單片機(jī)原理及應(yīng)用

前言

　　微型計(jì)算機(jī)自20世紀(jì)70年代誕生以來(lái)，得以迅速發(fā)展、普及和應(yīng)用，對(duì)科學(xué)技術(shù)研究和生產(chǎn)生活起到了巨大的推動(dòng)作用。隨著微處理器的出現(xiàn)，單片微型計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)）技術(shù)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)中一個(gè)獨(dú)特的分支，由于具有體積小、價(jià)格低、功能強(qiáng)的特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，特別是在工業(yè)控制、智能儀器儀表研發(fā)等領(lǐng)域中，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用?！　”緯?shū)是微機(jī)與嵌入式系統(tǒng)系列教材之一，在詳細(xì)闡述單片機(jī)原理及結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，注重與系列教材《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》、《微機(jī)原理及接口技術(shù)》、《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用》等內(nèi)容的銜接，引入了工程設(shè)計(jì)中常用的總線(xiàn)及接口技術(shù)（如I2C、SPI等）、單片機(jī)的C51程序設(shè)計(jì)及KEll C5l開(kāi)發(fā)環(huán)境等內(nèi)容，對(duì)提高學(xué)生單片機(jī)技術(shù)的工程實(shí)踐綜合能力、加強(qiáng)c語(yǔ)言的應(yīng)用能力具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值?！　∪珪?shū)共分為10章，第1～6章詳細(xì)介紹了MCS5l單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、MCS51單片機(jī)定時(shí)／計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)原理與應(yīng)用、串行通信及其應(yīng)用。第7章和第8章介紹單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展及接口技術(shù)，如存儲(chǔ)器、I／O接口、微型打印機(jī)、鍵盤(pán)接口、顯示器接口、A／D和D／A轉(zhuǎn)換器接口等，并介紹了各種接口的驅(qū)動(dòng)程序，I2C總線(xiàn)、SPI總線(xiàn)在內(nèi)的串行總線(xiàn)接口的時(shí)序和接口驅(qū)動(dòng)程序。第9章介紹了MCS51單片機(jī)的C51程序設(shè)計(jì)。第10章從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)詳細(xì)介紹了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)、常用單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具及單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例。附錄A為MCS5l指令集。在附錄B中，詳細(xì)介紹了單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境——uVision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用及用戶(hù)程序的調(diào)試過(guò)程?！　∪珪?shū)的參考學(xué)時(shí)為40～60學(xué)時(shí)。教師可根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)書(shū)中的內(nèi)容進(jìn)行取舍。　　本書(shū)由廣西工學(xué)院韓峻峰完成了第1，章和第7章的編寫(xiě)及全書(shū)的統(tǒng)稿工作。海濤完成第4章和第5章的編寫(xiě)工作，方華完成第10章的編寫(xiě)工作，陳文輝完成第6章、，第9章和附錄B的編寫(xiě)工作；馬兆敏完成第2章的編寫(xiě)工作；柯寶中完成第8章的編寫(xiě)工作；阮忠完成第3章和附錄A的編寫(xiě)工作。

內(nèi)容概要

　　《單片機(jī)原理及應(yīng)用》詳細(xì)介紹了MCS51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)介紹了MCS51單片機(jī)的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；介紹了單片機(jī)C語(yǔ)言基本知識(shí)及常用單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；介紹了常用的硬件接口設(shè)計(jì)及串行總線(xiàn)接口設(shè)計(jì)（如I2C總線(xiàn)和SPI總線(xiàn)）；介紹了MCS51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并在附錄中詳細(xì)介紹了常用單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境——uVision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用?！秵纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用》選取內(nèi)容豐富且實(shí)用性強(qiáng)，書(shū)中的應(yīng)用實(shí)例大多來(lái)自于工程實(shí)踐和教學(xué)實(shí)踐?！　　秵纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用》既可作為工科院校的本科生單片機(jī)課程的教學(xué)用書(shū)，也可以作為從事單片機(jī)研發(fā)、應(yīng)用工作專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

出版說(shuō)明前言第1章 緒論1.1 單片機(jī)的基本概念1.2 單片機(jī)的發(fā)展1.2.1 單片機(jī)的發(fā)展概況1.2.2 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展1.3 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.3.1 單片機(jī)的特點(diǎn)1.3.2 單片機(jī)的應(yīng)用1.4 常用的單片機(jī)1.4.1 MCS51系列單片機(jī)1.4.2 8051內(nèi)核單片機(jī)1.4.3 其他單片機(jī)第2章 MCS51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)2.1 MCS51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳功能2.1.1 MCS51單片機(jī)的基本組成2.1.2 引腳功能2.2 中央處理單元2.2.1 運(yùn)算部件.2.2.2 控制部件2.2.3 時(shí)鐘電路與CPU時(shí)序2.3 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)2.3.1 程序存儲(chǔ)器2.3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2.3.3 特殊功能寄存器區(qū)2.4 并行輸入/輸出接口2.4.1 Pl口2.4.2 P0口2.4.3 P2口2.4.4 P3口2.5 復(fù)位狀態(tài)與復(fù)位電路2.5.1 復(fù)位狀態(tài)2.5.2 復(fù)位電路2.5.3 “看門(mén)狗”技術(shù)2.6 MCS51單片機(jī)的低功耗方式2.6.1 方式設(shè)定2.6.2 等待工作方式2.6.3 掉電工作方式2.7 思考題與習(xí)題第3章 指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)3.1 指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介3.2 指令的格式3.3 MCS51單片機(jī)的尋址方式3.3.1 立即尋址3.3.2 直接尋址3.3.3 寄存器尋址3.3.4 寄存器間接尋址3.3.5 變址尋址3.3.6 位尋址3.3.7 相對(duì)尋址3.4 指令系統(tǒng)分類(lèi)介紹3.5 MCS51單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)3.6 偽指令3.7 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)舉例3.7.1 順序程序設(shè)計(jì)3.7.2 分支程序設(shè)計(jì)3.7.3 循環(huán)程序設(shè)計(jì)3.7.4 位操作程序設(shè)計(jì)3.8 思考題與習(xí)題第4章 MCS51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器4.1 MCS51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器概述4.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)4.2.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式寄存器4.2.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器4.2.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理4.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式及其應(yīng)用4.3.1 方式0及其應(yīng)用4.3.2 方式1及其應(yīng)用4.3.3 方式2及其應(yīng)用4.3.4 方式3及其應(yīng)用4.3.5 定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用的其他問(wèn)題4.4 思考題與習(xí)題第5章 中斷系統(tǒng)原理與應(yīng)用5.1 中斷系統(tǒng)基本概念5.1.1 中斷5.1.2 中斷的嵌套和中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5.2 MCS51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)及其管理5.2.1 MCS51單片機(jī)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.2.2 中斷請(qǐng)求源5.2.3 中斷控制5.3 單片機(jī)響應(yīng)中斷的條件及響應(yīng)過(guò)程5.3.1 單片機(jī)響應(yīng)中斷的條件5.3.2 中斷的響應(yīng)過(guò)程5.3.3 外部中斷的響應(yīng)時(shí)間5.3.4 外部中斷的觸發(fā)方式選擇5.3.5 中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)5.3.6 單片機(jī)的中斷響應(yīng)過(guò)程5.3.7 中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)5.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器作為外部中斷源的使用方法5.5 思考題與習(xí)題第6章 串行通信及其應(yīng)用6.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念6.1.1 數(shù)據(jù)通信的傳輸方式6.1.2 串行數(shù)據(jù)通信的兩種形式6.2 串行口的結(jié)構(gòu)6.2.1 串行口控制寄存器6.2.2 電源控制寄存器6.3 串行口的工作方式6.3.1 方式06.3.2 方式16.3.3 方式26.3.4 方式36.4 RS?232總線(xiàn)及接口電路6.5 串行通信應(yīng)用6.5.1 波特率設(shè)定6.5.2 串行口應(yīng)用6.6 思考題及習(xí)題第7章 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展7.1 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展概述7.1.1 單片機(jī)系統(tǒng)總線(xiàn)7.1.2 單片機(jī)系統(tǒng)總線(xiàn)構(gòu)造7.1.3 單片機(jī)系統(tǒng)總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)能力擴(kuò)展7.1.4 單片機(jī)存儲(chǔ)器地址空間分配和一般擴(kuò)展方法7.2 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展及應(yīng)用7.2.1 常用EPROM芯片介紹7.2.2 EPROM芯片的工作方式7.2.3 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展7.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展及應(yīng)用7.3.1 常用的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片介紹7.3.2 RAM芯片的工作方式7.3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展7.4 程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的綜合擴(kuò)展7.5 并行I/O口的擴(kuò)展7.5.1 8155芯片介紹7.5.2 8155工作方式7.5.3 8155與單片機(jī)的接口及應(yīng)用7.6 思考題與習(xí)題第8章 單片機(jī)接口技術(shù)8.1 鍵盤(pán)接口8.1.1 鍵盤(pán)的組成8.1.2 鍵盤(pán)接口的工作原理8.1.3 鍵盤(pán)的工作方式8.2 顯示器接口8.2.1 LED顯示器接口原理8.2.2 LED顯示器工作原理8.3 A/D轉(zhuǎn)換器接口8.3.1 A/D轉(zhuǎn)換器原理8.3.2 A/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)用8.4 D/A轉(zhuǎn)換器接口8.4.1 D/A轉(zhuǎn)換器原理8.4.2 D/A轉(zhuǎn)換器應(yīng)用8.5 I2C總線(xiàn)接口8.5.1 I2C總線(xiàn)概述8.5.2 單片機(jī)的I2C總線(xiàn)接口及應(yīng)用8.6 SPI總線(xiàn)接口8.7 思考題及習(xí)題第9章 MCS51單片機(jī)的C51程序設(shè)計(jì)9.1 C51編程概述9.1.1 概述9.1.2 KEIL 8051開(kāi)發(fā)工具9.1.3 C51程序開(kāi)發(fā)過(guò)程9.1.4 C51程序結(jié)構(gòu)9.2 C51的數(shù)據(jù)類(lèi)型及存儲(chǔ)類(lèi)型9.2.1 C51的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型9.2.2 C51的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類(lèi)型和存儲(chǔ)模式9.2.3 單片機(jī)特殊功能寄存器及其C51定義9.3 C51的基本運(yùn)算9.3.1 C51的算術(shù)運(yùn)算9.3.2 C51的關(guān)系運(yùn)算9.3.3 C51的邏輯運(yùn)算9.3.4 C5l的位運(yùn)算9.3.5 C51的復(fù)合賦值運(yùn)算符9.4 C51流程控制語(yǔ)句9.4.1 選擇控制語(yǔ)句9.4.2 循環(huán)語(yǔ)句9.5 C51函數(shù)9.5.1 函數(shù)的分類(lèi)與定義9.5.2 函數(shù)的調(diào)用9.5.3 中斷服務(wù)函數(shù)和寄存器組定義9.6 預(yù)處理器9.6.1 宏定義9.6.2 文件包含9.6.3 條件編譯9.7 C51庫(kù)函數(shù)9.8 C51程序設(shè)計(jì)舉例9.8.1 MCS51單片機(jī)內(nèi)部資源的C51編程9.8.2 8051單片機(jī)擴(kuò)展資源的C51編程第10章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)例10.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程10.1.1 需求分析與可行性論證10.1.2 硬件電路設(shè)計(jì)原則10.1.3 軟件設(shè)計(jì)原則10.1.4 軟、硬件測(cè)試與程序固化10.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)10.2.1 硬件抗干擾技術(shù)10.2.2 軟件抗干擾設(shè)計(jì)10.3 單片機(jī)的開(kāi)發(fā)工具10.4 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10.4.1 設(shè)計(jì)要求10.4.2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)10.4.3 軟件設(shè)計(jì)10.5 智能家電遠(yuǎn)程電話(huà)遙控系統(tǒng)10.5.1 設(shè)計(jì)要求10.5.2 硬件電路設(shè)計(jì)10.5.3 軟件設(shè)計(jì)附錄附錄A MCS51指令集附錄B μVision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境使用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　2.司靠性高　　單片機(jī)本身是根據(jù)工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，減少了總線(xiàn)內(nèi)部之間的連線(xiàn)，其信號(hào)通道受外界影響小，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。另外，由于其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施。單片機(jī)分為軍用級(jí)、工業(yè)用級(jí)和民用級(jí)3個(gè)等級(jí)系列，其中軍用級(jí)、工業(yè)級(jí)具有較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境工作的能力?！　?.控制功能強(qiáng)　　為滿(mǎn)足控制的要求，單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I／O口的邏輯操作及位處理功能等控制功能命令，其邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微型計(jì)算機(jī)?！　?.易擴(kuò)展　　單片機(jī)的系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，與很多外圍芯片可以直接連接，容易進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)展構(gòu)成各種不同規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)?！　?.3.2單片機(jī)的應(yīng)用　　單片機(jī)的應(yīng)用范圍十分廣泛，其中主要的應(yīng)用領(lǐng)域如下：　　1.家用電器　　這是單片機(jī)最早應(yīng)用的領(lǐng)域之一。目前，國(guó)內(nèi)外各種家用電器已普遍采用單片機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制電路，如微波爐、電視機(jī)、電冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、錄像機(jī)、音響設(shè)備乃至許多高級(jí)電子玩具都配上了單片機(jī)，從而提高智能化程度，增強(qiáng)產(chǎn)品功能和性能，使人類(lèi)生活更加舒適和方便?！　?.儀器儀表　　這是單片機(jī)應(yīng)用最多、最活躍的領(lǐng)域之一。由于單片機(jī)體積小、成本低、運(yùn)用靈活，且易于產(chǎn)品化，所以它能方便地組裝成各種智能化的控制設(shè)備和儀器儀表，做到機(jī)電一體化。其主要用于工業(yè)用智能儀器儀表、醫(yī)療器械、數(shù)字示波器等，不僅能提高測(cè)量精度和準(zhǔn)確度，簡(jiǎn)化儀器硬件結(jié)構(gòu)，減小儀器體積便于攜帶，還具有數(shù)據(jù)處理、分析和監(jiān)控等功能，易于實(shí)現(xiàn)儀器儀表數(shù)字化和智能化。　　3.工業(yè)控制　　這是單片機(jī)應(yīng)用的主要領(lǐng)域。由于單片機(jī)本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，面向控制，所以單片機(jī)能針對(duì)性地解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各種控制任務(wù)，獲得最佳的性能價(jià)格比。其適用溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠工作，這是其他類(lèi)型計(jì)算機(jī)無(wú)法相比的。無(wú)論過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集還是測(cè)控技術(shù)，都離不開(kāi)單片機(jī)，單片機(jī)可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，同時(shí)可以方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，使系統(tǒng)保持最佳工作狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量?！　　?/pre>








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