單片機(jī)原理及應(yīng)用

前言

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)震，單片機(jī)在工業(yè)測(cè)量控制領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。同時(shí)，隨著超大規(guī)模集成電路工藝和集成制造技術(shù)的不斷完善，單片機(jī)的硬件集成度也在不斷提高，出現(xiàn)了能滿(mǎn)足各種不同需求的具有各種特殊功能的單片機(jī)。就8051系列單片機(jī)而言，由于Intel公司將8051 CPU內(nèi)核向全世界各大半導(dǎo)體公司的擴(kuò)散，目前已有Philips、Siemens、Dallas、OKI、Advance Micro Device、Atmel等多家公司生產(chǎn)了100多種型號(hào)的51系列單片機(jī)。這類(lèi)單片機(jī)具有集成度高、性能價(jià)格比優(yōu)良的特點(diǎn)，在工業(yè)測(cè)量控制領(lǐng)域內(nèi)獲得了極為廣泛的應(yīng)用，預(yù)計(jì)在今后的相當(dāng)一個(gè)時(shí)期內(nèi)，51單片機(jī)仍將是主流機(jī)種。在開(kāi)發(fā)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)程序的編寫(xiě)效率在很大程度上決定了目標(biāo)系統(tǒng)的研制成效。早期在研制單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，大多以匯編語(yǔ)言作為軟件工具。匯編語(yǔ)言程序能夠直接操作機(jī)器硬件。指令的執(zhí)行速度快。但由于匯編語(yǔ)言不是一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，相對(duì)較難編寫(xiě)和調(diào)試，程序本身的編寫(xiě)效率較低。隨著單片機(jī)硬件性能的提高，其工作速度越來(lái)越快，目前51單片機(jī)的時(shí)鐘頻率可達(dá)40MHz以上。因此在編寫(xiě)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序時(shí)，更著重于程序本身的編寫(xiě)效率。為了適應(yīng)這種要求，現(xiàn)在的單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，除了采用匯編語(yǔ)言之外，經(jīng)常采用高級(jí)語(yǔ)言，如C51、PLM51來(lái)編程實(shí)現(xiàn)。在全國(guó)高等工科院校中，已普遍開(kāi)設(shè)單片機(jī)及相關(guān)課程。51系列單片機(jī)奠定了8位單片機(jī)的基礎(chǔ)，形成了單片機(jī)的經(jīng)典體系結(jié)構(gòu)。隨著51單片機(jī)的發(fā)展，應(yīng)用c語(yǔ)言開(kāi)發(fā)51單片機(jī)成為一種流行的趨勢(shì)，這是因?yàn)樗哂惺褂梅奖恪⒕幊绦矢呒胺抡嬲{(diào)試容易等突出特點(diǎn)。本書(shū)在介紹51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、匯編語(yǔ)言及單片機(jī)擴(kuò)展技術(shù)的同時(shí)，著重介紹了C51鳊程技術(shù)及其應(yīng)用。C51語(yǔ)言是專(zhuān)門(mén)用于51系列單片機(jī)編程的C語(yǔ)言，除了一些基于描述單片機(jī)硬件的特殊部分外，可以說(shuō)與標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言完全相同。所以以C51語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)更有利于系統(tǒng)的修改及擴(kuò)展。為了體現(xiàn)匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)與C51編程實(shí)現(xiàn)的不同，本書(shū)在相關(guān)章節(jié)提供了上述兩種實(shí)現(xiàn)方法的源程序，并進(jìn)行了相關(guān)的講解。同時(shí)本書(shū)還配有電子教案，便于教師教學(xué)和對(duì)教材內(nèi)容的補(bǔ)充與完善。本書(shū)由馬斌、韓忠華、王長(zhǎng)濤和夏興華共同編寫(xiě)。參與本書(shū)編寫(xiě)工作與提供幫助的還有東北大學(xué)的孫秋野、渤船重工的王延房、北京航空航天大學(xué)的王志強(qiáng)、沈陽(yáng)建筑大學(xué)的閻煥忠、戴敬、張萬(wàn)江、閔麗和王鑫以及沈陽(yáng)大學(xué)的唐璐。此外，馮冬、榪艷雙、遲鐵參與了文字處理及圖表繪制工作，在此一并表示誠(chéng)摯的謝意。讀者如果需要本書(shū)中的源程序，可通過(guò)電子郵件與作者聯(lián)系：Mabin5511@163.com。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)介紹51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、基本原理、指令系統(tǒng)和硬件資源，重點(diǎn)介紹C51編程技術(shù)及其應(yīng)用。本書(shū)的特點(diǎn)是通過(guò)實(shí)例以及練習(xí)使讀者掌握相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，讀者能夠通過(guò)完整的實(shí)例，快速、有效地掌握用C51語(yǔ)言開(kāi)發(fā)51單片機(jī)的流程，并通過(guò)各章的習(xí)題掌握各章重點(diǎn)和難點(diǎn)，真正對(duì)相關(guān)知識(shí)做到融會(huì)貫通?！　”緯?shū)可作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材，也可以作為相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員的培訓(xùn)教材。

書(shū)籍目錄

第1章　51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理　　1.1　微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)　　　1.1.1　單片機(jī)及其發(fā)展概況　　　1.1.2　計(jì)算機(jī)中的數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換　　　1.1.3　二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算　　　1.1.4　計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法　　1.2　51單片機(jī)的基本組成和功能　　1.2.1　51系列單片機(jī)的主要功能　　1.2.2　51系列單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)　　1.2.3　51系列單片機(jī)外部引腳　1.3　51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　1.3.1　中央處理單元　　1.3.2　存儲(chǔ)器　　　1.3.3　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器　　　1.3.4　I/O口　　　1.3.5　中斷系統(tǒng)　1.4　51單片機(jī)的工作方式　　1.4.1　時(shí)鐘和時(shí)鐘電路　　　1.4.2　CPU時(shí)序　　　1.4.3　復(fù)位狀態(tài)和復(fù)位電路　　本章小結(jié)　　習(xí)題與思考第2章　51單片機(jī)指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　　2.1　51單片機(jī)指令格式　　2.1.1　指令格式　　　2.1.2　指令的字節(jié)數(shù)　　2.1.3　指令的分類(lèi)　　2.2　51單片機(jī)尋址方式　　2.2.1　立即尋址　　　2.2.2　直接尋址　　　2.2.3　寄存器尋址　　2.2.4　寄存器間接尋址　　2.2.5　變址尋址　　　2.2.6　相對(duì)尋址　　　2.2.7　位尋址　　2.3　51單片機(jī)指令　　2.3.1　數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令　　2.3.2　算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令　　2.3.3　邏輯運(yùn)算及移位指令　　2.3.4　控制轉(zhuǎn)移類(lèi)指令　　　2.3.5　位操作類(lèi)指令　　　2.3.6　偽指令　　2.4　匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　　　2.4.1　匯編語(yǔ)言程序的格式　　　2.4.2　匯編語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)　　2.4.3　順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)　　　2.4.4　分支程序設(shè)計(jì)　　2.4.5　循環(huán)程序設(shè)計(jì)　　2.4.6　查表程序設(shè)計(jì)　　2.4.7　子程序設(shè)計(jì)　　本章小結(jié)　　習(xí)題與思考第3章　51單片機(jī)的硬件資源　3.1　51單片機(jī)并行I/O口　　3.1.1　I/O口的作用　　3.1.2　內(nèi)部并行I/O口　　3.1.3　內(nèi)部并行I/O口的應(yīng)用　3.2　51單片機(jī)中斷系統(tǒng)　　3.2.1　中斷的定義　　3.2.2　中斷源　　3.2.3　中斷控制　　3.2.4　中斷優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)　　　3.2.5　中斷響應(yīng)　　3.2.6　中斷響應(yīng)時(shí)間　　3.2.7　中斷請(qǐng)求的撤除　　　3.2.8　中斷系統(tǒng)的初始化　　3.2.9　外部中斷源的擴(kuò)展　3.3　51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器　　　3.3.1　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理　　　3.3.2　控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的寄存器　　　3.3.3　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化　　　3.3.4　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式　　3.4　51單片機(jī)串行通信　　　3.4.1　串行通信　　　3.4.2　51單片機(jī)串行接口　　　3.4.3　51單片機(jī)串行通信的工作方式　　本章小結(jié)　　習(xí)題與思考　第4章　C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第5章　C51數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　第6章　C51編譯器及簡(jiǎn)介第7章　51單片機(jī)人機(jī)交互　第8章　51單片機(jī)數(shù)據(jù)采集第9章　51單片機(jī)串行通信第10章　51單片機(jī)外部存儲(chǔ)器附錄A　51單片機(jī)指令系統(tǒng)表　附錄B　C51語(yǔ)言的庫(kù)函數(shù)　參考文獻(xiàn)　

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理1975年，美國(guó)Texas Instruments公司成功研制了世界上第一臺(tái)單片機(jī)，它的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，從此，計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅在數(shù)值處理方面得到了進(jìn)一步的發(fā)展，而且在智能化控制領(lǐng)域里也得到了迅猛的發(fā)展，并占有越來(lái)越重要的地位。51系列單片機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的單片機(jī)，該系列單片機(jī)簡(jiǎn)單易學(xué)，具有豐富的指令系統(tǒng)和高級(jí)語(yǔ)言編譯系統(tǒng)。本章重點(diǎn)介紹單片機(jī)的基本概念、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)以及工作方式等。1.1 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1.1單片機(jī)及其發(fā)展概況1.單片機(jī)的發(fā)展單片機(jī)的全稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer），它是將組成微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)功能部件，如中央處理器（CPU）、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）、基本輸入／輸出接口（I／O接口）、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器以及串行通信接口等部件有機(jī)地結(jié)合在一塊集成芯片中，構(gòu)成一臺(tái)完整的微型計(jì)算機(jī)，因此單片機(jī)又可以稱(chēng)為微處理器（Microcontroller Unit）。一個(gè)完整的單片機(jī)如圖1.1所示。

編輯推薦

《單片機(jī)原理及應(yīng)用:C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》：在全國(guó)高等工科院校中，已普遍開(kāi)設(shè)單片機(jī)及相關(guān)課程。51系列單片機(jī)奠定了8位單片機(jī)的基礎(chǔ)，形成了單片機(jī)的經(jīng)典體系結(jié)構(gòu)。隨著51單片機(jī)的發(fā)展，應(yīng)用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)51單片機(jī)成為一種流行的趨勢(shì)?！秵纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用:C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》在介紹51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、匯編語(yǔ)言及單片機(jī)擴(kuò)展技術(shù)的同時(shí)，著重介紹了C51編程技術(shù)及其應(yīng)用。系統(tǒng)介紹51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)著重介紹C51編程技術(shù)及應(yīng)用配合實(shí)例講解單片機(jī)擴(kuò)展技術(shù)

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