單片機(jī)原理實(shí)用教程

前言

　　單片機(jī)是現(xiàn)代電子技術(shù)的新興領(lǐng)域，它的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了電子工業(yè)的發(fā)展，已成為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最為普遍的應(yīng)用手段。近年來單片機(jī)技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各種單片機(jī)開發(fā)工具層出不窮。虛擬仿真就是近年來興起的一種新型應(yīng)用技術(shù)，采用虛擬仿真技術(shù)，在原理圖設(shè)計(jì)階段就可以對(duì)單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)電路是否達(dá)到所要求的技術(shù)指標(biāo)，還可以通過改變元器件參數(shù)使整個(gè)電路性能達(dá)到最優(yōu)化。這樣就無須多次購買元器件及制作印刷電路板，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間與經(jīng)費(fèi)，提高了設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。　　英國Labcenter公司推出的Proteus軟件是一款極好的單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，它以其特有的虛擬仿真技術(shù)很好地解決了單片機(jī)及其外圍電路的設(shè)計(jì)和協(xié)同仿真問題，可以在沒有單片機(jī)實(shí)際硬件的條件下，利用PC以虛擬仿真方式實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件同步仿真調(diào)試，使單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得簡單容易。Proteus軟件涵蓋了PIC、AVR、MCS8051、68HC11、ARM等微處理器模型，以及多種常用電子元器件，包括74系列、CMOS 4000系列集成電路、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、鍵盤、LCD顯示器、LED顯示器，還提供示波器、邏輯分析儀、通信終端、電壓/電流表、I2C/SPI終端等各種虛擬儀表，這些都可以直接用于仿真設(shè)計(jì)，極大地提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)水平?！　roteus軟件已有20多年的歷史，在國外應(yīng)用較為普遍，尤其在教育界的口碑極佳。近年來Proteus軟件被引入國內(nèi)，在多所高等工科院校中得到成功應(yīng)用。在單片機(jī)教學(xué)中采用Proteus軟件，使單片機(jī)的學(xué)習(xí)過程變得直觀形象，可以直接在基于原理圖的虛擬模型上進(jìn)行編程，并實(shí)現(xiàn)源碼級(jí)的程序仿真調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到程序運(yùn)行后的輸出效果，配合各種虛擬儀表來展現(xiàn)整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行過程，很好地解決了長期以來困擾單片機(jī)教學(xué)過程中軟件和硬件無法很好結(jié)合的難題?！　〔捎肞C進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)要比采用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱更為有效，因?yàn)橛脩艨梢愿鶕?jù)需要隨時(shí)對(duì)原理電路圖進(jìn)行修改，并立即獲得仿真結(jié)果。由于在PC上修改原理電路圖要比在實(shí)驗(yàn)箱上修改硬件電路容易得多，而且還可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用不同元器件，或者修改元器件參數(shù)以獲得不同輸出結(jié)果，在成功進(jìn)行虛擬仿真并獲得期望結(jié)果的條件下，再制作實(shí)際硬件進(jìn)行在線調(diào)試，可以獲得事半功倍的效果。學(xué)生普遍反映，在Proteus軟件平臺(tái)上學(xué)習(xí)單片機(jī)知識(shí)，比以往單純學(xué)習(xí)書本知識(shí)更易于接受，以原理圖虛擬模型進(jìn)行程序仿真調(diào)試，更易于提高單片機(jī)編程能力，還可以通過繪制和修改原理電路圖增加很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?！　”緯跇?gòu)思及選材上，注意了盡量符合單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展要求，并在Proteus軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)書中所述實(shí)例，保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和方法上的先進(jìn)性。全書共分為10章，第1章闡述8051單片機(jī)的基本組成、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及CPU時(shí)序。第2章為Proteus快速入門，介紹在ISIS集成環(huán)境中繪制原理電路圖，并進(jìn)行源代碼仿真調(diào)試的方法。第3章闡述8051單片機(jī)的指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計(jì)。第4章～第6章分別闡述8051單片機(jī)的中斷系統(tǒng)、定時(shí)器以及串行口的工作原理與應(yīng)用方法。第7章闡述8051單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展方法。第8章闡述DAC及ADC接口技術(shù)，介紹了DAC0832、ADC0809等常用芯片與單片機(jī)的接口方法。第9章闡述鍵盤與顯示器接口技術(shù)，介紹了LED/LCD顯示器、矩陣鍵盤與單片機(jī)的接口方法。第10章以4個(gè)實(shí)例闡述了在Proteus平臺(tái)進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)虛擬仿真設(shè)計(jì)的方法。全書每一章都配有Proteus設(shè)計(jì)例子，并隨本書配套光盤提供給讀者，通過本書的學(xué)習(xí)，可以較快地掌握單片機(jī)基本原理及接口應(yīng)用技術(shù)，為實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！　”緯诰帉戇^程中得到廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司（Proteus中國大陸總代理）匡載華總經(jīng)理的大力支持和熱情幫助，還得到聶紅、朱镕濤、楊青勝、彭秀華、徐陽、劉冰、賀媛、許雪怡、陳夔蛟、方小玲、吳雄慧、鄭鵬鵬、秦波、黃存堅(jiān)、朱艷麗等人的協(xié)助，在此一并表示感謝。由于筆者水平有限，書中難免會(huì)有錯(cuò)誤和不妥之處，懇請廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《單片機(jī)原理實(shí)用教程：基于Proteus虛擬仿真》系統(tǒng)地闡述了基于Proteus虛擬仿真技術(shù)的8051單片機(jī)原理與接口技術(shù)，詳細(xì)論述了在Proteus軟件平臺(tái)上進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理與方法，介紹了8051單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器以及串行口的工作原理、8051指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計(jì)、DAC與ADC接口技術(shù)、鍵盤與顯示器接口技術(shù)，并以實(shí)例方式介紹了在Proteus平臺(tái)上進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)虛擬仿真設(shè)計(jì)的方法，給出了大量在Proteus集成環(huán)境ISIS中繪制的原理電路圖和仿真程序，并提供一張包含全部應(yīng)用實(shí)例的配套光盤，其中所有實(shí)例均可在Proteus軟件平臺(tái)上直接運(yùn)行。　　《單片機(jī)原理實(shí)用教程：基于Proteus虛擬仿真》可作為高等院校工業(yè)自動(dòng)化、電子測量儀器、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等相關(guān)專業(yè)單片機(jī)原理與應(yīng)用課程的教學(xué)用書，也可作為廣大從事單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章　8051單片機(jī)的基本組成	11.1　8051單片機(jī)的特點(diǎn)與基本結(jié)構(gòu)	11.2　8051單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)	61.3　CPU時(shí)序	81.4　復(fù)位信號(hào)與復(fù)位電路	101.5　并行I/O端口結(jié)構(gòu)	111.6　復(fù)習(xí)思考題	14第2章　Proteus快速入門	152.1　集成環(huán)境ISIS	152.2　繪制原理圖	192.3　創(chuàng)建源代碼仿真文件	222.4　在原理圖中進(jìn)行源代碼仿真調(diào)試	232.5　復(fù)習(xí)思考題	26第3章　指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計(jì)	273.1　指令助記符和字節(jié)數(shù)	273.2　尋址方式	283.2.1　寄存器尋址	293.2.2　直接尋址	293.2.3　立即尋址	293.2.4　寄存器間接尋址	303.2.5　變址尋址	303.2.6　相對(duì)尋址	313.2.7　位尋址	323.3　指令分類詳解	323.3.1　算術(shù)運(yùn)算指令	323.3.2　邏輯運(yùn)算指令	353.3.3　數(shù)據(jù)傳送指令	363.3.4　控制轉(zhuǎn)移指令	383.3.5　位操作指令	403.4　匯編語言程序格式與偽指令	413.5　應(yīng)用程序設(shè)計(jì)	423.6　定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算子程序	443.7　復(fù)習(xí)思考題	55第4章　8051單片機(jī)的中斷系統(tǒng)	574.1　中斷的概念	574.2　中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與中斷控制	584.3　中斷響應(yīng)	614.4　中斷系統(tǒng)應(yīng)用舉例	644.4.1　中斷源擴(kuò)展	644.4.2　中斷嵌套	654.5　復(fù)習(xí)思考題	67第5章　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用	695.1　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式與控制字	695.2　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例	725.2.1　計(jì)算初值和最大定時(shí)時(shí)間	725.2.2　定時(shí)器方式應(yīng)用	735.2.3　計(jì)數(shù)器方式應(yīng)用	785.3　利用定時(shí)器產(chǎn)生音樂	805.4　復(fù)習(xí)思考題	85第6章　串行口及其應(yīng)用	866.1　串行通信方式	866.2　串行口的工作方式與控制	876.3　串行口應(yīng)用舉例	916.3.1　串口/并口轉(zhuǎn)換	916.3.2　單片機(jī)之間的通信	946.3.3　單片機(jī)與PC之間的通信	1046.4　復(fù)習(xí)思考題	109第7章　8051單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展	1107.1　程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展	1107.2　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展	1117.3　并行I/O端口擴(kuò)展	1137.4　利用I2C總線進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展	1267.5　新型FLASH單片機(jī)簡介	1367.5.1　Atmel公司的AT89x51	1377.5.2　SST公司的89E564RD	1417.6　8051單片機(jī)的節(jié)電工作方式	1467.6.1　空閑和掉電工作方式	1467.6.2　節(jié)電方式的應(yīng)用	1477.7　復(fù)習(xí)思考題	149第8章　DAC及ADC接口技術(shù)	1508.1　A/D及D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)	1508.2　DAC接口技術(shù)	1518.2.1　無內(nèi)部鎖存器的DAC接口方法	1528.2.2　DAC0832與8051單片機(jī)的接口方法	1538.2.3　DAC1208與8051單片機(jī)的接口方法	1578.2.4　串行DAC與8051單片機(jī)的接口方法	1598.2.5　利用DAC接口實(shí)現(xiàn)波形發(fā)生器	1648.3　ADC接口技術(shù)	1698.3.1　比較式ADC 0809與8051單片機(jī)的接口方法	1708.3.2　積分式ADC 7135與8051單片機(jī)的接口方法	1758.3.3　串行ADC與8051單片機(jī)的接口方法	1818.4　復(fù)習(xí)思考題	185第9章　鍵盤與顯示器接口技術(shù)	1869.1　LED顯示器接口技術(shù)	1869.1.1　7段LED數(shù)碼顯示器	1869.1.2　串行接口8位共陰極LED驅(qū)動(dòng)器MAX7219	1919.2　鍵盤接口技術(shù)	1969.2.1　編碼鍵盤接口技術(shù)	1989.2.2　非編碼鍵盤接口技術(shù)	2009.2.3　鍵值分析	2059.3　8279可編程鍵盤/顯示器芯片接口技術(shù)	2179.3.1　8279的工作原理	2179.3.2　8279的數(shù)據(jù)輸入、顯示輸出及命令格式	2199.3.3　8279的接口方法	2249.4　液晶顯示器LCD接口技術(shù)	2289.4.1　LCD顯示器的工作原理和驅(qū)動(dòng)方式	2289.4.2　點(diǎn)陣字符型液晶顯示模塊接口技術(shù)	2309.5　復(fù)習(xí)思考題	241第10章　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)虛擬仿真設(shè)計(jì)實(shí)例	24310.1　數(shù)字多用表	24310.1.1　功能要求	24310.1.2　硬件電路設(shè)計(jì)	24310.1.3　軟件程序設(shè)計(jì)	24610.2　可調(diào)數(shù)字鐘	25410.2.1　功能要求	25410.2.2　硬件電路設(shè)計(jì)	25410.2.3　軟件程序設(shè)計(jì)	25510.3　電子萬年歷	25810.3.1　功能要求	25810.3.2　硬件電路設(shè)計(jì)	25810.3.3　軟件程序設(shè)計(jì)	26110.4　數(shù)字溫度計(jì)	26710.4.1　功能要求	26710.4.2　硬件電路設(shè)計(jì)	26710.4.3　軟件程序設(shè)計(jì)	27110.5　復(fù)習(xí)思考題	285附錄A　8051指令表	286

編輯推薦

　　本書在構(gòu)思及選材上，注意了盡量符合單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展要求，并在Proteus軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)書中所述實(shí)例，保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和方法上的先進(jìn)性。全書共分為10章，第1章闡述8051單片機(jī)的基本組成、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及CPU時(shí)序。第2章為Proteus快速入門，介紹在ISIS集成環(huán)境中繪制原理電路圖，并進(jìn)行源代碼仿真調(diào)試的方法。第3章闡述8051單片機(jī)的指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計(jì)。第4章～第6章分別闡述8051單片機(jī)的中斷系統(tǒng)、定時(shí)器以及串行口的工作原理與應(yīng)用方法。第7章闡述8051單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展方法。第8章闡述DAC及ADC接口技術(shù)，介紹了DAC0832、ADC0809等常用芯片與單片機(jī)的接口方法。第9章闡述鍵盤與顯示器接口技術(shù)，介紹了LED/LCD顯示器、矩陣鍵盤與單片機(jī)的接口方法。第10章以4個(gè)實(shí)例闡述了在Proteus平臺(tái)進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)虛擬仿真設(shè)計(jì)的方法。全書每一章都配有Proteus設(shè)計(jì)例子，并隨本書配套光盤提供給讀者，通過本書的學(xué)習(xí)，可以較快地掌握單片機(jī)基本原理及接口應(yīng)用技術(shù)，為實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖書封面

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