單片機原理與應用

前言

計算機教材建設是計算機專業(yè)教學工作的重要組成部分，高質(zhì)量的教材是培養(yǎng)高質(zhì)量人才的基本保證，是體現(xiàn)教育特色的知識載體和教學的基本工具，直接關系到計算機專業(yè)教育能否為一線崗位培養(yǎng)符合要求的高技術應用型人才。教育部也把教材建設作為衡量高等院校深化教育教學改革的重要指標，作為檢驗各院校人才培養(yǎng)工作的標準。近年來，許多院校都十分重視計算機專業(yè)教材建設工作，編寫和出版了一批質(zhì)量較高的精品教材，但仍然遠遠滿足不了應用型教育發(fā)展的需要，所以我們組織了由全國高校計算機專業(yè)的專家教授組成的國家“十一五”高等院校計算機應用型規(guī)劃教材課題研究組，通過對應用型本科院校和高職高專院校計算機應用技術專業(yè)全面、細致的調(diào)研和討論，并結合我國當前的教學現(xiàn)狀，編寫了本叢書。叢書突出系統(tǒng)性、科學性和實踐性，以培養(yǎng)社會需求的計算機應用型專門人才為宗旨。叢書特色課程體系的系統(tǒng)性：注重教學內(nèi)容乖體系的創(chuàng)新本叢書根據(jù)教育部頒布的應用型專門人才培養(yǎng)目標來編寫，適合應用型本科院校和高職高專院校的教學需求和教學特色?；A理論型課程體現(xiàn)以應用為目的，以必需、夠用為度，以講清概念、強化應用為教學重點；專業(yè)技術型課程強調(diào)實用性，以社會需要為目標，以強化實踐操作為教學重點。教學方法的先進性：加強全方位的教學配套資源建設本叢書針對計算機專業(yè)教學工作量大、課時多、講授課程種類全的特點，注重資源和手段的改革，并逐步建立專門論壇網(wǎng)站，為計算機專業(yè)教學提供一個現(xiàn)代化的平臺，包括教材推薦和評論、學生提問和教師答疑、教師課程教學博客、教學論文發(fā)表、教學實驗基地信息發(fā)布等功能。教學內(nèi)容的多樣性：力求介紹最新的技術和方法先進性和時代性是教材的生命，計算機應用技術專業(yè)的教學具有更新快、內(nèi)容多的特點，本叢書在體例安排和實際講述過程中都力求介紹最新的技術和方法，并注重拓寬學生的知識面，激發(fā)他們學習的熱情和創(chuàng)新的欲望。理論與實踐并重：闡明基礎理論，強調(diào)實踐應用理論是實踐的基礎，實踐是理論的升華；不能有效指導實踐的理論是空頭理論，沒有理論指導的實踐是盲目的實踐。對于時代呼喚的信息化人才而言，二者缺一不可。本叢書以知識點為主線，穿插演示性案例于理論講解之中，使枯燥的理論變得更易于理解、易于接受；此外，還在每一章的最后提供大量的練習題和綜合示例，目的是提高學生綜合利用所學知識解決實際問題的能力。易教易學：創(chuàng)新體例，合理布局，通俗易懂本叢書結構清晰，內(nèi)容系統(tǒng)詳實，布局合理，語言精煉實用(不講深奧的原理)，實例難度適中；力求把握各門課程的核心，通俗易懂，便于教學的展開，也便于學生融會貫通，熟練掌握所學知識。

內(nèi)容概要

書以MCS-51系列單片機為主，全面、系統(tǒng)、詳細地介紹了單片機的硬件、軟件及應用技術。本書主要內(nèi)容包括：第1章單片器機概述，第2章MCS-51系列單片機的結構及原理，第3章MCS-51系列單片機的指令系統(tǒng)，第4章MCS-51系列單片機程序設計（程序設計以匯編語言為主），第5章MCS-51單片機的定時器/計數(shù)器，第6章中斷系統(tǒng)，第7章串行接口及其通信，第8章并行I/O接口，第9章MCS-51系列單片機的存儲器擴展及接口技術，第10章單片機應用系統(tǒng)中的抗干擾技術設計，第11章單片機系統(tǒng)設計與開發(fā)。對單片機應用系統(tǒng)的軟件、硬件設計也在各章節(jié)中穿插地做了闡述。本書的特點：內(nèi)容豐富、實用性強、概念清晰、由淺入深、編排順序合理，各章后均選配了豐富的習題以供讀者自行學習研究?！　”緯勺鳛楦叩仍盒！⒏叩嚷殬I(yè)學校及成人高等學校的教材，也可作為工程技術人員學習參考用書或培訓教材。

書籍目錄

第1章　單片機概述.　　1.1　計算機的產(chǎn)生與發(fā)展　　1.2　計算機中的數(shù)制與編碼　　1.2.1　計算機中的數(shù)制　　1.2.2　計算機中的數(shù)的表示　　1.2.3　計算機常用編碼　　1.3　單片機的發(fā)展及應用　　　1.3.1　單片機的發(fā)展　　1.3.2　單片機的原理及特點　　1.3.3　單片機的應用　1.4　常用單片機系列介紹　　　1.4.1　單片機的種類及產(chǎn)品　　1.4.2　單片機的應用系統(tǒng)結構　　1.4.3　單片機的選用　1.5　小結與提高　　1.6　思考與練習　第2章　MCS-51系列單片機的結構及原理　　2.1　MCS-51系列單片機的結構　　2.1.1　MCS-51系列單片機的主要特征　　2.1.2　8051的總體結構　　2.1.3　MCS-51系列單片機的一般結構　2.2　MCS-51系列單片機的引腳　　　2.2.1　MCS-51系列單片機的引腳定義及功能　　2.2.2　MCS-51系列單片機的外部總線構成　2.3　MCS-51系列單片機的主要組成部分　　2.3.1　MCS-51系列單片機的中央處理部件　　2.3.2　MCS-51系列單片機的存儲器結構　　2.3.3　串行I/O接口　　2.4　CPU的時序與時鐘電路　　　2.4.1　振蕩器和時鐘電路　　2.4.2　CPU的時序及有關概念　  2.4.3　時序定時單位    2.4.4　CPU的取指令和執(zhí)行指令時序  2.5　MC&51系列單片機的工作方式    2.5.1  復位方式    2.5.2　程序執(zhí)行方式    2.5.3　低功耗方式    2.5.4　EPROM編程和校驗方式  2.6　小結與提高  2.7　思考與練習第3章  MCS-51系列單片機的指令系統(tǒng)  3.1　指令系統(tǒng)簡介    3.1.1　指令概述    3.1.2　指令格式    3.1.3　指令中常用符號說明  3.2　尋址方式    3.2.1  立即尋址    3.2.2　直接尋址    3.2.3　寄存器尋址    3.2.4　寄存器間接尋址    3.2.5　變址尋址    3.2.6　相對尋址    3.2.7　位尋址    3.2.8　MCS-51尋址方式小結  3.3　指令類型  3.4　數(shù)據(jù)傳送指令    3.4.1  內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)傳送指令    3.4.2　ROM和外部RAM數(shù)據(jù)存儲器傳送指令    3.4.3　程序存儲器向累加器A傳送數(shù)據(jù)指令    3.4.4　數(shù)據(jù)交換指令    3.4.5　堆棧操作指令  3.5　算術運算類指令    3.5.1　加法運算指令    3.5.2　減法運算指令    3.5.3　乘法運算指令（1條）    3.5.4　除法運算指令（1條）    3.5.5　十進制調(diào)整指令  3.6　邏輯運算及移位類指令    3.6.1　兩個操作數(shù)的邏輯操作指令 　　3.6.2　累加器A的邏輯操作指令    3.6.3　循環(huán)移位指令  3.7　控制轉(zhuǎn)移類指令    3.7.1　無條件轉(zhuǎn)移指令    3.7.2　條件轉(zhuǎn)移指令    3.7.3　子程序調(diào)用及返回指令    3.7.4　空操作指令  3.8　位操作指令  3.9　小結與提高  3.10　思考與練習第4章　MCS-51系列單片機程序設計第5章　MCS-51單片機的定時器，計數(shù)器第6章　中斷系統(tǒng)第7章　串行接口及其通信第8章　并行I/O接口第9章　MCS-51系列單片機的存儲器擴展及接口技術第10章　單片機應用系統(tǒng)中的抗干擾技術設計第11章　單片機系統(tǒng)設計與開發(fā)

章節(jié)摘錄

插圖：單片機的基本操作周期為機器周期。一個機器周期有6個狀態(tài)，每個狀態(tài)由兩個脈沖(晶振周期)組成。即1個機器周期=6個狀態(tài)周期=12個晶振周期。若單片機采用12MHz的晶體振蕩器，則一個機器周期為1us，若采用6MHz的晶體振蕩器，則一個機器周期為2us。(4)指令周期。指令周期是執(zhí)行一條指令所需要的時間。不同的指令，其執(zhí)行時間各不相同，如果用占用機器周期多少來衡量，MCS．51單片機的指令可分為單周期指令、雙周期指令及四周期指令。2．4．4 CPU的取指令和執(zhí)行指令時序單片機執(zhí)行程序的過程，實際上就是執(zhí)行所編制程序的過程。即逐條指令的過程。計算機每執(zhí)行一條指令都可分為三個階段進行。即取指令一分析指令一執(zhí)行指令。(1)取指令即根據(jù)程序計數(shù)器PC中的值從程序存儲器讀出現(xiàn)行指令，送到指令寄存器。(2)分析指令階段則是將指令寄存器中的指令操作碼取出后進行譯碼，分析其指令性質(zhì)。如指令要求操作數(shù)，則尋找操作數(shù)地址。(3)計算機執(zhí)行程序的過程實際上就是逐條指令地重復上述操作過程，直至遇到停機指令可循環(huán)等待指令。一般計算機進行工作時，首先要通過外部設備把程序和數(shù)據(jù)通過輸入接口電路和數(shù)據(jù)總線送入到存儲器，然后逐條取出執(zhí)行。但單片機中的程序一般事先我們都已通過寫入器固化在片內(nèi)或片外程序存儲器中。因而一開機即可執(zhí)行指令。下面將舉個實例來說明指令的執(zhí)行過程：開機時，程序計算器PC變?yōu)?000H。然后單片機在時序電路作用下自動進入執(zhí)行程序過程。執(zhí)行過程實際上就是取出指令(取出存儲器中事先存放的指令階段)和執(zhí)行指令(分析和執(zhí)行指令)的循環(huán)過程。例如執(zhí)行指令：MOV A，#0EOH，其機器碼為“74H EOH”，該指令的功能是把操作數(shù)EOH送入累加器，0000H單元中已存放74H，0001H單元中已存放EOH。當單片機開始運行時，首先是進入取指令階段，其次序是：·程序計數(shù)器的內(nèi)容(這時是0000H)送到地址寄存器。·程序計數(shù)器的內(nèi)容自動加1(變?yōu)?001H)?！さ刂芳拇嫫鞯膬?nèi)容(0000H)通過內(nèi)部地址總線送到存儲器，以存儲器中地址譯碼電路，使地址為0000H的單元被選中。·CPU使讀控制線有效?！ぴ谧x命令控制下被選中存儲器單元的內(nèi)容(此時應為74H)送到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上，因為是取指階段，所以該內(nèi)容通過數(shù)據(jù)總線被送到指令寄存器。取指階段完成，進入譯碼分析和執(zhí)行指令階段。由于本次進入指令寄存器中的內(nèi)容是74H(操作碼)，以譯碼器譯碼后單片機就會知道該指令是要將一個數(shù)送到A累加器，而該數(shù)是在這個代碼的下一個存儲單元。所以，執(zhí)行該指令還必須把數(shù)據(jù)(EOH)從存儲器中取出送到CPU，即還要在存儲器中取第二個字節(jié)。其過程與取指令階段很相似，只是此時PC已為0001H。

編輯推薦

《單片機原理與應用》可作為高等院校、高等職業(yè)學校及成人高等學校的教材，也可作為工程技術人員學習參考用書或培訓教材。高校教師與企業(yè)工程技術人員共同編寫，圍繞實際需求組織內(nèi)容，強調(diào)理論與實踐的結合，幫助讀者以最快速度進入單片機的世界。結構設計緊湊，內(nèi)容取舍合理，突出實際應用，具有很強的實用性和操作性。課程體系的系統(tǒng)性：注重教學內(nèi)容和體系的創(chuàng)新教學方法的多樣性：加強全方位的教學配套資源建設教學內(nèi)容的先進性：力求介紹最新的技術和方法理論與實踐并重：闡明基礎理論，強調(diào)實踐應用易教易學：創(chuàng)新體例，合理布局，通俗易懂

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