單片機原理及接口技術(shù)

前言

　　目前單片機已經(jīng)滲透到了人們生活中的各個領(lǐng)域，導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置、飛機上各種儀表的控制、計算機的網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)傳輸、工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理、廣泛使用的各種智能IC卡、民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)、錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等，這些都離不開單片機，更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表和醫(yī)療器械了?？萍荚桨l(fā)達，智能化的東西就越多，使用的單片機也就越多。因此，學(xué)習(xí)單片機技術(shù)越來越成為社會發(fā)展的需求。單片機原理及接口技術(shù)課程也成為高等學(xué)校重要的基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課。　　全書共9章，按照基礎(chǔ)理論－實訓(xùn)操作－總結(jié)的順序，主要介紹AT89C5l單片機的硬件基礎(chǔ)知識、軟程序設(shè)計、調(diào)試工具軟件Keilc與軟硬結(jié)合的調(diào)試仿真工具軟件Protues的融合應(yīng)用，將產(chǎn)品開發(fā)的流程理念充分貫穿于其中。第1章到第5章均是針對單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，第6章到第8章主要是針對常用接口部分的擴展應(yīng)用學(xué)習(xí)，第9章專門介紹2個單片機應(yīng)用的綜合實例。從專用芯片到Keil的調(diào)試，從而完成軟件設(shè)計，用工具軟件Protues先進行產(chǎn)品的仿真，再用面包板（實驗PCB或教學(xué)實驗板）進行制作。教學(xué)時可融合于前面的每一章節(jié)中。本書從原理到應(yīng)用，以應(yīng)用實例為主，每個例子均已實踐檢測。每一章節(jié)均體現(xiàn)“教、學(xué)、做”的思想在里面，符合當(dāng)前工學(xué)結(jié)合的理念與思路?！　”窘滩氖轻槍W(xué)生重點學(xué)習(xí)單片機基礎(chǔ)并能快速入門產(chǎn)品開發(fā)，學(xué)會簡單應(yīng)用制作相應(yīng)的單片機產(chǎn)品，并能有一定的擴展學(xué)習(xí)的資源空間接口部分。引入調(diào)試軟件KeilC與單片機仿真軟件Protues的相關(guān)應(yīng)用，產(chǎn)品開發(fā)的流程理念貫穿于其中，達到在穩(wěn)固掌握基礎(chǔ)理念的基礎(chǔ)上再應(yīng)用與開發(fā)。每一章節(jié)中都配有練習(xí)，小結(jié)中闡明講授重點，也就是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點及方法指導(dǎo)。針對有些專業(yè)還專門設(shè)置了課程設(shè)計（或綜合訓(xùn)練）。本書也特別編寫了8個課題，方便老師與同學(xué)們完成該項訓(xùn)練?！　⊥ㄟ^對本教材的學(xué)習(xí)，將使讀者達到以下目標(biāo)。　?。?）了解單片機的組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點，獲得其硬件和軟件的必要基礎(chǔ)知識；　?。?）在初步掌握MCS-51單片機指令系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，掌握匯編語言程序的分析，能根據(jù)實際工作要求進行一般的程序設(shè)計和應(yīng)用；　　（3）能基本掌握Keil（程序調(diào)試軟件）與Protues（虛擬軟件與硬件的連機仿真）兩個軟件界面操作與應(yīng)用；　　（4）基本掌握單片機內(nèi)部硬件資源和常用外圍電路的初步應(yīng)用方法；　　（5）掌握中小型單片機應(yīng)用電路的軟硬件設(shè)計和調(diào)試。通過很多實例的講解，能完全掌握整個單片機系統(tǒng)的開發(fā)過程?！　”緯勺鳛楦呗毟邔Ｔ盒ｋ娮有畔㈩?、計算機類、自動化類、機電類及控制類各專業(yè)的單片機技術(shù)課程教材，也可作為職工大學(xué)、函授大學(xué)、中職學(xué)校的教材及單片機應(yīng)用開發(fā)人員的參考書。

內(nèi)容概要

　　 本書以流行單片機芯片AT89C51為主體介紹了單片機的原理、常用單片機接口技術(shù)及應(yīng)用。全書共9章。每章都是按照基礎(chǔ)理論-實訓(xùn)操作-總結(jié)，前第1章到第5章均是針對AT89C51單片機的最小應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，后第6章到第8章主要是針對常用接口部分的擴展應(yīng)用學(xué)習(xí)，最后第9章專門介紹3個單片機應(yīng)用的綜合實例。每一章節(jié)中都配有練習(xí)，小結(jié)中闡明講授重點也就是學(xué)生學(xué)習(xí)重點及方法指導(dǎo)。針對有些專業(yè)還專門設(shè)置了課程設(shè)計，本書也特別編寫了8個課題，方便老師與同學(xué)們完成該項訓(xùn)練。    本書內(nèi)容精練，實例豐富，用實訓(xùn)來強化原理的基礎(chǔ)知識，知識點與技能點相結(jié)合，既實現(xiàn)了知識的全面性和連貫性，又做到了理論與實踐內(nèi)容的融合貫通，體現(xiàn)了應(yīng)用性人才培養(yǎng)的特點。特別適合作為高職高專院校電子信息類、計算機類、自動化類、機電類及控制類各專業(yè)的單片機技術(shù)課程教材，也可作為職工大學(xué)、函授大學(xué)、中職學(xué)校的教材及單片機應(yīng)用開發(fā)人員的參考書。

書籍目錄

第1章  單片機的基礎(chǔ)知識	　1.1  計算機中的數(shù)和編碼	　　1.1.1  計算機中的數(shù)制	　　1.1.2  符號數(shù)的表示法	　　1.1.3  二進制數(shù)的算術(shù)運算	　　1.1.4  二進制編碼	　　　　1.1.5  邏輯電路	　1.2  單片機概論	　　1.2.1  嵌入式系統(tǒng)、單片機	　　1.2.2  單片機的發(fā)展概況	　　1.2.3  應(yīng)用廣泛的AT89系列單片機	　1.3  單片機應(yīng)用研發(fā)工具和教學(xué)實驗裝置	　　1.3.1  單片機應(yīng)用研發(fā)工具	　　1.3.2  單片機課程教學(xué)實驗裝置	　　1.3.3  AT89C51單片機研發(fā)工具操作演示	　小結(jié)	　練習(xí)題1	第2章  AT89C51單片機芯片的硬件結(jié)構(gòu)	　2.1  AT89C51單片機的邏輯結(jié)構(gòu)及信號引腳	　　2.1.1  AT89C51單片機的結(jié)構(gòu)框圖	　　2.1.2  AT89C51單片機芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)	　　2.1.3  AT89C51的信號引腳	　　2.1.4  時鐘與復(fù)位電路	　2.2  AT89C51的內(nèi)部存儲器	　　2.2.1  內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器低128單元	　　2.2.2  內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器高128單元	　　2.2.3  MCS-51的堆棧	　　2.2.4  內(nèi)部程序存儲器	　2.3  實訓(xùn)1：單片機復(fù)位、晶振、ALE信號的觀測	　　2.3.1  電路安裝	　　2.3.2  信號觀測	　小結(jié)	　練習(xí)題2	第3章  單片機的指令系統(tǒng)及程序設(shè)計	　3.1  基本概念	　　3.1.1  指令、指令系統(tǒng)、機器代碼	　　3.1.2  程序、程序設(shè)計、機器語言	　　3.1.3  匯編語言、匯編語言指令格式	　　3.1.4  匯編（編譯）和編程（固化）	　　3.1.5  匯編語言常用符號	　3.2  MCS-51單片機指令的尋址方式	　　3.2.1  MCS-51單片機指令的尋址方式	　　3.2.2  MCS-51單片機指令尋址方式小結(jié)	　3.3  匯編語言的指令系統(tǒng)	　　3.3.1  數(shù)據(jù)傳送指令	　　3.3.2  算術(shù)運算指令	　　3.3.3  邏輯運算類及移位類指令	　　3.3.4  控制轉(zhuǎn)移類指令	　　3.3.5  位操作指令	　3.4  MCS-51單片機偽指令	　　3.4.1  常量和標(biāo)號	　　3.4.2  常用偽指令	　　3.4.3  手工匯編和機器匯編	　3.5  匯編語言程序設(shè)計	　　3.5.1  順序程序設(shè)計	　　3.5.2  分支程序設(shè)計	　　3.5.3  循環(huán)程序設(shè)計	　　3.5.4  子程序設(shè)計	　3.6  經(jīng)典功能模塊匯編語言程序設(shè)計實例	　　3.6.1  定時程序	　　3.6.2  查表程序	　　3.6.3  碼制轉(zhuǎn)換程序	　　3.6.4  算術(shù)運算程序	　3.7  實訓(xùn)2：軟件調(diào)試仿真器Keil u Vision及其應(yīng)用	　　3.7.1  Keil u Vision快速入門	　　3.7.2  用Keil設(shè)計延時子程序并仿真調(diào)試	　　3.7.3  用Keil設(shè)計分支結(jié)構(gòu)程序并仿真調(diào)試	　　3.7.4  用Keil設(shè)計查表程序并仿真調(diào)試	　3.8  實訓(xùn)3：跑馬燈的Proteus設(shè)計與仿真	　　3.8.1  Proteus ISIS窗口與基本操作	　　3.8.2  Proteus ISIS庫元件的認識	　　3.8.3  跑馬燈Proteus電路原理圖的設(shè)計	　　3.8.4  跑馬燈Proteus與Keil u Vision的聯(lián)調(diào)與仿真	　小結(jié)	　練習(xí)題3	第4章  AT89C51 I/O及其應(yīng)用舉例	第5章  AT89C51單片機的中斷與定時	第6章  AT89C51單片機存儲器的擴展技術(shù)	第7章  AT89C51單片機的串行接口技術(shù)	第8章  單片機I/O擴展及應(yīng)用	第9章  單片機實際應(yīng)用制作	課程設(shè)計項目任務(wù)書	　課題1：簡易的交通信號燈控制器設(shè)計與制作	　課題2：定時鬧鈴的仿真、設(shè)計與制作	　課題3：直流電機PWM調(diào)速控制器的設(shè)計、仿真與制作	　課題4：數(shù)控電源的設(shè)計、仿真與制作	　課題5：數(shù)字電壓表的設(shè)計、仿真與制作	　課題6  單片機間的多機通信的設(shè)計、仿真與制作	　課題7：LCD簡易時鐘的設(shè)計、仿真與制作	　課題8：LCD密碼鎖的設(shè)計、仿真與制作	　課程設(shè)計報告參考內(nèi)容	附錄1  AT89S51相對AT89C51增加的功能	附錄2  ASCII碼表	附錄3  MCS-51指令表	參考文獻

章節(jié)摘錄

　?。?）邏輯運算及移位指令　?、龠壿嬤\算有“與”、“或”和“異或”運算指令，逐位進行，目的寄存器可以是A或directo　?、谘h(huán)移位必須在A中進行，分為帶或不帶Cy的左移或右移指令?！　、圩止?jié)（8位）清零和取反必須在A中進行。　?。?）控制轉(zhuǎn)移類指令　?、贌o條件轉(zhuǎn)移指令可分為長轉(zhuǎn)移、絕對轉(zhuǎn)移、相對轉(zhuǎn)移和間接轉(zhuǎn)移4種。長轉(zhuǎn)移IdMP轉(zhuǎn)移范圍是64KB；絕對轉(zhuǎn)移AJMP轉(zhuǎn)移范圍是與當(dāng)前PC值同一2KB范圍；相對轉(zhuǎn)移SJMP轉(zhuǎn)移范圍是當(dāng)前PC為-128B－127B。使用AJMP和SJMP指令應(yīng)該注意轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址是否在轉(zhuǎn)移范圍內(nèi)，若超出范圍，程序?qū)⒊鲥e。間接轉(zhuǎn)移也稱散轉(zhuǎn)指令，屬變址尋址，以DPTR為基址，由A的值來決定具體的轉(zhuǎn)移地址?！　、跅l件轉(zhuǎn)移指令可分為判C轉(zhuǎn)移、判bit轉(zhuǎn)移、判A轉(zhuǎn)移、減1非0轉(zhuǎn)移和比較轉(zhuǎn)移指令。滿足條件，則轉(zhuǎn)移；不滿足條件，則程序順序執(zhí)行?！　、壅{(diào)用指令根據(jù)其調(diào)用子程序范圍分為長調(diào)用和絕對調(diào)用兩種，其特點類似于長轉(zhuǎn)移和絕對轉(zhuǎn)移指令。長調(diào)用可調(diào)用64KB范圍內(nèi)的子程序；絕對調(diào)用只能調(diào)用與當(dāng)前PC值同一2KB范圍內(nèi)的子程序?！　、芊祷刂噶顚?yīng)于調(diào)用指令，分為子程序返回和中斷返回兩種，兩者不能混淆。其功能都是從堆棧中取出斷點地址，送入PC，使程序從主程序斷點處繼續(xù)執(zhí)行。　?、菘詹僮髦噶畹墓δ軆H使PC加1，常用于在延時或等待程序中時間“微調(diào)”?！　。?）位操作類指令　?、傥粋魉椭荒茉贑y與bit之間進行，bit與bit之間不能直接傳送?！　、谖恍拚种?、清零和取反，只能由Cy或bit進行?！　、畚贿壿嬤\算只有“與”、“或”兩種指令，無位“異或”指令?！　?.偽指令不是指令，是對匯編語言源程序進行匯編時，提供有關(guān)匯編信息的輔助標(biāo)記。其中最常用的有：起始偽指令ORG，用于規(guī)定指令起始地址；等值偽指令EQU，用于給字符賦值；定義字節(jié)偽指令DB，用于在程序存儲器中定義字節(jié)數(shù)據(jù)，定義字偽指令DW，用于在程序存儲器中定義字數(shù)據(jù)?！　?、　　對于具體指令，要掌握格式和功能，但因為指令條數(shù)多，開始時不宜死記硬背，應(yīng)在程序設(shè)計內(nèi)容時，多加練習(xí)。　　5.在進行程序設(shè)計時，首先需要明確單片機應(yīng)用系統(tǒng)預(yù)計完成的設(shè)計任務(wù)、功能要求和硬件資源，然后確定算法并進行優(yōu)化，接著畫程序流程圖，然后再編制和調(diào)試程序。程序流程圖是用各種圖形、符號、指向線等來描述程序的執(zhí)行過程，可以幫助設(shè)計程序、閱讀程序和查找程序中的錯誤。讀者在編程的過程中要養(yǎng)成先畫流程圖的好習(xí)慣?！　∫粋€好的程序不僅要完成規(guī)定的功能任務(wù)，而且還應(yīng)該執(zhí)行速度快、占用內(nèi)存少、條理清晰、閱讀方便、便于移植、巧妙而實用。采用循環(huán)結(jié)構(gòu)和子程序可以使程序的容量大大減少，提高程序的效率，節(jié)省內(nèi)存。　　結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法具有明顯的優(yōu)點，任何復(fù)雜的程序都可由順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

編輯推薦

　　任務(wù)驅(qū)動，行動導(dǎo)向，工學(xué)結(jié)合，學(xué)生主體，過程考核。

圖書封面

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