單片機原理實用教程

前言

　　近年來單片機技術(shù)得到了突飛猛進的發(fā)展，以單片機為核心設(shè)計各種智能化電子設(shè)備，周期短、成本低、易于更新?lián)Q代、維修方便，已成為電子設(shè)計中最為普遍的應(yīng)用手段。目前各種單片機開發(fā)工具層出不窮，英國Labcenter公司推出的Proteus軟件是一款極好的單片機開發(fā)平臺，它以其特有的虛擬仿真技術(shù)很好地解決了單片機及其外圍電路的設(shè)計和協(xié)同仿真問題，可以在沒有單片機實際硬件的條件下，利用PC進行虛擬仿真實現(xiàn)單片機系統(tǒng)的軟、硬件協(xié)同設(shè)計。采用Proteus虛擬仿真技術(shù)，可以在原理圖設(shè)計階段對系統(tǒng)性能進行評估，驗證所設(shè)計電路是否達到技術(shù)指標要求，使設(shè)計過程變得簡單容易。　　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、CMOS4000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，極大地提高了設(shè)計效率和設(shè)計水平。　　Proteus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。Proteus軟件被引入國內(nèi)，在多所高等工科院校中獲得成功應(yīng)用。單片機教學中采用Proteus軟件，使單片機的學習過程變得直觀形象?？梢灾苯釉诨谠韴D的虛擬模型上進行編程，并實現(xiàn)源碼級的程序仿真調(diào)試。例如，有顯示及輸出，還能看到程序運行后的輸入、輸出效果，配合各種虛擬儀表來展現(xiàn)整個單片機系統(tǒng)的運行過程，很好地解決了長期以來困擾單片機教學過程中軟件和硬件無法很好結(jié)合的難題。采用PC進行虛擬仿真實驗要比采用單片機實驗箱更為有效，可以根據(jù)需要隨時對原理電路圖進行修改，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驗箱上修改硬件電路容易得多，而且還可以根據(jù)設(shè)計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。在成功進行虛擬仿真并獲得期望結(jié)果的條件下，再制作實際硬件進行在線調(diào)試，可以獲得事半功倍的效果。學生普遍反映，在Proteus軟件平臺上學習單片機知識，比以往單純學習書本知識更易于接受，以原理圖虛擬模型進行程序仿真調(diào)試更易于提高單片機編程能力，還可以通過繪制和修改原理電路圖增加很多實踐經(jīng)驗?！　”緯呛笔∈〖壘氛n程《單片機原理與應(yīng)用》教材，并獲得全國電子信息優(yōu)秀教材二等獎，教程在構(gòu)思及選材上，注意盡量符合單片機應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展要求，并給出了在Proteus軟件平臺上予以實現(xiàn)的設(shè)計實例。2009年出版以來已3次重印，得到讀者廣泛好評。這次再版進行了修訂，將原書內(nèi)容安排做了調(diào)整以更利于學習，同時增加單片機高級語言程序設(shè)計的內(nèi)容。　　全書共分為10章：　　第1章闡述8051單片機的基本組成、存儲器結(jié)構(gòu)及CPU時序?！　〉?章闡述8051單片機的指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計。　　第3章～第5章分別闡述8051單片機的中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器，以及串行口的工作原理與應(yīng)用方法?！　〉?章闡述8051單片機系統(tǒng)擴展的方法。　　第7章闡述DAC及ADC接口技術(shù)，介紹了傳統(tǒng)并行接口及新型串行接口D/A、A/D轉(zhuǎn)換器芯片與單片機的接口方法。　　第8章闡述鍵盤與顯示器接口技術(shù)，介紹了LED/LCD顯示器、矩陣鍵盤與單片機的接口方法。　　第9章闡述單片機高級語言Keil C51應(yīng)用程序設(shè)計，介紹了C51的基本語句、數(shù)據(jù)類型、Keil C51對ANSI C的擴展及庫函數(shù)等。　　第10章闡述Proteus虛擬仿真技術(shù)，介紹了在ISIS集成環(huán)境中繪制原理電路圖、匯編語言源代碼調(diào)試，以及與Keil環(huán)境聯(lián)機仿真，給出了6個完整的Proteus虛擬仿真設(shè)計實例及其匯編和C51源程序?！　”窘坛堂恳徽露寂溆蠵roteus設(shè)計范例，并隨本書配套光盤提供給讀者，配套光盤中還包括一個完整的Proteus設(shè)計仿真演示視頻和一個Proteus DEMO安裝軟件。通過本教程的學習，可以較快地掌握單片機基本原理及接口應(yīng)用技術(shù)，為實際工作打下堅實的基礎(chǔ)。在編寫過程中得到廣州風標電子技術(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、朱艷麗等的協(xié)助，在此一并表示感謝?！　⌒鞇垅x　 于長江大學　　2011年2月

內(nèi)容概要

　　《單片機原理實用教程：基于Proteus虛擬仿真（第2版）》是湖北省省級精品課程《單片機原理與應(yīng)用》教材，并獲得全國電子信息優(yōu)秀教材二等獎。教材系統(tǒng)地闡述了基于Proteus虛擬仿真技術(shù)的8051單片機原理與接口技術(shù)，以及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的原理和方法；主要包括8051單片機基本結(jié)構(gòu)、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器，以及串行口的工作原理，8051指令系統(tǒng)，匯編語言及高級語言Keil C51應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù)，DAC與ADC接口技術(shù)，鍵盤與顯示器接口技術(shù)等；以實例方式介紹了在Proteus平臺上進行單片機應(yīng)用系統(tǒng)虛擬仿真設(shè)計的方法，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?！　榉奖阕x者學習，本教材隨書附贈光盤一張，光盤內(nèi)容包括書中全部應(yīng)用實例、一個完整的Proteus設(shè)計仿真演示視頻和一個Proteus DEMO安裝軟件，其中所有實例均可在Proteus軟件平臺上直接運行。　　讀者對象：本書可作為高等學校工業(yè)自動化、電子信息工程、電子測量儀器、計算機應(yīng)用等相關(guān)專業(yè)單片機原理與應(yīng)用課程的教材，也可供廣大從事單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的工程技術(shù)人員閱讀。

書籍目錄

第1章 8051單片機的基本組成1.1 8051單片機的特點與基本結(jié)構(gòu)1.2 8051單片機的存儲器結(jié)構(gòu)1.3 CPU時序1.4 復位信號與復位電路1.5 并行L/0端口結(jié)構(gòu)復習思考題第2章 指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計2.1 指令助記符和字節(jié)數(shù)2.2 尋址方式2.2.1 寄存器尋址2.2.2 直接尋址2.2.3立即尋址2.2.4 寄存器間接尋址2.2.5 變址尋址2.2.6 相對尋址2.2.7 位尋址2.3 指令分類詳解2.3.1 算術(shù)運算指令2.3.2 邏輯運算指令2.3.3 數(shù)據(jù)傳送指令2.3.4 控制轉(zhuǎn)移指令2.3.5 位操作指令2.4 匯編語言程序格式與偽指令2.5 應(yīng)用程序設(shè)計2.6 定點數(shù)運算子程序復習思考題2第3章 8051單片機的中斷系統(tǒng)3.1 中斷的概念3.2 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與中斷控制3.3 中斷響應(yīng)3.4 中斷系統(tǒng)應(yīng)用舉例3.4.1 中斷源擴展3.4.2 中斷嵌套復習思考題3第4章 定時器，計數(shù)器及其應(yīng)用4.1 定時器，計數(shù)器的工作方式與控制4.2 定時器／計數(shù)器應(yīng)用舉例4.2.1 初值和最大定時時間計算4.2.2 定時器方式應(yīng)用4.2 .3計數(shù)器方式應(yīng)用4.3 利用定時器產(chǎn)生音樂復習思考題4第5章 串行口及其應(yīng)用5.1 串行通信方式5.2 串行口的工作方式與控制5.3 串行口應(yīng)用舉例5.3.1 串口，并口轉(zhuǎn)換5.3.2 單片機之間的通信5.3.3 單片機與Pc之間的通信復習思考題5第6章 8051單片機系統(tǒng)擴展6.1 程序存儲器擴展6.2 數(shù)據(jù)存儲器擴展6.3 并行L/0端口擴展6.4 利用I2C總線進行系統(tǒng)擴展6.5 新型Flash單片機簡介6.5.1 Atmel公司的AT89x516.5.2 SST公司的89E564RD6.6 8曬1單片機的節(jié)電工作方式6.6.1 空閑和掉電工作方式6.6.2 節(jié)電方式的應(yīng)用復習思考題6第7章 DAC及ADC接口技術(shù)7.1 ～D及D，A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標7.2 DAC接口技術(shù)7.2.1 無內(nèi)部鎖存器的DAC接口方法7.2.2 DAC0832與8051單片機的接口方法7.2.3 DACl208與8051單片機的接口方法7.2.4 串行DAC與8051單片機的接口方法7.2 .5利用DAC接口實現(xiàn)波形發(fā)生器7.3 ADC接口技術(shù)7.3.1 比較式ADC0809與8051單片機的接口方法7.3.2 積分式舡)C7135與8051單片機的接口方法7.3.3 串行A1)(：與8051單片機的接口方法復習思考題7第8章 鍵盤與顯示器接口技術(shù)8.1 uD顯示器接口技術(shù)8.1.1 七段I,ED數(shù)碼顯示器8.1.2 串行接口8位共陰極LED驅(qū)動器MAX72198.2 鍵盤接口技術(shù)8.2.1 編碼鍵盤接口技術(shù)8.2.2 非編碼鍵盤接口技術(shù)8.2.3 鍵值分析8.3 8279可編程鍵盤，顯示器芯片接口技術(shù)8.3.1 8279的工作原理8.3.2 8279的數(shù)據(jù)輸入、顯示輸出及命令格式8.3 138279的接口方法8.4 液晶顯示器L(=D接口技術(shù)8.4.1 LCD顯示器的工作原理和驅(qū)動方式8.4.2 點陣字符液晶顯示模塊接口技術(shù)8.4 |3點陣圖形液晶顯示模塊接口技術(shù)復習思考題8第9章 單片機高級語言Ke.IC51應(yīng)用程序設(shè)計9.1 KeiIC51程序設(shè)計的基本語法9.1.1 Keilc51程序的一般結(jié)構(gòu)9.1.2 數(shù)據(jù)類型9.1.3 常量、變量及其存儲模式9.1.4 運算符與表達式9.2  51程序的基本語句9.2.1 表達式語句9.2.2 復合語句9.2.3 條件語句9.2 A開關(guān)語句9.2.5 循環(huán)語句9.2.6 goto、break、continue語句9.2.7 返回語句9.3 函數(shù)9.3.1 函數(shù)的定義與調(diào)用9.3.2 中斷服務(wù)函數(shù)與寄存器組定義9.4 KeilC51編譯器對ANSIC的擴展9.4.1 存儲器類型與編譯模式9.4.2 關(guān)于bit，sbit，Sfr和16數(shù)據(jù)類型9.4.3 一般指針與基于存儲器的指針及其之間轉(zhuǎn)換9.4 14C5l編譯器對ANSIC函數(shù)定義的擴展9.5 c5l編譯器的數(shù)據(jù)調(diào)用協(xié)議9.5.1 數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲格式9.5.2 目標代碼的段管理9.6 與匯編語言程序的接口9.7 絕對地址訪問9.7.1 采用擴展關(guān)鍵字.aL或指針定義變量的絕對地址9.7.2 采用預(yù)定義宏指定變量的絕對地址9.8 KeilC5l庫函數(shù)9.8.1 本征庫函數(shù)9.8.2 字符判斷轉(zhuǎn)換庫函數(shù)9.8.3 輸入／輸出庫函數(shù)9.8.4 字符串處理庫函數(shù)9.8.5 類型轉(zhuǎn)換及內(nèi)存分配庫函數(shù)9.8.6 數(shù)學計算庫函數(shù)復習思考題9第10章 PnDteus虛擬仿真設(shè)計實例10.1 集成壞境fsIs10.2 繪制原理圖10.3 創(chuàng)建源代碼仿真文件10.4 在原理圖中進行源代碼仿真調(diào)試10.5 原理圖與Keil環(huán)境聯(lián)機仿真調(diào)試10.6 數(shù)字多用表設(shè)計10.6.1 功能要求10.6.2 硬件電路設(shè)計10.6.3 軟件程序設(shè)計10.7 數(shù)字溫度計設(shè)計10.7 功能要求10.7.2 硬件電路設(shè)計10.7.3 軟件程序設(shè)計10.8 紅外遙控系統(tǒng)設(shè)計10.8.1 功能要求10.8.2 硬件電路設(shè)計10.8.3 軟件程序設(shè)計10.9 簡易電子琴設(shè)計10.9.1 功能要求10.9.2 硬件電路設(shè)計10.9.3 軟件程序設(shè)計10.10 電子萬年歷設(shè)計10.10.1 功能要求10.10.2 硬件電路設(shè)計10.10.3 軟件程序設(shè)計復習思考題10附錄A8051指令表

章節(jié)摘錄

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《單片機原理實用教程:基于Proteus虛擬仿真(第2版)》是全國電子信息優(yōu)秀教材，電子信息與電氣學科規(guī)劃教材。

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