盤接口§9.2.4 撥碼盤接口§9.2.5 鍵盤接口的實例分析§9.2.6 鍵盤接口的實踐§9.3 D／A轉換器接口§9.3.1 D／A轉換器主要技術指標與選擇要點§9.3.2 D／A轉換器芯片DAO082§9.3.3 單緩沖方式的接口設計§9.3.4 雙緩沖同步方式的接口設計§9.3.5 D／A轉換器接口的實例分析§9.3.6 D／A轉換器接口的實踐§9.4 A／D轉換器接口§9.4.1 A／D轉換器主要技術指標與選擇要點§9.4.2 A／D轉換器芯片ADC0809§9.4.3 單片機與ADC0809的接口設計§9.4.4 A／D轉換器接口的實例分析§9.4.5 A／D轉換器接口的實踐習題第10章 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)§10.1 單片機應用系統(tǒng)的設計§10.1.1 應用系統(tǒng)的規(guī)劃與設計§10.1.2 應用系統(tǒng)硬件的設計§10.1.3 應用系統(tǒng)軟件的設計§10.1.4 應用系統(tǒng)的抗干擾設計§10.2 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)§10.2.1 應用系統(tǒng)的開發(fā)步驟§10.2.2 開發(fā)手段的選擇§10.2.3 應用系統(tǒng)的調試§10.2.4 應用系統(tǒng)的開發(fā)過程§10.3 應用系統(tǒng)的開發(fā)過程§10.4 應用系統(tǒng)的開發(fā)實踐§10.4.1 應用系統(tǒng)開發(fā)實例的制作§10.4.2 學生自選題的設計制作第11章 MCS一51單片機開發(fā)系統(tǒng)§11.1 單片機開發(fā)系統(tǒng)概述§11.1.1 單片機開發(fā)系統(tǒng)的分類§11.1.2 單片機開發(fā)系統(tǒng)和目標系統(tǒng)的連接§11.2 DVCC一5286JH單片機實驗……附錄一 ASCII（美國標準信息交換碼）表附錄二 5x10點陣字符表附錄三 5×7點陣字符表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　3.主流與多品種共存　　現(xiàn)在，雖然單片機的品種繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機占主流，兼容其結構和指令系統(tǒng)的有Philips公司的產(chǎn)品、Atmel公司的產(chǎn)品和我國臺灣的winbond系列單片機等。所以，以80C51為核心的單片機占據(jù)了半壁江山。而Microchip公司的PIC精簡指令集（RISC）也有著強勁的發(fā)展勢頭，我國臺灣的Holtek公司近年的單片機產(chǎn)量與日俱增，以其低價質優(yōu)的優(yōu)勢，占據(jù)一定的市場份額。此外，還有Motorola公司的產(chǎn)品和日本幾大公司的專用單片機。在一定的時期內，這種情形將得以延續(xù)，而不存在某個單片機一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的仍然是依存互補、相輔相成、共同發(fā)展的道路。　　單片機以它的優(yōu)點——成本低、體積小、可靠性高、高附加值、通過更改軟件可改變控制要求等越來越受到電子工程師的青睞。過去一個復雜的控制電路，現(xiàn)在可用一塊單片機芯片來實現(xiàn)；過去用可編程控制器（PLC）來控制的電路，現(xiàn)在改用單片機控制后成本大大降低。單片機控制系統(tǒng)正以空前的速度取代經(jīng)典的電子控制系統(tǒng)。學習單片機技術，已成為大學生、電子工程師和電子電工類技師的必備技能?！　　?.2單片機的應用范圍　　目前，單片機已滲透到人們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡通信與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，汽車的電氣系統(tǒng)，錄像機、攝像機、空調、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物，等等，這些都離不開單片機，更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。　　§1.3單片機的分類　　按指令系統(tǒng)分：單片機分CISC（復雜指令集）結構的單片機和RISC（精簡指令集）結構的單片機。CISC結構的單片機數(shù)據(jù)線和指令線分時復用，即所謂馮·諾伊曼結構。采用RISC結構的單片機數(shù)據(jù)線和指令線分離，即所謂哈佛結構。屬于CISC結構的單片機有Intel的8051系列、Motorola的.M68HC系列、Atmel的AT89系列、我國臺灣的Winbond（華邦）w78系列、荷蘭Philips的PCF80C51系列等；屬于RISC結構的有：Microchip公司的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韓國三星公司的KS57C系列4位單片機、我國臺灣義隆的EM一78系列等。一般來說，控制關系較簡單的小家電可以采用RISC型單片機；在控制關系較復雜的場合，如通信產(chǎn)品、工業(yè)控制系統(tǒng)應采用CISC單片機。不過，RISC單片機的迅速完善，使其佼佼者在控制關系復雜的場合也毫不遜色。

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