單片機(jī)原理及應(yīng)用

前言

雖然芯片生產(chǎn)廠商開發(fā)出了各種各樣的單片機(jī)新產(chǎn)品，但應(yīng)用最廣、技術(shù)最成熟、資料最多的仍是51系列單片機(jī)，國內(nèi)各個(gè)大學(xué)以51單片機(jī)作為單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)出大量的單片機(jī)人才。在市場需求與技術(shù)進(jìn)步的推動下，眾多單片機(jī)生產(chǎn)廠商獲得了51單片機(jī)生產(chǎn)許可后，開發(fā)出了基于51內(nèi)核的新型單片機(jī)，使51單片機(jī)家族長盛不衰。本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，以簡單易學(xué)的Atmel公司的AT89S51單片機(jī)作為入門學(xué)習(xí)內(nèi)容，介紹其基本工作原理、硬件設(shè)計(jì)與C程序設(shè)計(jì)，使讀者快速入門單片機(jī)。再介紹Silicon Laboratories公司的增強(qiáng)型51內(nèi)核單片機(jī)C8051F330，加深讀者對新型51內(nèi)核單片機(jī)內(nèi)部模塊的理解與應(yīng)用，快速上手智能電子產(chǎn)品的開發(fā)。單片機(jī)技術(shù)是實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)，必須通過多看電路圖、多讀程序、多編程序、多看單片機(jī)技術(shù)手冊才能入門單片機(jī)。通過對本書介紹的2個(gè)單片機(jī)機(jī)型的學(xué)習(xí)，可使讀者獲取大量單片機(jī)知識以及單片機(jī)開發(fā)能力。本書既可以作為單片機(jī)的入門教材，因?yàn)榍?章介紹了51單片機(jī)；也可以作為智能電子產(chǎn)品開發(fā)教材，因?yàn)椴粌H介紹了新型51內(nèi)核單片機(jī)，還介紹了智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)舉例，以及如何開發(fā)智能電子產(chǎn)品。本書分為10章，內(nèi)容有：第1章介紹51單片機(jī)基礎(chǔ)，通過本章的學(xué)習(xí)，讀者可以了解51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、引腳、存儲器、最小系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)知識，入門51單片機(jī)。第2章介紹51單片機(jī)的指令系統(tǒng)與匯編程序設(shè)計(jì)，給出了匯編程序設(shè)計(jì)例題。學(xué)完該章后，可以讀懂51單片機(jī)的匯編程序。第3章介紹51單片機(jī)的C程序設(shè)計(jì)，主要介紹C51語言基礎(chǔ)、構(gòu)造數(shù)據(jù)類型、函數(shù)與程序結(jié)構(gòu)等，給出51單片機(jī)的C51程序例題。學(xué)完該章后，讀者可以編寫C51程序。第4章介紹51單片機(jī)的中斷、定時(shí)器與通信接口，每部分都給出了C程序例題。第5章介紹E2PROM芯片24C02，ADC芯片TLC1549與DAC芯片TLC5615，給出了51單片機(jī)與這些芯片的接口程序例題。51單片機(jī)增加E2PROM、ADC和DAC后，功能大增，具備了開發(fā)智能電子產(chǎn)品的功能。第6~8章介紹C8051F330單片機(jī)的工作原理、硬件設(shè)計(jì)與C程序例題，使讀者能夠熟悉新型51單片機(jī)。眾多公司采用這個(gè)系列單片機(jī)開發(fā)產(chǎn)品，學(xué)會了這款單片機(jī)，就擁有了到這些公司工作的機(jī)會。第9章介紹智能電子產(chǎn)品中用到的模擬與數(shù)字接口技術(shù)。詳細(xì)介紹了傳感器信號調(diào)理電路、光隔離輸入與功率輸出電路。第10章 介紹智能儀表設(shè)計(jì)中用到的數(shù)字濾波、非線性修正、標(biāo)度變換、頻率周期測量算法、常用控制算法、調(diào)度機(jī)制、狀態(tài)機(jī)及抗干擾方面的知識。通過8個(gè)設(shè)計(jì)例題介紹智能儀表的設(shè)計(jì)。本書中的例子沒有用到復(fù)雜的C語法，全部通過Keil軟件編譯、連接，并加了注釋，目的是是讀者輕松讀懂單片機(jī)程序。本書介紹的2種單片機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)編程，讀者可以花費(fèi)極低的成本自己制作編程電纜，并實(shí)現(xiàn)自制實(shí)驗(yàn)裝置，為自己建立起實(shí)踐單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺。本書適合作為單片機(jī)課程或智能儀表設(shè)計(jì)課程的教材，具體教學(xué)安排如下：32學(xué)時(shí)安排：課堂教學(xué)20學(xué)時(shí)，講授第1～5章，實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)，其他章節(jié)簡要介紹。48學(xué)時(shí)安排：課堂教學(xué)32學(xué)時(shí)，講授第1～8章，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)，其他章節(jié)簡要介紹。56學(xué)時(shí)安排：課堂教學(xué)40學(xué)時(shí)，講授第1～10章，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)。參加本書編寫工作的有太原理工大學(xué)田建艷（第9、10章）、石棟華（第5章）、郝曉麗（第2、8章），太原科技大學(xué)高文華（第3章）、董增壽（第4章），其余章節(jié)由夏路易編寫。夏路易任主編，負(fù)責(zé)全書的組織、修改與定稿；田建艷、高文華任副主編，協(xié)助主編工作。致謝：本書在編寫過程中，參考了Atmel、Silicon Laboratories、Keil公司的數(shù)據(jù)手冊與應(yīng)用注釋。廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司的網(wǎng)站、新華龍公司的網(wǎng)站、眾多51內(nèi)核單片機(jī)等網(wǎng)站提供的資料，以及相關(guān)51內(nèi)核單片機(jī)的參考書，在此對這些網(wǎng)站、網(wǎng)站資料作者與參考書作者表示衷心感謝！

內(nèi)容概要

本書首先介紹簡單易學(xué)的51單片機(jī)工作原理、硬件設(shè)計(jì)與C程序設(shè)計(jì)，使讀者快速入門單片機(jī)；隨后介紹高速SoC增強(qiáng)型51單片機(jī)C8051F330，加深讀者對新型51內(nèi)核單片機(jī)內(nèi)部模塊的理解與應(yīng)用，快速上手智能電子產(chǎn)品的開發(fā)。　　本書第1～5章介紹51單片機(jī)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)與匯編程序、C程序設(shè)計(jì)以及中斷、定時(shí)器、通信模塊工作原理，51單片機(jī)與 E2PROM芯片、ADC芯片、DAC芯片的接口技術(shù)。第6～8章介紹C8051F330單片機(jī)的工作原理、功能模塊與通信接口。第9～10章介紹單片機(jī)接口技術(shù)與智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。書中還介紹了單片機(jī)實(shí)驗(yàn)電路硬件設(shè)計(jì)、詳細(xì)電路與大量例題?！　”緯勺鳛楦叩葘W(xué)校有關(guān)專業(yè)單片機(jī)課程的教材，以及單片機(jī)愛好者學(xué)習(xí)單片機(jī)的自學(xué)用書。

書籍目錄

第1章 51單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ) 　1．1 單片機(jī)基礎(chǔ) 　1．2 51內(nèi)核單片機(jī) 　　1．2．1 MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 　　1．2．2 AT89S51單片機(jī)結(jié)構(gòu) 　　1．2．3 51單片機(jī)引腳 　　1．2．4 51單片機(jī)的存儲器 　　1．2．5 時(shí)序與指令周期 　1．3 存儲器擴(kuò)展 　1．4 單片機(jī)硬件設(shè)計(jì) 　1．5 設(shè)計(jì)基于AT89S51的最小系統(tǒng) 　　1．5．1 從數(shù)據(jù)手冊了解AT89S5l單片機(jī) 　　1．5．2 AT89S51最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 　1．6 采用AT89S51芯片的實(shí)驗(yàn)板 　1．7 AT891SP軟件 　1．8 設(shè)計(jì)基于STC89C51RC單片機(jī)的最小系統(tǒng) 　1．9 STC89C51的編程軟件 　習(xí)題1 第2章 51單片機(jī)的指令系統(tǒng)與匯編程序 　2．1 51單片機(jī)的指令與指令系統(tǒng) 　2．2 尋址方式 　2．3 51單片機(jī)指令 　　2．3．1 數(shù)據(jù)傳送指令 　　2．3．2 算術(shù)運(yùn)算指令 　　2．3．3 邏輯運(yùn)算指令 　　2．3．4 控制轉(zhuǎn)移指令 　　2．3．5 位操作指令 　2．4 匯編語言程序設(shè)計(jì) 　　2．4．1 匯編語言簡介 　　2．4．2 匯編器 　　2．4．3 匯編語言在Keil環(huán)境下匯編舉例 　2．5 匯編程序設(shè)計(jì)舉例 　習(xí)題2 第3章 C51程序設(shè)計(jì) 　3．1 C51程序與匯編程序的不同之處 　3．2 C語言基礎(chǔ)矢口識 　3．3 運(yùn)算符 　3．4 C程序基本結(jié)構(gòu)與流程控制 　　3．4．1 C程序設(shè)計(jì)的3種基本結(jié)構(gòu) 　　3．4．2 條件與分支結(jié)構(gòu) 　　3．4．3 各種循環(huán)結(jié)構(gòu) 　3．5 C51中的構(gòu)造數(shù)據(jù)類型 　　3．5．1 數(shù)組 　　3．5．2 指針 　　3．5．3 結(jié)構(gòu)體 　　3．5．4 共用體 　　3．5．5 枚舉 　　3．5．6 用typedef重定義數(shù)據(jù)類型 　3．6 函數(shù) 　　3．6．1 定義函數(shù) 　　3．6．2 調(diào)用函數(shù) 　　3．6．3 函數(shù)變量的作用域 　3．7 編譯預(yù)處理 　3．8 C51內(nèi)部函數(shù) 　3．9 C51編譯過程中用到的文件 　3．10 獲得錯(cuò)誤與警告信息 　3．11 C51程序結(jié)構(gòu) 　3．12 AT89S51單片機(jī)C51程序舉例 　習(xí)題3 第4章 51單片機(jī)的中斷、定時(shí)與串行通信 　4．1 51單片機(jī)的中斷 　　4．1．1 中斷原理 　　4．1．2 具有中斷的匯編與C程序舉例 　4．2 51單片機(jī)的定時(shí)器 　　4．2．1 定時(shí)器基礎(chǔ) 　　4．2．2 定時(shí)器的4種工作方式 　　4．2．3 具有定時(shí)器的匯編與C程序舉例 　4．3 51單片機(jī)的串行口和控制寄存器 　　4．3．1 串行口工作原理 　　4．3．2 RS-232接口 　　4．3．3 單片機(jī)串口與PC通信舉例 　習(xí)題4 第5章 51單片機(jī)連接E2PROM、ADC與DAC芯片 　5．1 I2C總線 　　5．1．1 I2C總線簡介 　　5．1．3 讀寫I2C接口存儲器24C04舉例 　5．2 AD轉(zhuǎn)換器TLC1549 　　5．2．1 TLC1549簡介 　　5．2．2 TLC1549芯片應(yīng)用舉例 　5．3 DAC轉(zhuǎn)換器TLC5615 　　5．3．1 TLC5615簡介 　　5．3．2 89S51單片機(jī)驅(qū)動TLC5615芯片舉例 　習(xí)題5 第6章 C8051F330單片機(jī)技術(shù)基石出 　6．1 C8051F330單片機(jī)特點(diǎn) 　6．2 C8051F330單片機(jī)的CIP-51內(nèi)核 　6．3 C8051F330單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu) 　6．4 C8051F330單片機(jī)的電源管理方式 　6．5 C8051F330單片機(jī)的復(fù)位源 　6．6 C8051F330單片機(jī)的時(shí)鐘電路 　6．7 C8051F330單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì) 　習(xí)題6 第7章 C8051F單片機(jī)功能模塊工作原理 第8章 C8051F330單片機(jī)的通信接口 第9章 51內(nèi)核單片機(jī)的接口技術(shù) 第10章 基于51內(nèi)核單片機(jī)的智能儀表設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 51單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)1.1 單片機(jī)基礎(chǔ)1973年Intel公司開發(fā)出多片微型計(jì)算機(jī)8080以后，很多公司也推出類似產(chǎn)品：摩托羅拉公司推出6800，Zilg公司推出了Z80等產(chǎn)品。多片微型機(jī)就是將中央處理器（CPU）與其他外圍芯片一起組成單塊電路板上的微型計(jì)算機(jī)，簡稱單板機(jī)（SBC）。1976年Intel公司推出了將CPU與外圍芯片集成在一起的微型計(jì)算機(jī)系列MCS-48，該芯片內(nèi)部集成了8位CKJ、1KB程序存儲器：EPROM、64B隨機(jī)存儲器ROM、27個(gè)I／O引腳和8位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，人們稱這種微型計(jì)算機(jī)為單片機(jī)（Single-Chip Microcomputer）。MCS，48系列單片機(jī)的代表產(chǎn)品是8048。MCS-48系列單片機(jī)滲入到人類社會的各個(gè)角落，從各種工業(yè)場合到各種家用電器，以各種方式完成著人們賦予的工作。由于單片機(jī)的主要工作是用引腳控制各種對象實(shí)現(xiàn)自動化，因此人們又稱單片機(jī)為微控制器（MCU）。本書以國內(nèi)讀者的習(xí)慣稱呼為單片機(jī)。1980年Intel公司又推出MCS-51系列單片機(jī)的第一個(gè)產(chǎn)品8051，隨后Intel公司又出售了805l生產(chǎn)許可證，使很多公司可以生產(chǎn)基于8051內(nèi)核的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品基于8051單片機(jī)，但又各具特點(diǎn)，滿足不同需求。本書介紹805l單片機(jī)與Silicon Labs公司的產(chǎn)品C8051F330，因此讀者不僅能夠?qū)W習(xí)8051的基本原理，還能夠?qū)W會使用新型51單片機(jī)。1.關(guān)于單片機(jī)的一些術(shù)語單片機(jī)從出現(xiàn)到現(xiàn)在，人們使用了很多術(shù)語，下面簡單解釋。（1）計(jì)算機(jī)它是一種能夠按照指令對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行自動加工和處理的電子設(shè)備。通常由輸X／輸出設(shè)備、存儲器、運(yùn)算邏輯部件和控制器（稱為CPU）組成。按照規(guī)模分為大、中、小、微型計(jì)算機(jī)。（2）中央處理器（CPU）CPU是Central Processing Unit（中央處理器）的縮寫，它是計(jì)算機(jī)中最重要的部件，由運(yùn)算器和控制器組成。（3）微處理器（up）微處理器是采用微米級大規(guī)模集成電路技術(shù)制作的CPU。微處理器已經(jīng)發(fā)展了30多年，從4位（字長）、8位、16位、32位到64位微處理器，可以說計(jì)算機(jī)的發(fā)展是隨著微處理器的發(fā)展而前進(jìn)的。

編輯推薦

《單片機(jī)原理及應(yīng)用:基于51與高速SoC51》：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,電子信息與電氣學(xué)科規(guī)劃教材

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