單片機

前言

2000年前，單片機教學(xué)內(nèi)容基本是清一色的MCS－51系列單片機，而2000年后，單片機的種類已經(jīng)極大豐富，且各具特色，但這在目前多數(shù)單片機教材中沒有體現(xiàn)出來。從20世紀80年代末開始至今，編者從事單片機的教學(xué)、開發(fā)和科研工作已經(jīng)有20多年，在多年科研和教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，1993年出版了《單片微型計算機原理、應(yīng)用及接口技術(shù)》一書，此書當時曾受到廣大讀者的認可，被多次重印，并于2004年出版了修訂版。后來編者又陸續(xù)出版了幾本關(guān)于單片機方面的書籍，其中《單片機初級教程》獲第5屆全國高校優(yōu)秀暢銷書一等獎。但由于編者水平有限和工作忙碌，這些書都沒有精雕細琢。此次編寫，編者認真回顧和總結(jié)以前的教材，同時加入單片機技術(shù)的最新進展，使該教材在內(nèi)容上更加先進、合理和完善?！皢纹瑱C（MCU）原理和應(yīng)用”是一門偏重工程應(yīng)用的課程，很多高等學(xué)校并沒有把它列入必修課，并且為本課程安排的學(xué)時數(shù)很少，要想在這樣的情況下取得較好的教學(xué)效果，對于教材編寫者來說就要想辦法盡可能讓教材適于自學(xué)。嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)是大家耳熱能詳?shù)拿~了，嵌入式技術(shù)已經(jīng)逐步滲入日常工作和生活的各個方面。目前所出的嵌入式系統(tǒng)教材，基本是建立在讀者已經(jīng)掌握8位單片機知識的基礎(chǔ)上，直接介紹32位處理器，讀者學(xué)習(xí)起來有一定難度。雖然8位、16位和32位單片機之間有差別，并且32位單片機的功能和性能要強大得多，但8位和32位單片機之間仍有很多基本概念和工作原理是相同的，因而在掌握了8位單片機的原理和應(yīng)用之后，再學(xué)習(xí)32位單片機就比較容易了，這就是磨刀不誤砍柴工。所以學(xué)習(xí)8位單片機也是學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的入門基礎(chǔ)和第1個臺階，更何況在大多數(shù)應(yīng)用場合使用8位單片機（MCU）就可以圓滿解決問題。目前8位單片機產(chǎn)品市場占有量仍大于60％，這也是一個不容忽視的事實。在嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域，8位單片機和32位單片機將會繼續(xù)并駕齊驅(qū)，各領(lǐng)風(fēng)騷，這也是本書安排學(xué)習(xí)8位單片機的原因。本書主要是面對工科院校的本科生。先修課程要求有電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計和微機原理及應(yīng)用.而在學(xué)習(xí)32位嵌入式系統(tǒng)時，還要掌握計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、操作系統(tǒng)等專業(yè)基礎(chǔ)課。因為不同學(xué)校的課程安排順序不同，讀者在第1次接觸單片機時，由于基礎(chǔ)知識不同，接受程度就會有較大差別。本書內(nèi)容的選擇和編排力求能夠適應(yīng)學(xué)校的這種實際情況，使本書能有較寬的適用面。

內(nèi)容概要

　　對嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展、定義及特點等作了介紹，并以嵌入式系統(tǒng)中的89系列單片機為例介紹了單片機（微控制器）的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、接口技術(shù)、中斷系統(tǒng)及單片機應(yīng)用等內(nèi)容.《單片機（微控制器）原理及應(yīng)用》在保持原8位單片機（MCU）教材結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，刪去了其中較陳舊的內(nèi)容，增加了介紹新技術(shù)的內(nèi)容，并增加了C51語言的內(nèi)容，同時在內(nèi)容編排和順序上也作了改進?！秵纹瑱C（微控制器）原理及應(yīng)用》各章中的關(guān)鍵性內(nèi)容都結(jié)合實例予以說明，同時還安排了大量思考題和習(xí)題，以利于讀者對所述內(nèi)容的理解、掌握、鞏固和應(yīng)用?！秵纹瑱C（微控制器）原理及應(yīng)用》的特點是深入淺出、闡述清晰、編排合理、例題豐富，適于自學(xué)和入門?！秵纹瑱C（微控制器）原理及應(yīng)用》既可作為高等院校單片.機課程教材，也可作為科技人員學(xué)習(xí)單片機的參考用書。

書籍目錄

第1章 概述1.1 計算機的發(fā)展1.1.1 計算機發(fā)展簡史1.1.2 微型計算機的發(fā)展及兩大分支1.2 嵌入式系統(tǒng)概述1.2.1 嵌入式系統(tǒng)的定義與特點1.2.2 嵌入式系統(tǒng)的組成1.2.3 嵌入式系統(tǒng)的高、低端1.3 單片機(MCU)概述1.3.1 單片機(MCU)的歷史及發(fā)展1.3.2 8位與32位單片機的主要異同點1.3.3 8位單片機的組成1.3.4 80C5l系列單片機1.3.5 其他常用單片機系列綜述1.4 計算機基礎(chǔ)知識1.4.1 數(shù)制與編碼1.4.2 計算機的基本組成電路思考與練習(xí)第2章 單片機的結(jié)構(gòu)及工作原理2.1 單片機的結(jié)構(gòu)2.1.1 標準型單片機的組成及結(jié)構(gòu)2.1.2 引腳定義及功能2.2 80C51的存儲器2.2.1 存儲器概述2.2.2 存儲器結(jié)構(gòu)和地址空間2.2.3 程序存儲器2.2.4 數(shù)據(jù)存儲器2.3 特殊功能寄存器(SFR)2.3.1 80C51系列單片機的SFR2.3.2 AT89S51／52單片機的SFR地址分布及尋址2.3.3 SFR的功能及應(yīng)用2.4 單片機的工作原理2.4.1 指令與程序概述2.4.2 CPU的工作原理2.4.3 單片機執(zhí)行程序的過程2.5 輸入／輸出口2.5.1 P0口2.5.2 P1口2.5.3 P2口2.5.4 P3口2.5.5 4個I／O口的主要異同點2.6 時序及時鐘電路2.6.1 時序及有關(guān)概念2.6.2 振蕩器和時鐘電路2.6.3 時鐘電路接法2.7 復(fù)位和復(fù)位電路2.7.1 內(nèi)部復(fù)位信號的產(chǎn)生2.7.2 復(fù)位狀態(tài)2.7.3 復(fù)位方式與外部復(fù)位電路2.8 80C51系列單片機的低功耗方式2.8.1 電源控制寄存器PCON2.8.2 待機方式2.8.3 掉電方式思考與練習(xí)第3章 指令系統(tǒng)3.1 指令系統(tǒng)簡介3.2 尋址方式3.2.1 符號注釋3.2.2 尋址方式說明3.3 指令系統(tǒng)分類介紹3.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令3.3.2 算術(shù)運算類指令3.3.3 邏輯操作類指令3.3.4 控制轉(zhuǎn)移類指令3.3.5 位操作類指令思考與練習(xí)第4章 匯編語言程序設(shè)計4.1 概述4.1.1 程序設(shè)計語言4.1.2 匯編語言源程序的格式4.1.3 匯編語言偽指令4.1.4 匯編語言程序設(shè)計步驟4.2 順序與循環(huán)程序設(shè)計4.2.1 順序程序設(shè)計4.2.2 循環(huán)程序設(shè)計4.3 分支程序設(shè)計4.3.1 分支程序設(shè)計綜述4.3.2 五條件／條件轉(zhuǎn)移程序4.3.3 散轉(zhuǎn)程序設(shè)計4.4 子程序設(shè)計4.4.1 子程序結(jié)構(gòu)與設(shè)計注意事項4.4.2 子程序的調(diào)用與返回4.4.3 子程序設(shè)計舉例4.5 查表程序設(shè)計4.5.1 查表程序綜述4.5.2 規(guī)則變量的查表程序設(shè)計4.5.3 非規(guī)則變量的查表程序設(shè)計思考與練習(xí)第5章 定時／計數(shù)器5.1 定時計數(shù)器T0、T1概述5.1.1 定時／計數(shù)器T0、T1的結(jié)構(gòu)5.1.2 定時／計數(shù)器的原理5.2 定時計數(shù)器T0、T1的控制方法5.2.1 定時／計數(shù)器T0、T1的寄存器5.2.2 定時／計數(shù)器T0、T1的初始化與啟動5.2.3 定時／計數(shù)器T0、T1初值的確定方法5.3 定時計數(shù)器T0、T1的工作方式5.3.1 方式05.3.2 方式15.3.3 方式25.3.4 方式35.4 定時／計數(shù)器T0、T1艦舉例5.4.1 方式1應(yīng)用舉例5.4.2 方式2應(yīng)用舉例5.4.3 方式3應(yīng)用舉例5.4.4 門控位應(yīng)用舉例5.5 定時廣計數(shù)器T25.5.1 T2的寄存器5.5.2 T2的工作方式5.5.3 應(yīng)用例題5.6 監(jiān)視定時器WDT5.6.1 WDT的功能及應(yīng)用特點5.6.2 輔助寄存器AUXR5.6.3 WDT應(yīng)用舉例思考與練習(xí)第6章 80C51的串行口6.1 串行通信概述6.1.1 同步通信和異步通信方式6.1.2 串行通信數(shù)據(jù)傳輸速率6.1.3 串行通信的方式6.1.4 通信協(xié)議6.2 80C51的串行口簡介6.2.1 串行口的結(jié)構(gòu)與工作原理6.2.2 串行口控制寄存器SCON6.2.3 80C51的幀格式6.2.4 波特率的設(shè)置6.3 串行通信工作方式6.3.1 方式06.3.2 方式16.3.3 方式2和方式36.3.4 多機通信6.4 串行口應(yīng)用舉例6.4.1 用串行口擴展I／O口6.4.2 用串行口進行異步通信思考與練習(xí)第7章 中斷系統(tǒng)7.1 概述7.1.1 中斷的概念7.1.2 引進中斷技術(shù)的優(yōu)點7.1.3 中斷源7.1.4 中斷系統(tǒng)的功能7.2 AT89S51單片機的中斷系統(tǒng)7.2.1 中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)7.2.2 中斷源及中斷入口7.2.3 與中斷有關(guān)的寄存器7.3 中斷處理過程7.3.1 中斷響應(yīng)7.3.2 中斷處理7.3.3 中斷返回7.3.4 中斷請求的撤除7.3.5 中斷響應(yīng)時間7.3.6 擴充外中斷源7.4 中斷程序的設(shè)計與應(yīng)用7.4.1 中斷程序的一般設(shè)計方法7.4.2 中斷程序應(yīng)用舉例思考與練習(xí)第8章 單片機的系統(tǒng)擴展8.1 并行擴展概述8.1.1 外部并行擴展總線8.1.2 并行擴展的尋址方法8.2 存儲器的并行擴展8.2.1 數(shù)據(jù)存儲器擴展概述8.2.2 訪問片外RAM的操作時序8.2.3 數(shù)據(jù)存儲器擴展舉例8.3 擴展并行I／O口8.3.1 簡單的并行I／O擴展8.3.2 擴展可編程I／O接口芯片8.4 串行擴展概述8.4.1 常用串行總線與串行口簡介8.4.2 單片機串行擴展的模擬技術(shù)8.5 I2C總線8.5.1 I2C總線的特點8.5.2 I2C總線的組成及基本工作原理8.5.3 I2C總線的傳輸時序8.5.4 I2C總線的通用模擬軟件包8.5.5 I2C總線應(yīng)用舉例8.6 SPI串行口8.6.1 SPI串行口的特點8.6.2 SPI系統(tǒng)的組成及基本原理8.6.3 SPI串行口的傳輸時序8.6.4 SPI串行口的通用軟件包8.6.5 SPI串行口應(yīng)用舉例8.7 擴展數(shù)模轉(zhuǎn)換器8.7.1 DAC電路原理8.7.2 D／A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標、8.7.3 擴展D／A轉(zhuǎn)換器實例8.8 擴展模數(shù)轉(zhuǎn)換器8.8.1 逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換原理8.8.2 A／D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標8.8.3 擴展A／D轉(zhuǎn)換器實例思考與練習(xí)第9章 C5工語言程序設(shè)計9.1 單片機的C51語言概述9.1.1 C51語言的主要優(yōu)點9.1.2 C51語言的運算符及表達式9.1.3 C51語言的程序結(jié)構(gòu)9.1.4 C51語言的流程控制語句9.2 C51語言對通用C語言的擴展9.2.1 數(shù)據(jù)的存儲類型9.2.2 數(shù)據(jù)類型9.2.3 指針9.2.4 函數(shù)9.2.5 C51語言對單片機硬件的訪問9.3 C51語言編程舉例9.4 C51語言與匯編語言的混合編程9.4.1 函數(shù)名的轉(zhuǎn)換規(guī)則9.4.2 函數(shù)調(diào)用9.4.3 混合編程舉例思考與練習(xí)第10章 接口技術(shù)10.1 鍵盤接口10.1.1 鍵盤工作原理10.1.2 獨立式按鍵10.1.3 行列式鍵盤10.2 顯示器接口10.2.1 LED顯示器的結(jié)構(gòu)與原理10.2.2 LED靜態(tài)顯示方式10.2.3 LED動態(tài)顯示方式10.2.4 液晶顯示器概述10.2.5 液晶顯示模塊的引腳及說明10.2.6 字符型液晶顯示模塊LCM的組成及原理10.2.7 LCM的指令10.2.8 LCM的復(fù)位及初始化10.2.9 LCM應(yīng)用舉例10.3 功率開關(guān)器件接口10.3.1 輸出接口的隔離技術(shù)10.3.2 直流負載驅(qū)動電路10.3.3 晶閘管驅(qū)動的負載電路10.3.4 電磁繼電器接口電路10.3.5 固態(tài)繼電器接口電路10.4 打印機接口10.4.1 TPuP－40A微型打印機的主要技術(shù)性能及接口要求10.4.2 字符代碼及打印命令10.4.3 TPuP－40A／16A微型打印機與單片機的接口思考與練習(xí)第11章 嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)11.1 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計過程11.1.1 總體方案設(shè)計11.1.2 硬件設(shè)計11.1.3 軟件設(shè)計11.1.4 嵌入式系統(tǒng)的低功耗設(shè)計11.2 開發(fā)工具和開發(fā)方法11.2.1 開發(fā)工具11.2.2 單片機的開發(fā)方法11.3 KeuC51集成開發(fā)環(huán)境的使用11.3.1 軟件開發(fā)流程11.3.2 項目的建立與設(shè)置11.3.3 運行調(diào)試11.4 水位控制系統(tǒng)11.4.1 題目分析11.4.2 硬件設(shè)計11.4.3 軟件設(shè)計11.5 恒溫箱溫度測控報警系統(tǒng)11.5.1 題目分析11.5.2 TLC549芯片介紹11.5.3 硬件設(shè)計11.5.4 軟件設(shè)計思考與練習(xí)附錄A 80C51指令表附錄B ASCI工碼(美國標準信息交換碼)符號對照表附錄C 常用芯片引腳圖附錄D 常用邏輯符號對照表參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：（4）單片機的全面發(fā)展階段很多大半導(dǎo)體和電氣廠商都開始進行單片機的研制和生產(chǎn)，單片機世界出現(xiàn)了百花齊放、欣欣向榮的景象。隨著單片機在各個領(lǐng)域全面深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強運算能力的16位、32位通用型單片機，以及小型廉價的專用型單片機，還有功能全面的片上單片機系統(tǒng)。其中8位單片機是目前品種最多、應(yīng)用最廣泛的單片機。眾多半導(dǎo)體廠商在競爭中發(fā)展，在發(fā)展中互相取長補短，使單片機的發(fā)展與完善速度始終處于其他各類產(chǎn)品的前列.目前單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，嵌入式應(yīng)用對產(chǎn)品的主要要求是更高的集成度、更低的功耗和更豐富的外設(shè)。所以今后單片機的發(fā)展趨勢將是進一步向著低功耗、小體積、大容量、高性能、高可靠性、低價格和混合信號集成化（即數(shù)字一模擬相混合的集成技術(shù)）等幾個方面發(fā)展。此外，單片機開始由復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機（ComlexInstructionSetComoert，CISC）向精簡指令系統(tǒng)計算機（ReducedInstructionSetCompert，RISC）發(fā)展，CISC功能較全，但指令條數(shù)較多，且多數(shù)情況各類指令的執(zhí)行速度不同，RISC指令條數(shù)大為精簡，且多數(shù)情況均為單周期指令，因而它的指令執(zhí)行速度可大幅度提高。近年來，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，對嵌入式系統(tǒng)提出了更高的要求，隨后產(chǎn)生了許多新型設(shè)備，如手持計算機、可上網(wǎng)的無線移動手機、機頂盒、可上網(wǎng)的電視機、智能家用電器等。相應(yīng)對嵌入式軟件也提出了更高的要求，促使軟件也隨著硬件同步發(fā)展。8位和32位單片機分別是單片機的低、高端產(chǎn)品，了解它們的主要異同點便于以后的學(xué)習(xí)。目前8位和32位單片機的品種都很多，為了方便比較，在此選擇美國ATMEL公司的8位單片機AT89系列和32位單片機中的AT91X40系列為例，進行對比。A了MEL公司的AT91X40系列產(chǎn)品采用業(yè)界流行的ARM7.rDMI作為內(nèi)核，具有32位RISC體系結(jié)構(gòu)，采用高密度的16位指令（ARM也具有32位指令）集。

編輯推薦

《單片機(微控制器)原理及應(yīng)用》由高等教育出版社出版。

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