單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)

前言

隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，單片機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。它具有集成度高、功能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、易于掌握、應(yīng)用靈活、可靠性高、價格低廉等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、家用電器、通信設(shè)備、信息處理、尖端武器等各個領(lǐng)域。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)已成為電子信息、電氣、通信、自動化、機(jī)電一體化等專業(yè)的學(xué)生、相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的技術(shù)。本書是根據(jù)高等職業(yè)技術(shù)教育的培養(yǎng)目標(biāo)、本課程的課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合編者多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編寫而成。全書共11章，包括單片機(jī)硬件系統(tǒng)、單片機(jī)軟件指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、中斷系統(tǒng)、定時器／計(jì)數(shù)器、單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展、單片機(jī)接口技術(shù)、串行通信技術(shù)、單片機(jī)的c51程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)。每章節(jié)都有基本技能訓(xùn)練、本章小結(jié)和習(xí)題等內(nèi)容，還介紹了一些常用的外圍器件、基本電路及其控制與應(yīng)用，突出對學(xué)生實(shí)際動手能力的培養(yǎng)。本書融入了編者10多年教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并注意到選材的科學(xué)性、趣味性和實(shí)用性。特別是在實(shí)例和實(shí)驗(yàn)的編寫中，既考慮到實(shí)例間相互補(bǔ)充、難易適當(dāng)，又使其能夠說明主要問題，還考慮了其趣味性和實(shí)用性。書中的應(yīng)用程序，均經(jīng)過上機(jī)調(diào)試，讀者可直接調(diào)用。通過對本教材的學(xué)習(xí)，力求使讀者能夠掌握單片機(jī)的原理和實(shí)用技術(shù)，具有開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的初步能力。本書由廖世海、吳政江擔(dān)任主編，何其貴、劉志斌和李俊擔(dān)任副主編。江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院廖世海副教授編寫第5章、第11章；貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院吳政江副教授編寫第9章；江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院何其貴副教授編寫第10章；湖南交通工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉志斌編寫第8章；江西城市職業(yè)學(xué)院李俊編寫第6章；江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院陳立編寫第7章；江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫俊杰編寫第3章；江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院夏路生編寫第l章和第2章；燕山大學(xué)李婷編寫第4章。廖世海老師負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿工作。本書由江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院歐陽慧平副教授主審，他對稿件提出了很多寶貴的意見和建議，機(jī)械工業(yè)出版社曲世海編輯對本書給予了很多指導(dǎo)，在編寫過程中，得到了江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系的大力支持，也得到了參與編寫的兄弟院校的支持，在此一并表示衷心感謝。

內(nèi)容概要

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是電類及機(jī)電類各專業(yè)的一門必修課，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。    本書以目前使用最廣泛的MCS-51系列單片機(jī)為對象，介紹了單片機(jī)的基本工作原理、基本結(jié)構(gòu)及應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)方法、系統(tǒng)擴(kuò)展及接口技術(shù)、單片機(jī)的C51程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)方法和技巧等，并介紹了一些新型的接口器件。每章均有基本技能訓(xùn)練，以適應(yīng)現(xiàn)代高職高專教育要求——培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專門人才，且每章后有小結(jié)和習(xí)題，方便復(fù)習(xí)和課后練習(xí)。最后一章介紹單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都具有趣味性、實(shí)用性，可供學(xué)習(xí)單片機(jī)時實(shí)踐練習(xí)。    本書內(nèi)容精練、對概念講述清楚，通俗易懂，既適合于傳統(tǒng)方法教學(xué)，也適合于現(xiàn)代項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動的課改方向。可作為高職高專電子、電氣、通信、自動化、機(jī)電一體化等專業(yè)的教材，也適合自學(xué)和從事單片機(jī)工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言第1章  單片機(jī)硬件系統(tǒng)  1.1  單片機(jī)概述    1.1.1  單片機(jī)及其應(yīng)用    1.1.2  MCS-51系列單片機(jī)    1.1.3  單片機(jī)中的數(shù)制與編碼  1.2  MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能    1.2.1  內(nèi)部結(jié)構(gòu)    1.2.2  引腳功能  1.3  存儲器    1.3.1  MCS-51系列單片機(jī)存儲器的特點(diǎn)    1.3.2  程序存儲器    1.3.3  數(shù)據(jù)存儲器  1.4  并行輸入輸出口、時鐘電路、復(fù)位電路    1.4.1  并行輸入輸出口    1.4.2  時鐘電路    1.4.3  復(fù)位電路  1.5  MCS-51系列單片機(jī)的基本工作過程  1.6  MCS-51系列單片機(jī)的最小系統(tǒng)  1.7  基本技能訓(xùn)練——MCS-51系列單片機(jī)控制信號燈亮滅  習(xí)題第2章  單片機(jī)軟件指令系統(tǒng)  2.1  簡介    2.1.1  指令概述    2.1.2  指令格式  2.2  尋址方式  2.3  指令系統(tǒng)    2.3.1  指令符號約定    2.3.2  常用偽指令    2.3.3  數(shù)據(jù)傳送類指令    2.3.4  算術(shù)運(yùn)算類指令    2.3.5  邏輯運(yùn)算及移位類指令    2.3.6  控制轉(zhuǎn)移類指令    2.3.7  位操作類指令  2.4  基本技能訓(xùn)練——流水燈的單片機(jī)控制  習(xí)題第3章  匯編語言程序設(shè)計(jì)  3.1  計(jì)算機(jī)語言概述    3.1.1  機(jī)器語言    3.1.2  匯編語言    3.1.3  高級語言  3.2  匯編語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)    3.2.1  匯編語言格式    3.2.2  匯編語言程序設(shè)計(jì)步驟    3.2.3  匯編語言源程序的匯編  3.3  匯編語言程序設(shè)計(jì)    3.3.1  順序程序設(shè)計(jì)    3.3.2  分支程序設(shè)計(jì)    3.3.3  循環(huán)程序設(shè)計(jì)    3.3.4  子程序設(shè)計(jì)  3.4  匯編語言程序舉例    3.4.1  代碼轉(zhuǎn)換程序    3.4.2  算術(shù)運(yùn)算程序    3.4.3  查表、查找、排序程序  3.5  基本技能訓(xùn)練——編程使P1.7輸出1kHz的方波  習(xí)題第4章  中斷系統(tǒng)  4.1  中斷概述  4.2  MCS-51系列單片機(jī)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)    4.2.1  中斷源和中斷系統(tǒng)構(gòu)成    4.2.2  中斷標(biāo)志和中斷控制  4.3  中斷響應(yīng)    4.3.1  中斷處理的過程    4.3.2  中斷申請的撤除  4.4  中斷系統(tǒng)的應(yīng)用  4.5  基本技能訓(xùn)練——報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作  習(xí)題第5章  定時器/計(jì)數(shù)器  5.1  定時器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理    5.1.1  定時器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)    5.1.2  定時器/計(jì)數(shù)器的工作原理  5.2  定時器/計(jì)數(shù)器的控制    5.2.1  控制寄存器    5.2.2  定時器/計(jì)數(shù)器的工作方式  5.3  定時器/計(jì)數(shù)器的編程和應(yīng)用    5.3.1  定時器/計(jì)數(shù)器的初始化編程    5.3.2  定時器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用舉例  5.4  基本技能訓(xùn)練——BCD碼顯示的兩位秒表  習(xí)題第6章  單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展  6.1  系統(tǒng)擴(kuò)展及結(jié)構(gòu)    6.1.1  系統(tǒng)總線    6.1.2  存儲器擴(kuò)展與編址  6.2  程序存儲器擴(kuò)展    6.2.1  程序存儲器概述    6.2.2  程序存儲器擴(kuò)展舉例  6.3  數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展    6.3.1  數(shù)據(jù)存儲器概述    6.3.2  數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展舉例  6.4  并行I/O口擴(kuò)展    6.4.1  基本I/O口的擴(kuò)展    6.4.2  可編程I/O口芯片8255的擴(kuò)展  6.5  基本技能訓(xùn)練——用可編程I/O口芯片8255A制作12個發(fā)光二極管的流水燈  習(xí)題第7章  單片機(jī)接口技術(shù)  7.1  顯示器與MCS-51系列單片機(jī)的接口    7.1.1  LED顯示器及其接口    7.1.2  LED點(diǎn)陣顯示及接口    7.1.3  LCD顯示器及其接口  7.2  鍵盤與單片機(jī)接口    7.2.1  鍵盤的工作原理    7.2.2  獨(dú)立式按鍵    7.2.3  矩陣式按鍵  7.3  D/A轉(zhuǎn)換器接口    7.3.1  D/A轉(zhuǎn)換器概述    7.3.2  典型D/A轉(zhuǎn)換器芯片DAC0832    7.3.3  DAC0832與MCS-51系列單片機(jī)的接口及應(yīng)用  7.4  A/D轉(zhuǎn)換器接口    7.4.1  A/D轉(zhuǎn)換器概述    7.4.2  典型A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809    7.4.3  ADC0809與MCS-51系列單片機(jī)的接口及應(yīng)用  7.5  MCS-51系列單片機(jī)功率接口    7.5.1  功率晶體管接口    7.5.2  光耦合器接口    7.5.3  繼電器接口    7.5.4  雙向晶閘管接口    7.5.5  電動機(jī)的驅(qū)動接口  7.6  基本技能訓(xùn)練——兩位秒表的設(shè)計(jì)與制作  習(xí)題第8章  串行通信技術(shù)  8.1  串行通信基礎(chǔ)    8.1.1  串行通信的分類    8.1.2  串行通信的制式  8.2  MCS-51系列單片機(jī)的串行接口    8.2.1  串行接口的結(jié)構(gòu)及功能    8.2.2  串行通信工作方式    8.2.3  串行接口波特率  8.3  MCS-51系列單片機(jī)之間的通信    8.3.1  雙機(jī)通信    8.3.2  多機(jī)通信  8.4  PC與MCS-51系列單片機(jī)之間的通信  8.5  串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)及RS-232C接口  8.6  基本技能訓(xùn)練——MCS-51系列單片機(jī)之間的雙機(jī)通信  習(xí)題第9章  單片機(jī)的C51程序設(shè)計(jì)  9.1  C51程序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)  9.2  C51的數(shù)據(jù)類型及存儲類型    9.2.1  C51的數(shù)據(jù)類型    9.2.2  C51的數(shù)據(jù)存儲類型    9.2.3  C51對單片機(jī)主要資源的定義  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  C51的位運(yùn)算    9.3.5  C51的賦值運(yùn)算  9.4  C51的構(gòu)造數(shù)據(jù)類型    9.4.1  數(shù)組    9.4.2  指針    9.4.3  結(jié)構(gòu)    9.4.4  聯(lián)合  9.5  C51的流程控制語句    9.5.1  選擇控制語句    9.5.2  循環(huán)控制語句  9.6  C51的函數(shù)    9.6.1  函數(shù)的分類與定義    9.6.2  函數(shù)的調(diào)用  9.7  C51的中斷服務(wù)函數(shù)與寄存器組選擇    9.7.1  中斷服務(wù)函數(shù)的定義    9.7.2  中斷服務(wù)函數(shù)的定義舉例    9.7.3  中斷服務(wù)函數(shù)的編寫規(guī)則  9.8  C51程序設(shè)計(jì)舉例    9.8.1  在C51中加入?yún)R編語言語句    9.8.2  LED動態(tài)顯示驅(qū)動程序設(shè)計(jì)  9.9  基本技能訓(xùn)練——計(jì)數(shù)器的C51程序設(shè)計(jì)與制作  習(xí)題第10章  單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)  10.1  應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一般方法    10.1.1  確定任務(wù)    10.1.2  總體設(shè)計(jì)    10.1.3  硬件設(shè)計(jì)    10.1.4  軟件設(shè)計(jì)    10.1.5  系統(tǒng)調(diào)試  10.2  開發(fā)系統(tǒng)與開發(fā)工具    10.2.1  開發(fā)系統(tǒng)    10.2.2  開發(fā)工具  10.3  基本技能訓(xùn)練——交通燈控制系統(tǒng)  習(xí)題第11章  單片機(jī)實(shí)驗(yàn)  11.1  單片機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)：單片機(jī)的認(rèn)識及開發(fā)系統(tǒng)的使用  11.2  指令系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)    11.2.1  尋址方式及數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)    11.2.2  數(shù)據(jù)運(yùn)算操作實(shí)驗(yàn)    11.2.3  控制轉(zhuǎn)移和子程序調(diào)用實(shí)驗(yàn)  11.3  程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)    11.3.1  循環(huán)程序?qū)嶒?yàn)    11.3.2  脈沖計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)    11.3.3  燈的花樣控制實(shí)驗(yàn)  11.4  中斷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)——一鍵控制8盞燈交替點(diǎn)亮實(shí)驗(yàn)  11.5  定時器/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)：定時器控制輸出方波實(shí)驗(yàn)  11.6  可編程I/O口8255芯片實(shí)驗(yàn)：開關(guān)控制LED的亮、滅實(shí)驗(yàn)  11.7  接口電路實(shí)驗(yàn)    11.7.1  “8”字流水(6位數(shù)碼管循環(huán)顯示“8”字)實(shí)驗(yàn)    11.7.2  ADC0809接口芯片實(shí)驗(yàn)    11.7.3  DAC0832接口芯片實(shí)驗(yàn)    11.7.4  直流電動機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)    11.7.5  步進(jìn)電動機(jī)控制實(shí)驗(yàn)  11.8  單片機(jī)通信實(shí)驗(yàn)：單片機(jī)串行接口與PC的通信實(shí)驗(yàn)  11.9  C51實(shí)驗(yàn)：兩位秒表實(shí)驗(yàn)附錄  附錄A  MCS-51系列單片機(jī)指令表  附錄B  C51常用函數(shù)庫  附錄C  ASCⅡ碼(美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼)表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：2.1.1指令概述所謂指令，就是規(guī)定計(jì)算機(jī)進(jìn)行某種操作的命令。計(jì)算機(jī)按程序一條一條地依次執(zhí)行指令，從而完成指定任務(wù)。一條指令只能完成有限的功能，為使計(jì)算機(jī)完成一定的或者復(fù)雜的功能，就需要一系列指令，這一系列指令的集合即為指令系統(tǒng)。MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)是一種簡明易掌握、效率較高的指令系統(tǒng)。MCS.5 1系列單片機(jī)的基本指令共111條，按指令在程序存儲器所占的字節(jié)可分為：1）單字節(jié)指令49條。2）雙字節(jié)指令45條。3）三字節(jié)指令17條。由指令的執(zhí)行時間可分為：1）一個機(jī)器周期（12個時鐘振蕩周期）的指令64條。2）兩個機(jī)器周期（24個時鐘振蕩周期）的指令45條。3）4個機(jī)器周期（48個時鐘振蕩周期）的指令2條，即乘和除指令。在12MHz晶振的條件下，每個機(jī)器周期為1μm。MCS-51系列單片機(jī)的一大特點(diǎn)是在硬件結(jié)構(gòu)中有一個位處理機(jī)，對應(yīng)這個位處理機(jī)，指令系統(tǒng)中相應(yīng)地設(shè)計(jì)了一個處理位變量的指令子集，這個子集在設(shè)計(jì)需要大量處理位變量的程序時十分有效、方便。2.1.2 指令格式指令的表示方法稱為指令格式，一條指令通常由兩部分組成，即操作碼和操作數(shù)。MCS.5 l系列單片機(jī)的匯編語言指令格式與其他微機(jī)的指令格式一樣，也由以下幾部分組成。[標(biāo)號：]操作碼[目的操作數(shù)][，源操作數(shù)][；注釋]標(biāo)號：是程序員根據(jù)編程需要給指令設(shè)定的符號地址，可有可無；通常在子程序入口或轉(zhuǎn)移指令的目標(biāo)地址處才賦予標(biāo)號。標(biāo)號由l-8個字符組成，第一個字符必須是字母，不能是數(shù)字或其他字符，標(biāo)號后必須用冒號。操作碼：是由助記符表示的字符串，它規(guī)定了指令的操作功能。操作數(shù)：是指參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的地址。注釋：是為該條指令作說明，以便于閱讀。

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《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》是教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材之一。

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