單片機原理及應用

前言

　　進入21世紀以來，我國高等教育得到了快速發(fā)展，特別是應用型本科教育，發(fā)展尤為迅速。為滿足應用型本科對培養(yǎng)目標和教學體系與內容改革的需要，我們依據在南京召開的“高等院校信息學科應用型本科規(guī)劃教材建設研討會”的精神，組織編寫了本書，作為信息類學科的規(guī)劃教材。　　《單片機原理及應用》是信息類學科一門重要的專業(yè)技術課，本書以8位MCS-51單片機為代表機型，全面介紹了單片機原理及其常用接口技術，并簡要介紹了高性能新型單片機。在編寫過程中，遵循講清基本原理、重點突出技術應用和能力培養(yǎng)的原則。全書的應用性特色主要體現(xiàn)在以下幾個方面：其一，盡量壓縮理論敘述，減少內部結_構和工作過程的原理性分析，重點加大接口電路、系統(tǒng)擴展、應用技術的研究。其二，在編寫體系上作了較大改進，以技術應用為線索，將相同范疇的單片機內部資源和外部擴展應用技術組織到同一章，以使知識傳授與能力培養(yǎng)緊密結合。其三，盡力反映單片機新技術應用水平，壓縮了存儲器擴展的內容，增加了閃存（FlashMemory）型單片機簡介，也介紹了SPI、I2C總線接口技術以及ISP和IAP的概念等。其四，不但每一章給出了較多的習題與思考題，而且在相應章中給出了較多的實驗與實訓課題。注重突出實用性、針對性、先進性和實踐操作性，以期使讀者獲得較為全面、系統(tǒng)的訓練，切實提高技術應用能力?！　∪珪卜?1章：第1～3章介紹單片機的基本知識和常用機型，講述MCS-51系列單片機的結構、工作原理、指令系統(tǒng)和簡單程序設計；第4～9章以單片機應用技術為核心，全面講述MCS-51系列單片機的接口及其擴展技術，內容包括存儲器、并行輸入，輸出接口、定時器，計數(shù)器、串行輸入，輸出接口、鍵盤及顯示器接口、模擬量輸入，輸出接口等；第10章為單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)，介紹軟、硬件系統(tǒng)設計與調試技術和軟、硬件抗干擾措施；第11章簡單介紹了閃存型單片機?！　”緯?、4、5、11章由馮文旭編寫，第2、3章由程麗萍編寫，第6、7章由王彩霞編寫，第8、9、10章由朱慶豪編寫，全書由馮文旭和朱慶豪負責統(tǒng)稿?！　≡诒緯帉戇^程中，參閱了有關專家、學者的著作，胡新彥為本書資料收集和插圖繪制做了大量工作，張清菊提供了附錄，在此一并表示衷心的感謝。

內容概要

本書是高等院校信息類學科應用型本科規(guī)劃教材，共11章，以MCS-51單片機為代表機型，詳細講述了8位單片機的結構、工作原理、指令系統(tǒng)和簡單程序設計、存儲器擴展、并行輸入，輸出接口、定時器，計數(shù)器、串行輸入，輸出接口、顯示器及鍵盤接口、模擬量輸入，輸出接口以及單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)調試技術等。此外，還介紹了閃存型高性能單片機的結構特點與功能以及SPI、I2C接口技術等。本書以技術應用為主線，將同一技術范疇的單片機片內資源和片外擴展技術組織為一章，各知識點適當交叉、互相補充。每章均給出了較多的習題與思考題，為強化應用能力培養(yǎng)．在對應章后還配備適量的實驗與實訓課題。    本書可作為高等院校應用型本科教育的電子信息類、自動化類、儀器儀表類及機電類專業(yè)和汁算機專業(yè)的教材，也可供其他有關工程技術人員參考。

作者簡介

　　馮文旭，教授， 1982年畢業(yè)于山東礦業(yè)學院電氣工程系電氣自動化專業(yè)，曾任山東煤炭教育學院機電專業(yè)科長、工程學院副院長，現(xiàn)任山東科技大學信息工程系主任。　　馮文旭多年來不斷開出新課程，充分表現(xiàn)出了不計得失、勤勤懇懇的敬業(yè)精神。面對繁重的教學任務，他先后開出內容體系各不相同的課程——《煤礦電工學》、《礦山供電》、《信號與通信》、《微機原理與應用》、《單片機應用技術》、《自動控制理論》、《計算機控制技術》、《自動檢測技術》、《工廠電氣控制》等跨電類和計算機類10多門專業(yè)課程。年年超工作量，教學效果好，深受學生的歡迎。

書籍目錄

前言第1章　單片機概述　1.1　單片機的發(fā)展概況　　1.1.1　微型計算機與單片機　　1.1.2　單片機的發(fā)展歷史　1.2　單片機的特點和應用　　1.2.1　單片機的特點　　1.2.2　單片機的應用　1.3　常用單片機的類型　　1.3.1　MCS-51系列單片機　　1.3.2　MCS-96系列單片機　　1.3.3　具有豐富外圍功能的單片機　習題與思考題第2章　MCS.51單片機的基本結構　2.1　結構和引腳　　2.1.1　結構框圖與性能　　2.1.2　微處理器　　2.1.3　引腳及其功能　2.2　存儲器組織結構　　2.2.1　程序存儲器　　2.2.2　數(shù)據存儲器　　2.2.3　特殊功能寄存器　2.3　輸入輸出端口結構及工作原理　　2.3.1　P0口　　2.3.2　P1口　　2.3.3　P2口　　2.3.4　P3口　2.4　振蕩器及CPU的工作時序　　2.4.1　振蕩器　　2.4.2　時序定時單位　　2.4.3　CPU工作時序　2.5　中斷系統(tǒng)　　2.5.1　中斷源和中斷請求標志　　2.5.2　中斷允許控制　　2.5.3　中斷優(yōu)先級　　2.5.4　中斷響應過程　　2.5.5　外部中斷　2.6　工作方式　　2.6.1　程序執(zhí)行工作方式　　2.6.2　復位電路與復位狀態(tài)　　2.6.3　摔電和節(jié)電工作方式　習題與思考題第3章　MCS-51單片機指令系統(tǒng)和程序設計舉例　3.1　指令格式和尋址方式　　3.1.1　指令格式　　3.1.2　指令中常用符號　　3.1.3　MCS-51單片機尋址方式　3.2　MCS-51單片機指令系統(tǒng)　　3.2.1　數(shù)據傳送類指令　　3.2.2　算術運算指令　　3.2.3　邏輯操作類指令　　3.2.4　控制轉移類指令　　3.2.5　位操作指令　3.3　匯編語言及偽指令　　3.3.1　匯編和匯編程序　　3.3.2　偽指令　3.4　匯編語言源程序設計　　3.4.1　匯編語言程序設計步驟　　3.4.2　順序程序設計　　3.4.3　分支程序設計　　3.4.4　循環(huán)程序設計　　3.4.5　子程序設計　　3.4.6　查表程序設計　實驗與實訓　　實訓3-1　傳送指令訓練　　實訓3-2　拆宇程序　　實訓3-3　數(shù)據捧序　　實訓3-4　二進制數(shù)轉換BCD碼　習題與思考題第4章　存儲器及其擴展技術第5章　并行輸入，輸出接口第6章　定時器，計數(shù)器第7章　串行輸入，輸出接口電路第8章　顯示器及鍵盤接口技術第9章　模擬量輸入、輸出接口技術第10章　單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)第11章　閃存型單片機簡介附錄A  ASCII碼表及符號說明附錄B  MCS-51單片機指令表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　單片機概述　　單片機具有體積小、功耗低、功能強、類型多、擴展簡單、控制優(yōu)勢明顯等特點，已成為計算機應用領域的一個獨特分支。本章主要介紹單片機的發(fā)展概況，單片機的特點與應用領域以及常用類型等。通過對本章的學習，對單片機有一個初步的認識，對單片機的主要系列產品的功能有所了解?！　?.1　單片機的發(fā)展概況　　1976年9月，Intel公司MCS-48單片機的問世是單片微型計算機（Single Chip Microcomputer）劃時代的里程碑，它使得在一塊微小的晶片上生成一臺計算機成為可能。此后，單片機技術飛速發(fā)展，其功能越來越強，適用范圍越來越廣，特別是在工業(yè)控制、自動化儀器儀表和計算機智能終端等應用中扮演著重要的角色?！　?.1.1　微型計算機與單片機　　1.微型計算機　　一臺數(shù)字計算機通常應包括運算器、控制器、存儲器、輸入，輸出設備四大部分，通常把運算器與控制器集成在一微小單晶硅片上，該芯片被稱為中央處理器（Central Processing Unit，CPU）或微處理器（MicroProcessing Unit，MPU）。把CPU與大規(guī)模集成電路制成的主存儲器、輸入輸出接口電路等部件用總線結構連接起來，再配以鍵盤、顯示器等輸入輸出設備就構成了一臺典型的微型計算機。由此可見，一個只集成了中央處理器CPU的集成電路封裝，只是微型計算機的一個重要組成部分。　　微型計算機已被廣泛地用于數(shù)據處理和工業(yè)控制中。用于數(shù)據處理時，需要配上相應的外圍設備，如屏幕顯示器（CRT）、鍵盤及打印機等，再與所配置的相應軟件系統(tǒng)一起組成通用微型計算機系統(tǒng)（Microcomputer System）。用于工業(yè)控制時，由于控制對象各不相同，因而不可能設計一個通用的控制計算機。一般只提供由上述四部分組成的基本計算機系統(tǒng)以盡量縮小機器的體積，用戶則可根據需要增加相應的過程通道（如模擬量輸入輸出通道、開關量輸入輸出通道等），組成各自的計算機控制系統(tǒng)。

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