單片機(jī)原理及應(yīng)用

前言

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國高等教育得到了快速發(fā)展，特別是應(yīng)用型本科教育，發(fā)展尤為迅速。為滿足應(yīng)用型本科對培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)體系與內(nèi)容改革的需要，我們依據(jù)在南京召開的“高等院校信息學(xué)科應(yīng)用型本科規(guī)劃教材建設(shè)研討會”的精神，組織編寫了本書，作為信息類學(xué)科的規(guī)劃教材?！　　秵纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用》是信息類學(xué)科一門重要的專業(yè)技術(shù)課，本書以8位MCS-51單片機(jī)為代表機(jī)型，全面介紹了單片機(jī)原理及其常用接口技術(shù)，并簡要介紹了高性能新型單片機(jī)。在編寫過程中，遵循講清基本原理、重點(diǎn)突出技術(shù)應(yīng)用和能力培養(yǎng)的原則。全書的應(yīng)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(nèi)部結(jié)_構(gòu)和工作過程的原理性分析，重點(diǎn)加大接口電路、系統(tǒng)擴(kuò)展、應(yīng)用技術(shù)的研究。其二，在編寫體系上作了較大改進(jìn)，以技術(shù)應(yīng)用為線索，將相同范疇的單片機(jī)內(nèi)部資源和外部擴(kuò)展應(yīng)用技術(shù)組織到同一章，以使知識傳授與能力培養(yǎng)緊密結(jié)合。其三，盡力反映單片機(jī)新技術(shù)應(yīng)用水平，壓縮了存儲器擴(kuò)展的內(nèi)容，增加了閃存（FlashMemory）型單片機(jī)簡介，也介紹了SPI、I2C總線接口技術(shù)以及ISP和IAP的概念等。其四，不但每一章給出了較多的習(xí)題與思考題，而且在相應(yīng)章中給出了較多的實驗與實訓(xùn)課題。注重突出實用性、針對性、先進(jìn)性和實踐操作性，以期使讀者獲得較為全面、系統(tǒng)的訓(xùn)練，切實提高技術(shù)應(yīng)用能力?！　∪珪卜?1章：第1～3章介紹單片機(jī)的基本知識和常用機(jī)型，講述MCS-51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)和簡單程序設(shè)計；第4～9章以單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)為核心，全面講述MCS-51系列單片機(jī)的接口及其擴(kuò)展技術(shù)，內(nèi)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，介紹軟、硬件系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試技術(shù)和軟、硬件抗干擾措施；第11章簡單介紹了閃存型單片機(jī)?！　”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(fù)責(zé)統(tǒng)稿?！　≡诒緯帉戇^程中，參閱了有關(guān)專家、學(xué)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(nèi)容概要

本書是高等院校信息類學(xué)科應(yīng)用型本科規(guī)劃教材，共11章，以MCS-51單片機(jī)為代表機(jī)型，詳細(xì)講述了8位單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)和簡單程序設(shè)計、存儲器擴(kuò)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試技術(shù)等。此外，還介紹了閃存型高性能單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能以及SPI、I2C接口技術(shù)等。本書以技術(shù)應(yīng)用為主線，將同一技術(shù)范疇的單片機(jī)片內(nèi)資源和片外擴(kuò)展技術(shù)組織為一章，各知識點(diǎn)適當(dāng)交叉、互相補(bǔ)充。每章均給出了較多的習(xí)題與思考題，為強(qiáng)化應(yīng)用能力培養(yǎng)．在對應(yīng)章后還配備適量的實驗與實訓(xùn)課題。    本書可作為高等院校應(yīng)用型本科教育的電子信息類、自動化類、儀器儀表類及機(jī)電類專業(yè)和汁算機(jī)專業(yè)的教材，也可供其他有關(guān)工程技術(shù)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(xué)院電氣工程系電氣自動化專業(yè)，曾任山東煤炭教育學(xué)院機(jī)電專業(yè)科長、工程學(xué)院副院長，現(xiàn)任山東科技大學(xué)信息工程系主任?！　●T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(xué)任務(wù)，他先后開出內(nèi)容體系各不相同的課程——《煤礦電工學(xué)》、《礦山供電》、《信號與通信》、《微機(jī)原理與應(yīng)用》、《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》、《自動控制理論》、《計算機(jī)控制技術(shù)》、《自動檢測技術(shù)》、《工廠電氣控制》等跨電類和計算機(jī)類10多門專業(yè)課程。年年超工作量，教學(xué)效果好，深受學(xué)生的歡迎。

書籍目錄

前言第1章　單片機(jī)概述　1.1　單片機(jī)的發(fā)展概況　　1.1.1　微型計算機(jī)與單片機(jī)　　1.1.2　單片機(jī)的發(fā)展歷史　1.2　單片機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用　　1.2.1　單片機(jī)的特點(diǎn)　　1.2.2　單片機(jī)的應(yīng)用　1.3　常用單片機(jī)的類型　　1.3.1　MCS-51系列單片機(jī)　　1.3.2　MCS-96系列單片機(jī)　　1.3.3　具有豐富外圍功能的單片機(jī)　習(xí)題與思考題第2章　MCS.51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)　2.1　結(jié)構(gòu)和引腳　　2.1.1　結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)　　2.2.1　程序存儲器　　2.2.2　數(shù)據(jù)存儲器　　2.2.3　特殊功能寄存器　2.3　輸入輸出端口結(jié)構(gòu)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(biāo)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(yīng)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(fù)位電路與復(fù)位狀態(tài)　　2.6.3　摔電和節(jié)電工作方式　習(xí)題與思考題第3章　MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)和程序設(shè)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(jī)尋址方式　3.2　MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)　　3.2.1　數(shù)據(jù)傳送類指令　　3.2.2　算術(shù)運(yùn)算指令　　3.2.3　邏輯操作類指令　　3.2.4　控制轉(zhuǎn)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(shè)計　　3.4.1　匯編語言程序設(shè)計步驟　　3.4.2　順序程序設(shè)計　　3.4.3　分支程序設(shè)計　　3.4.4　循環(huán)程序設(shè)計　　3.4.5　子程序設(shè)計　　3.4.6　查表程序設(shè)計　實驗與實訓(xùn)　　實訓(xùn)3-1　傳送指令訓(xùn)練　　實訓(xùn)3-2　拆宇程序　　實訓(xùn)3-3　數(shù)據(jù)捧序　　實訓(xùn)3-4　二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換BCD碼　習(xí)題與思考題第4章　存儲器及其擴(kuò)展技術(shù)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(shù)第9章　模擬量輸入、輸出接口技術(shù)第10章　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)第11章　閃存型單片機(jī)簡介附錄A  ASCII碼表及符號說明附錄B  MCS-51單片機(jī)指令表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　單片機(jī)概述　　單片機(jī)具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、類型多、擴(kuò)展簡單、控制優(yōu)勢明顯等特點(diǎn)，已成為計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的一個獨(dú)特分支。本章主要介紹單片機(jī)的發(fā)展概況，單片機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域以及常用類型等。通過對本章的學(xué)習(xí)，對單片機(jī)有一個初步的認(rèn)識，對單片機(jī)的主要系列產(chǎn)品的功能有所了解?！　?.1　單片機(jī)的發(fā)展概況　　1976年9月，Intel公司MCS-48單片機(jī)的問世是單片微型計算機(jī)（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(jī)成為可能。此后，單片機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，其功能越來越強(qiáng)，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(jī)智能終端等應(yīng)用中扮演著重要的角色?！　?.1.1　微型計算機(jī)與單片機(jī)　　1.微型計算機(jī)　　一臺數(shù)字計算機(jī)通常應(yīng)包括運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入，輸出設(shè)備四大部分，通常把運(yùn)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(jié)構(gòu)連接起來，再配以鍵盤、顯示器等輸入輸出設(shè)備就構(gòu)成了一臺典型的微型計算機(jī)。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(jī)的一個重要組成部分?！　∥⑿陀嬎銠C(jī)已被廣泛地用于數(shù)據(jù)處理和工業(yè)控制中。用于數(shù)據(jù)處理時，需要配上相應(yīng)的外圍設(shè)備，如屏幕顯示器（CRT）、鍵盤及打印機(jī)等，再與所配置的相應(yīng)軟件系統(tǒng)一起組成通用微型計算機(jī)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(shè)計一個通用的控制計算機(jī)。一般只提供由上述四部分組成的基本計算機(jī)系統(tǒng)以盡量縮小機(jī)器的體積，用戶則可根據(jù)需要增加相應(yīng)的過程通道（如模擬量輸入輸出通道、開關(guān)量輸入輸出通道等），組成各自的計算機(jī)控制系統(tǒng)。

圖書封面

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