單片機(jī)原理、接口技術(shù)及應(yīng)用

前言

單片微型計(jì)算機(jī)自從20世紀(jì)70年代中期誕生以來，發(fā)展迅猛，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活、工業(yè)生產(chǎn)、軍事等各個領(lǐng)域。手機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼電視機(jī)、電子玩具、交通信號燈、豪華轎車的安全保障系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)傳輸、醫(yī)療器械、廣泛使用的各種智能IC卡、工業(yè)自動化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理、飛機(jī)上各種儀表控制、導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置等都離不開單片機(jī)，單片機(jī)的重要性可見一斑。本書從計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識入手，由淺入深，將微機(jī)原理的部分內(nèi)容與單片微型計(jì)算機(jī)的內(nèi)容結(jié)合起來，使得有一定電方面的基礎(chǔ)知識但沒有學(xué)過計(jì)算機(jī)的讀者也能較順利地閱讀此書，這對電類專業(yè)的學(xué)生特別適用。本書以目前應(yīng)用最為廣泛的80C51單片機(jī)為主線，全面論述了單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，深入介紹了單片機(jī)的典型功能單元以及系統(tǒng)擴(kuò)展與配置方法，書的最后還介紹了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，給出了一些應(yīng)用實(shí)例，因而對于培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力有較大的幫助。本書共有11章：第1章介紹微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識；第2章介紹單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；第3,4章為指令系統(tǒng)和使用匯編語言的程序設(shè)計(jì)；第5章介紹半導(dǎo)體存儲器結(jié)構(gòu)及單片機(jī)的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展技術(shù)；第6～10章介紹單片機(jī)的并行、串行接口技術(shù)，是單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)的核心部分；第11章介紹了兩個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例，以加強(qiáng)學(xué)生對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的認(rèn)識。本書相關(guān)電子課件可免費(fèi)提供給采用本書作為教材的院校使用，如有需要可發(fā)送郵件至haoyinghua@cipcomcn索取。本書由黃建新編寫。全書由陳雪麗教授進(jìn)行了審閱，并提出了許多寶貴意見。在編寫過程中還得到了劉懷、孫頻東、郭怡倩、沈世斌等的鼎力相助，在此表示衷心感謝。由于編者水平有限，不妥之處懇請讀者批評、指正。編者2009年5月

內(nèi)容概要

　　《單片機(jī)原理、接口技術(shù)及應(yīng)用》以目前使用最為廣泛的80C51型單片機(jī)為例，系統(tǒng)全面地闡述了單片機(jī)的基本組成、工作原理、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、中斷技術(shù)和接口擴(kuò)展技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上討論了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，列舉了若干單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例。《單片機(jī)原理、接口技術(shù)及應(yīng)用》例題豐富、形式多樣，全部例題均有詳細(xì)的分析和詳盡的注釋。全書共分11章，每章后均附有一定數(shù)量的練習(xí)題?！秵纹瑱C(jī)原理、接口技術(shù)及應(yīng)用》根據(jù)作者多年從事教育、科研的經(jīng)驗(yàn)和體會編寫，內(nèi)容循序漸進(jìn)、重點(diǎn)突出，具有較好的通用性、系統(tǒng)性和實(shí)用性?！　　秵纹瑱C(jī)原理、接口技術(shù)及應(yīng)用》可作為高等院校電子信息工程、通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)、自動化、電氣工程及其自動化等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材，也可作為廣大科技人員的自學(xué)參考書。

書籍目錄

1 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識11.1 微型計(jì)算機(jī)概述21.1.1 微型計(jì)算機(jī)的基本概念21.1.2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況21.1.3 微型計(jì)算機(jī)的分類41.2 常用的數(shù)制及編碼51.2.1 常用的數(shù)制51.2.2 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換61.2.3 微型計(jì)算機(jī)常用的編碼71.3 無符號二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算81.3.1 二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算81.3.2 無符號數(shù)的表示范圍101.3.3 二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算101.4 有符號二進(jìn)制數(shù)的表示及運(yùn)算111.4.1 有符號數(shù)的表示方法111.4.2 補(bǔ)碼的運(yùn)算131.4.3 有符號數(shù)的表示范圍141.5 常用數(shù)據(jù)單位151.6 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成161.6.1 硬件系統(tǒng)161.6.2 軟件系統(tǒng)18習(xí)題1182 80C51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理192.1 80C51單片機(jī)的組成192.2 80C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能202.2.1 80C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)202.2.2 中央處理器（CPU）202.2.3 時(shí)鐘電路及CPU工作時(shí)序232.2.4 80C51單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)252.2.5 80C51單片機(jī)的引腳功能302.2.6 布爾（位）處理器322.3 80C51單片機(jī)的工作方式322.3.1 復(fù)位方式322.3.2 程序執(zhí)行方式342.3.3 低功耗方式34習(xí)題2353 80C51單片機(jī)指令系統(tǒng)373.1 概述373.1.1 指令的分類373.1.2 指令的格式373.1.3 指令中常用的符號383.2 尋址方式383.3 指令系統(tǒng)423.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令423.3.2 算術(shù)運(yùn)算類指令463.3.3 邏輯運(yùn)算類指令483.3.4 控制轉(zhuǎn)移類指令503.3.5 布爾（位）操作指令53習(xí)題3554 匯編語言程序設(shè)計(jì)584.1 匯編語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)584.1.1 機(jī)器語言、匯編語言與高級語言584.1.2 匯編語言的格式594.1.3 偽指令594.1.4 匯編語言程序設(shè)計(jì)的步驟614.2 程序設(shè)計(jì)實(shí)例624.2.1 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)624.2.2 分支程序設(shè)計(jì)634.2.3 散轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì)654.2.4 循環(huán)程序設(shè)計(jì)674.2.5 查表程序694.2.6 子程序72習(xí)題4775 半導(dǎo)體存儲器795.1 隨機(jī)存取存儲器RAM795.1.1 RAM的結(jié)構(gòu)和工作原理795.1.2 典型RAM芯片介紹805.2 只讀存儲器ROM825.3 80C51單片機(jī)的存儲器擴(kuò)展855.3.1 80C51三總線結(jié)構(gòu)855.3.2 片選方式和地址分配865.3.3 程序存儲器擴(kuò)展875.3.4 數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展89習(xí)題5906 輸入輸出和中斷926.1 輸入輸出的基本概念926.1.1 I/O接口的功能926.1.2 I/O接口的編址方式926.1.3 接口電路的基本構(gòu)成936.2 輸入輸出的工作方式946.2.1 無條件傳送方式946.2.2 查詢傳送方式956.2.3 中斷傳送方式966.2.4 直接存儲器存取方式976.3 中斷技術(shù)基礎(chǔ)986.3.1 中斷概念986.3.2 中斷源986.3.3 中斷系統(tǒng)的功能996.4 80C51中斷系統(tǒng)1006.4.1 80C51中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1006.4.2 中斷響應(yīng)過程1036.5 外部中斷源的擴(kuò)展1046.5.1 借用定時(shí)器溢出中斷擴(kuò)展外部中斷源1046.5.2 采用查詢法擴(kuò)展外部中斷源104習(xí)題61057 并行I/O接口1077.1 80C51內(nèi)部并行I/O口1077.1.1 P0口1077.1.2 P1口1097.1.3 P2口1097.1.4 P3口1107.2 80C51內(nèi)部并行I/O口應(yīng)用1107.2.1 I/O口負(fù)載能力1107.2.2 端口輸入輸出操作1107.2.3 “讀修改寫”操作1117.2.4 位操作1117.2.5 應(yīng)用舉例1117.3 簡單I/O接口擴(kuò)展1137.3.1 擴(kuò)展輸入口1137.3.2 擴(kuò)展輸出口1147.4 用8255A擴(kuò)展I/O接口1157.4.1 8255A的引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)1157.4.2 8255A的工作方式1177.4.3 方式控制字和狀態(tài)字1207.4.4 8255A應(yīng)用舉例1227.5 用8155擴(kuò)展I/O接口1257.5.1 8155結(jié)構(gòu)組成和引腳功能1257.5.2 8155應(yīng)用舉例129習(xí)題71318 80C51內(nèi)部定時(shí)器及應(yīng)用1348.1 定時(shí)器結(jié)構(gòu)1348.2 定時(shí)器工作方式1348.2.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0,T1的特殊功能寄存器1348.2.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式1368.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例1388.3.1 時(shí)間常數(shù)的計(jì)算1388.3.2 應(yīng)用舉例138習(xí)題81419 80C51串行接口1429.1 串行通信的基礎(chǔ)1429.1.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念1429.1.2 串行通信方式1429.1.3 數(shù)據(jù)同步技術(shù)1429.2 80C51串行接口1449.2.1 串行接口的結(jié)構(gòu)1449.2.2 串行接口的工作方式1469.3 80C51串行口應(yīng)用舉例1489.3.1 串行口在方式0下的應(yīng)用1489.3.2 串行口在其他方式下的應(yīng)用1499.4 單片機(jī)多機(jī)通信156習(xí)題916010 單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)16110.1 鍵盤接口16110.1.1 按鍵去抖動16110.1.2 獨(dú)立式鍵盤及其接口16210.1.3 矩陣式鍵盤16210.1.4 鍵盤掃描方式16510.2 顯示接口16610.2.1 LED顯示器的工作原理16610.2.2 LED顯示方式16710.3 DAC接口17110.3.1 D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)17210.3.2 DAC0832接口17210.3.3 DAC1210接口17510.4 ADC接口17710.4.1 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)17710.4.2 ADC0809接口17810.4.3 AD574A接口180習(xí)題1018411 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例18511.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程18511.1.1 擬定總體設(shè)計(jì)方案18511.1.2 硬件設(shè)計(jì)18511.1.3 軟件設(shè)計(jì)18611.1.4 系統(tǒng)調(diào)試、運(yùn)行和維護(hù)18611.2 單片機(jī)多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng)18711.2.1 硬件設(shè)計(jì)18711.2.2 軟件設(shè)計(jì)18811.3 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)19111.3.1 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動19111.3.2 二維步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)192習(xí)題11196附錄1ASCII字符表197附錄280C51系列單片機(jī)指令一覽表198參考文獻(xiàn)202

章節(jié)摘錄

插圖：1 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1 微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)是20世紀(jì)70年代初期發(fā)展起來的。它使計(jì)算機(jī)應(yīng)用能夠真正深入到社會生產(chǎn)、生活等各個領(lǐng)域，使人類社會大步跨人信息化時(shí)代，使人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。1.1.1 微型計(jì)算機(jī)的基本概念隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，集成電路的集成度越來越高。1971年11月，Intel公司成功地將運(yùn)算部件和邏輯控制功能成功地集成在一起，制成了第一片中央處理芯片——Intel 4004微處理器，由此揭開了微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的序幕。微處理器（Microprocessor），簡稱MPU，是一個由算術(shù)邏輯運(yùn)算單元、控制器單元、寄存器組及內(nèi)部系統(tǒng)總線等單元組成的大規(guī)模集成電路芯片。微處理器加上同樣采用大規(guī)模集成電路制成的用于存儲程序和數(shù)據(jù)的存儲器以及與輸入輸出設(shè)備相連接的輸入輸出接口電路就構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)（Microcomputer）。圖1-1所示為微型計(jì)算機(jī)基本組成框圖。以微型計(jì)算機(jī)為主體，配上輸入輸出設(shè)備、外存儲設(shè)備、電源機(jī)箱以及基本系統(tǒng)軟件就可組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

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《單片機(jī)原理、接口技術(shù)及應(yīng)用》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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