單片機實踐與應用

前言

單片機是器件級計算機系統(tǒng)，它可以嵌入到任何對象體系中去，實現(xiàn)智能化控制。它將以嵌入系統(tǒng)作為主干形成最富活力的新型學科。正如綠色食品讓人們備感親切一樣，任何引入單片機的智能產(chǎn)品都將備受人們關注。本書根據(jù)教育部高職高專應用型人才培養(yǎng)目標精神，為滿足高職高專單片機應用專業(yè)實踐能力培養(yǎng)的需要而編寫。本書立足于高職高專人才的培養(yǎng)目標，遵循主動適應社會發(fā)展需要，突出應用性和針對性，著重加強實踐能力、應用能力的培養(yǎng)原則，根據(jù)高職高專的培養(yǎng)特點，以知識夠用、動手能力強為出發(fā)點，遵循適應性、突出實用性、強調(diào)實踐性。充分考慮高職高專學生的知識層面和學習特點，強化學以致用。筆者根據(jù)多年從事單片機教學的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，學生在學習完單片機課程后很茫然，缺乏整體概念，不知道單片機能干什么，怎樣完成單片機系統(tǒng)設計，做單片機系統(tǒng)還應具備哪些知識。本書正是為解決學生的這些困惑而編寫的。全書共17章，分別介紹了常用部件、程序中的各種數(shù)據(jù)、MCS-51單片機的結(jié)構(gòu)、805l單片機指令系統(tǒng)、匯編語言應用、定時計數(shù)器應用、串行接口應用、中斷系統(tǒng)應用、外部存儲器擴展應用，以及任務1～任務8的8個單片機的實際應用案例。涵蓋了開發(fā)一些小型單片機系統(tǒng)的所有知識。學習完本書就基本具備了利用單片機開發(fā)智能產(chǎn)品的能力。本書前9章突出理論學習并備有理論復習的習題，第10～17章的每一章都重點圍繞一個專題展開，有硬件設計、軟件設計的實例，并有要求學生進行模仿學習的思考題。為了讓學生有一個綜合實踐的機會，附錄A精心設計了一個“課程設計實驗”，以強化學生的動手能力。本書的編寫結(jié)合了一些實用型單片機最小系統(tǒng)產(chǎn)品，一則可加深重難點知識的理解，二則可體驗實踐的樂趣，使讀者有一種成就感，提高學習興趣。學生還可以借助這一平臺，展開廣闊的想象空間，只需修改程序便可將其改造成不同的智能系統(tǒng)。這樣，既解決了教師為設計課犯難的問題，也為日后學生的畢業(yè)設計提供了廣闊的課題。本書第1、2章由羅懿編寫，第3～17章由羅學恒編寫，全書由羅學恒統(tǒng)稿，由周詩虎在百忙之中為本書審稿，在此表示衷心感謝！

內(nèi)容概要

　　 本書共17章，分別介紹了常用部件、程序中的各種數(shù)據(jù)、MCS-51單片機的結(jié)構(gòu)、8051單片機指令系統(tǒng)、匯編語言應用、定時計數(shù)器應用、串行接口應用、中斷系統(tǒng)應用、外部存儲器擴展應用，以及任務1~任務8的8個單片機的實際應用案例。涵蓋了開發(fā)一些小型單片機系統(tǒng)的所有知識。    若需要本書中用到的實驗裝置可與作者取得聯(lián)系，郵箱luoxueheng@sina.com。為了方便教學，可登錄www.hxedu.com.cn免費下載與本書配套的教學資源。

書籍目錄

第1章  常用部件簡介  1.1  概述    1.1.1  什么是單片機    1.1.2  單片機能做什么    1.1.3  單片機的發(fā)展    1.1.4  單片機的特點    1.1.5  單片機的展望   1.2  單片機集成產(chǎn)品開發(fā)板任務簡介    1.2.1  程序下載    1.2.2  流水燈    1.2.3  鍵盤輸入    1.2.4  數(shù)碼管輸出    1.2.5  LCD液晶屏    1.2.6  LED點陣    1.2.7  音樂編輯    1.2.8  溫度控制  1.3  任務延伸    1.3.1  由程序下載到分布式系統(tǒng)    1.3.2  由流水燈到霓虹燈    1.3.3  由鍵盤到人機對話     1.3.4  由數(shù)碼管到銀行利率屏    1.3.5  由LCD液晶屏到商場廣告屏  1.4  常用接口驅(qū)動部件簡介    1.4.1  三極管    1.4.2  整流橋    1.4.3  晶振    1.4.4  電源三端穩(wěn)壓器    1.4.5  MAX232    1.4.6  MC1413    1.4.7  74LS154    1.4.8  74HC595    1.4.9  DS18B20    1.4.10  數(shù)碼管    1.4.11  液晶屏    1.4.12  點陣第2章  程序中的各種數(shù)字  2.1  數(shù)制及其轉(zhuǎn)換    2.1.1  數(shù)制    2.1.2  數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換    2.1.3  非十進制數(shù)與十進制數(shù)轉(zhuǎn)換    2.1.4  二進制數(shù)和十六進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換  2.2  機器數(shù)    2.2.1  原碼    2.2.2  反碼    2.2.3  補碼    2.2.4  無符號數(shù)    2.2.5  BCD碼    2.2.6  字符數(shù)據(jù)編碼    2.2.7  內(nèi)存中的數(shù)據(jù)  2.3  存儲器  思考題第3章  MCS?51單片機的結(jié)構(gòu)  3.1  MCS?51單片機特點  3.2  MCS?51單片機的硬件基本結(jié)構(gòu)    3.2.1  8051芯片引腳介紹    3.2.2  8051單片機總體結(jié)構(gòu)    3.2.3  8051單片機存儲器    3.2.4  8051單片機的特殊功能寄存器    3.2.5  8051的輸入／輸出端口    3.2.6  8051復位電路    3.2.7  外接晶體振蕩器    3.2.8  CPU時序  思考題第4章  8051單片機指令系統(tǒng)  4.1  805l單片機指令系統(tǒng)簡介    4.1.1  指令格式    4.1.2  8051單片機的助記符語言  4.2  805l單片機的尋址方式    4.2.1  尋址方式中常用符號注釋    4.2.2  尋址方式  4.3  數(shù)據(jù)傳送類指令    4.3.1  數(shù)據(jù)傳送類指令簡介    4.3.2  傳送類指令應用舉例  4.4  算術運算類指令    4.4.1  算術指令介紹    4.4.2  算術運算指令編程舉例  4.5  邏輯操作類指令    4.5.1  邏輯操作類指令介紹    4.5.2  邏輯操作類指令應用舉例  4.6  控制轉(zhuǎn)移類指令    4.6.1  控制轉(zhuǎn)移類指令介紹    4.6.2  控制轉(zhuǎn)移類指令應用舉例  4.7  位操作類指令    4.7.1  位操作類指令介紹    4.7.2  位操作類指令應用舉例  思考題第5章  匯編語言應用  5.1  匯編語言的格式    5.1.1  偽指令    5.1.2  匯編語言的格式  5.2  匯編語言程序設計    5.2.1  順序結(jié)構(gòu)程序    5.2.2  分支程序    5.2.3  循環(huán)結(jié)構(gòu)程序    5.2.4  子程序設計  5.3  實用程序舉例  5.4  匯編語言編程實例  思考題第6章  定時器/計數(shù)器應用  6.1  定時器／計數(shù)器概述    6.1.1  工作方式寄存器TMOD    6.1.2  控制寄存器TCON  6.2  定時器／計數(shù)器的工作方式    6.2.1  工作方式0    6.2.2  工作方式1    6.2.3  工作方式2    6.2.4  工作方式3  6.3  定時器/計數(shù)器應用舉例   思考題第7章  串行接口應用  7.1  概述    7.1.1  通信方向    7.1.2  異步通信和同步通信    7.1.3  波特率    7.1.4  傳送編碼    7.1.5  信號的調(diào)制與解調(diào)  7.2  串行異步通信接口的工作原理    7.2.1  串行口控制寄存器SCON    7.2.2  電源控制寄存器PCON  7.3  串行通信的工作方式    7.3.1  工作方式0    7.3.2  工作方式1    7.3.3  工作方式2    7.3.4  工作方式3  7.4  波特率設計  7.5  串行口應用舉例    7.5.1  利用串行口工作方式0擴展I／O口    7.5.2  利用串行口進行異步單工通信    7.5.3  用串行口進行異步雙工通信  思考題第8章  中斷系統(tǒng)應用  8.1  中斷的概念    8.1.1  為什么要用中斷    8.1.2  中斷源    8.1.3  中斷系統(tǒng)的功能  8.2  MCS-51單片機中斷系統(tǒng)    8.2.1  中斷請求源    8.2.2  標志寄存器    8.2.3  中斷允許寄存器IE    8.2.4  中斷優(yōu)先級寄存器IP    8.2.5  中斷服務程序入口地址  8.3  中斷的響應條件及響應過程  8.4  中斷系統(tǒng)應用舉例  思考題第9章  外部存儲器的應用  9.1  存儲器擴展概述    9.1.1  8051的擴展總線    9.1.2  片選信號與地址分配的關系    9.1.3  擴展存儲器的步驟  9.2  擴展程序存儲器    9.2.1  常用程序存儲器芯片介紹    9.2.2  EPROM與單片機的連接    9.2.3  擴展EEPROM程序存儲器  思考題第10章  任務1——程序下載  10.1  STC??ISP V35的介紹  10.2  STC??ISP V35的安裝  10.3  STC??ISP V35的使用  思考題第11章  任務2——流水燈控制設計  11.1  發(fā)光二極管  11.2  單片機和發(fā)光二極管組成的流水燈  11.3  程序范例第12章  任務3——鍵盤控制設計  12.1  鍵盤結(jié)構(gòu)     12.1.1  按鍵狀態(tài)輸入與消抖     12.1.2  獨立式鍵盤及其與單片機的接口  12.2  鍵盤的硬件結(jié)構(gòu)  12.3  消除抖動  12.4  鍵盤解釋  思考題第13章  任務4——數(shù)碼管控制設計  13.1  數(shù)碼管構(gòu)造  13.2  靜態(tài)顯示器接口  13.3  動態(tài)顯示器接口  13.4  任務4介紹第14章  任務5——LCD液晶屏控制設計  14.1  液晶屏工作原理  14.2  1602液晶屏引腳介紹  14.3  任務概述  14.4  程序編制  思考題第15章  任務6——LED點陣控制設計  15.1  字符點陣屏的構(gòu)造  15.2  漢字點陣屏的構(gòu)造  15.3  單個漢字的顯示方法  15.4  16×16點陣LED顯示模塊與單片機的連接  15.5  程序范例  思考題第16章  任務7——音樂編輯控制設計  16.1  單片機產(chǎn)生音階、音節(jié)的方法  16.2  編輯一首歌  16.3  揚聲器與單片機的連接  16.4  生日快樂歌程序  思考題第17章  任務8——溫度控制設計  17.1  DS18B20的介紹  17.2  DS18B20與單片機的連接  17.3  程序清單附錄A  課程設計  A.1  課程設計內(nèi)容  A.2  課程設計目的  A.3  實驗步驟附錄B  MCS-51系列單片機指令表

章節(jié)摘錄

插圖：前面介紹了8051單片機的指令系統(tǒng)，這些指令只有按工作要求有序地編排為一段完整的程序，才能起到一定的作用，完成某一特定的任務。通常把用匯編語言編寫的程序稱為匯編語言源程序，而把可在計算機上直接運行的機器語言程序稱為目標程序，由匯編語言源程序“翻譯”為機器語言目標程序的過程稱為“匯編”，如圖5.1 所示。機器語言：機器語言是用二進制代碼表示的計算機能直接識別和執(zhí)行的一種機器指令的集合。匯編語言：匯編語言（Assembly Language）是一種低級的面向機器的程序設計語言。匯編語言源程序：用匯編語言編寫的程序。編譯程序：編譯程序也叫編譯系統(tǒng)，是把用高級語言（C語言）編寫的面向過程的源程序翻譯成目標程序的語言處理程序。程序設計的基本步驟如下。（1）題意分析：將要求單片機完成的某一工作任務，從硬件和軟件的角度出發(fā)，通盤加以考慮。（2）畫出流程圖：圍繞工作任務按照人的邏輯思維習慣繪制程序執(zhí)行流程圖，告訴單片機應該先做什么，后做什么，遇到什么情況又該做什么，等等。（3）分配內(nèi)存及端口：圍繞工作任務根據(jù)單片機硬件資源（內(nèi)存、接口等）進行合理分配。（4）編寫源程序：根據(jù)流程圖在805l提供的指令系統(tǒng)中選取合適的指令完成流程圖要求的功能。（5）仿真、調(diào)試程序：將編寫好的源程序，通過8051的程序仿真器進行仿真調(diào)試，直至合格并生成單片機能夠識別的機器碼程序。（6）固化程序：用8051的程序錄入器將機器碼程序?qū)懭雴纹瑱C的程序存儲器中。本章主要介紹8051單片機的匯編語言，以及一些常用的匯編語言程序設計方法，最后列舉一些具有代表性的匯編語言程序?qū)嵗Ｗx者通過對程序的設計、調(diào)試，可以加深對指令系統(tǒng)的了解和掌握，還可以在一定程度上提高單片機的應用水平。

編輯推薦

《單片機實踐與應用》是新編21世紀高等職業(yè)教育電子信息類規(guī)劃教材·應用電子技術專業(yè)

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