單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用

前言

單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器，由于其具有集成度高、體積小、功耗低、性價(jià)比高、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)控制、機(jī)電一體化、通信終端、智能儀表、家用電器等諸多領(lǐng)域中都起著十分重要的作用，并且應(yīng)用越來(lái)越廣泛。鑒于此，工科類高職高專院校師生和工程技術(shù)人員了解并掌握單片機(jī)的原理及應(yīng)用技術(shù)就顯得十分必要了。目前，單片機(jī)技術(shù)已成為高職高專院校電子、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等專業(yè)的學(xué)生所要學(xué)習(xí)的重要課程之一。在新的背景下，由于原有教材體系和教材內(nèi)容已不能適應(yīng)當(dāng)今高職高專教育的培養(yǎng)目標(biāo)和要求，因此結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與研發(fā)經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)了本書(shū)，旨在滿足新形勢(shì)下的教學(xué)需要。本書(shū)具有以下特點(diǎn)：1.課程進(jìn)行了整合單片機(jī)課程和C語(yǔ)言課程是工科專業(yè)的兩門主干課程。在大多數(shù)高職院校，單片機(jī)和C語(yǔ)言作為兩門課程分開(kāi)來(lái)上，但是由于單片機(jī)內(nèi)容較多，既要講硬件，又要講軟件，而且實(shí)踐內(nèi)容也多，總覺(jué)得學(xué)時(shí)不夠，學(xué)生學(xué)得也不夠扎實(shí)；而C語(yǔ)言也缺乏實(shí)踐內(nèi)容，基本理論又比較枯燥、乏味，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，即使學(xué)完課程，學(xué)生仍一知半解。為了改善這兩門課程，我們決定把它們進(jìn)行整合，這樣既可以增加單片機(jī)課程的課時(shí)，讓學(xué)生得到更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，又能給C語(yǔ)言課程的學(xué)習(xí)提供一個(gè)很好的實(shí)踐內(nèi)容，即單片機(jī)的應(yīng)用。目前，既講單片機(jī)又講C語(yǔ)言的教材很少，特別是適合于高職高專學(xué)生這方面的教材更不多見(jiàn)。同時(shí)，由于C51在開(kāi)發(fā)比較復(fù)雜的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，已成為主流，且具備移植性好、仿真調(diào)試容易等特點(diǎn)，所以在編寫(xiě)單片機(jī)教材的同時(shí)引入C51是非常必要的。2.課程內(nèi)容實(shí)用本書(shū)的編寫(xiě)以國(guó)家和行業(yè)制定并頒布的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范為依據(jù)，體現(xiàn)了我國(guó)當(dāng)前單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐中的真實(shí)情況，反映了國(guó)內(nèi)外本學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)。3.知識(shí)體系博采眾長(zhǎng)編者廣泛參考和吸取國(guó)內(nèi)外相關(guān)教材的優(yōu)點(diǎn)，充分吸收國(guó)內(nèi)外最新學(xué)科理論的研究成果和教學(xué)改革成果。4.教學(xué)案例典型豐富單片機(jī)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中編者始終堅(jiān)持“理論夠用、重在技能人才的培養(yǎng)”原則，書(shū)中附有大量典型實(shí)用的案例，特別是將大規(guī)模的案例引入課堂教學(xué)，使學(xué)生置身于真實(shí)的工程環(huán)境中，用實(shí)例進(jìn)行模擬練習(xí)，以提高學(xué)生的實(shí)踐能力。5.教材內(nèi)容廣泛全面并進(jìn)行了整合教材內(nèi)容緊跟當(dāng)前工程實(shí)際應(yīng)用，緊扣當(dāng)前用人單位需求和學(xué)生就業(yè)市場(chǎng)，并為技能等級(jí)考核、學(xué)生電子競(jìng)賽等打下一定的基礎(chǔ)。6.課程知識(shí)結(jié)構(gòu)合理在知識(shí)結(jié)構(gòu)上本書(shū)以MCS-51系列單片機(jī)為模型，主要向?qū)W生介紹單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)擴(kuò)展與工程應(yīng)用，做到主線明確、層次分明、重點(diǎn)突出、結(jié)構(gòu)合理。7.教材框架便于教學(xué)本書(shū)在體系架構(gòu)方面，每章開(kāi)頭均介紹了本章的教學(xué)提示和教學(xué)目標(biāo)，章后設(shè)置實(shí)踐訓(xùn)練和習(xí)題，便于教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)，有助于學(xué)生盡快學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟書(shū)中的知識(shí)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。本書(shū)由劉訓(xùn)非、陳希任主編。參編者的具體分工為：王棟編寫(xiě)第1章；張宇峰編寫(xiě)第2章；錢昕編寫(xiě)第3章、第4章；蔡成煒編寫(xiě)第5章、第6章；陳希編寫(xiě)第7章；程雪敏編寫(xiě)第8章、第9章；劉訓(xùn)非編寫(xiě)第10章、第11章。全書(shū)由劉訓(xùn)非、張宇峰負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。特在此對(duì)本書(shū)出版給予支持幫助的單位和個(gè)人表示誠(chéng)摯的感謝！同時(shí)感謝參考文獻(xiàn)的作者，本書(shū)借鑒了他們的部分成果，他們的工作給予我們很大的幫助和啟發(fā)。由于時(shí)間倉(cāng)促，加之編者水平有限，書(shū)中難免存在錯(cuò)誤和不足之處，真誠(chéng)希望得到專家和廣大讀者的批評(píng)和指正。

內(nèi)容概要

本書(shū)以MCS．51系列單片機(jī)為模型，主要介紹單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)擴(kuò)展與工程應(yīng)用。本書(shū)從第8章開(kāi)始專門介紹了C51編程技術(shù)及其應(yīng)用，在講解單片機(jī)原理的同時(shí)也介紹了單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法，特別在講解部分實(shí)例時(shí)，給出匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言兩種語(yǔ)言的編寫(xiě)方法，目的是通過(guò)比較匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言的編寫(xiě)特點(diǎn)，使學(xué)生能夠有比較性地選擇一種語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，并且認(rèn)識(shí)另一種語(yǔ)言。    本書(shū)依據(jù)高職教育培養(yǎng)高技能型人才的要求和辦學(xué)特點(diǎn)來(lái)編寫(xiě)，內(nèi)容系統(tǒng)、全面、深入淺出，重點(diǎn)突出動(dòng)手能力的培養(yǎng)。在講授基本工作原理的同時(shí)，編者結(jié)合自己多年的教學(xué)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，給出了許多實(shí)際項(xiàng)目，在項(xiàng)目的設(shè)置上力求做到難易程度循序漸進(jìn)，使學(xué)生能夠輕松掌握相關(guān)的技能與知識(shí)。本書(shū)側(cè)重單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成與應(yīng)用設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)，軟、硬結(jié)合，初步培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)開(kāi)發(fā)能力。    本書(shū)適合高職高專類院校作為“單片機(jī)”或“C51”等相關(guān)課程的教材，也可作為各類電子信息工程、自動(dòng)化技術(shù)人員和計(jì)算機(jī)愛(ài)好者的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)  1.1 單片微型計(jì)算機(jī)    1.1.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)    1.1.2 單片機(jī)的基本知識(shí)    1.1.3 單片機(jī)的發(fā)展概況    1.1.4 單片機(jī)主要品種簡(jiǎn)介    1.1.5 單片機(jī)的應(yīng)用  1.2 計(jì)算機(jī)的數(shù)制    1.2.1 數(shù)制    1.2.2 數(shù)制轉(zhuǎn)換    1.2.3 二進(jìn)制編碼    1.2.4 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示  思考與練習(xí)第2章 MCS.51單片機(jī)結(jié)構(gòu)  2.1 MCS.5 1單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)原理    2.1.1 Keil C51仿真軟件簡(jiǎn)介    2.1.2 MCS.51單片機(jī)組成    2.1.3 MCS.51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖及引腳功能    2.1.4 時(shí)鐘電路與復(fù)位電路    2.1.5 中央處理器    2.1.6 8051單片機(jī)I／O結(jié)構(gòu)  2.2 MCS.5 1單片機(jī)存儲(chǔ)器    2.2.1 程序存儲(chǔ)器    2.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器    2.2.3 MCS.51單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的配置    2.2.4 單片機(jī)特殊功能寄存器    2.2.5 特殊功能寄存器的位尋址  2.3 單片機(jī)并口控制系統(tǒng)  2.4 實(shí)踐訓(xùn)練  任務(wù)1：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀、寫(xiě)  任務(wù)2：彩燈控制  思考與練習(xí)第3章 MCS.51指令系統(tǒng)  3.1 指令格式    3.1.1 單字節(jié)指令    3.1.2 雙字節(jié)指令    3.1.3 三字節(jié)指令  3.2 尋址方式    3.2.1 直接尋址    3.2.2 立即數(shù)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 位尋址    3.2.7 相對(duì)尋址  3.3 指令類型    3.3.1 指令分類    3.3.2 數(shù)據(jù)傳送類指令    3.3.3 算術(shù)運(yùn)算類指令    3.3.4 邏輯操作類指令    3.3.5 位操作類指令    3.3.6 控制轉(zhuǎn)移類指令  3.4 偽指令  3.5 實(shí)踐訓(xùn)練  任務(wù)1：指令的熟悉及使用  任務(wù)2：指令的分析及應(yīng)用  思考與練習(xí)第4章 MCS.51程序設(shè)計(jì)  4.1 三種基本程序結(jié)構(gòu)    4.1.1 順序程序    4.1.2 分支程序    4.1.3 循環(huán)程序  4.2 子程序和參數(shù)傳遞方法  ……第5章 單片機(jī)中斷系統(tǒng)第6章 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器第7章 單片機(jī)串行接口第8章 Keil C51編譯器的使用第9章 C51程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用第10章 MCS-51系統(tǒng)擴(kuò)展及接口技術(shù)第11章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)提示本章重點(diǎn)在于介紹單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算機(jī)的數(shù)制轉(zhuǎn)換及編碼，為以后各章的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)了解單片機(jī)的最小系統(tǒng)和一般系統(tǒng)。了解單片機(jī)的發(fā)展歷程。了解單片機(jī)的種類。掌握計(jì)算機(jī)的數(shù)制。1.1 單片微型計(jì)算機(jī)單片微型計(jì)算機(jī)是制作在一塊集成電路芯片上的計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。它包括中央處理器（Central Processing Unit，CPU）、用RAM構(gòu)成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、用ROM構(gòu)成的程序存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、各種輸入/輸出（I/O）接口和時(shí)鐘電路，可獨(dú)立地進(jìn)行工作。例如，典型8位單片機(jī)8051片內(nèi)ROM為4000B，片內(nèi)RAM為256B，有兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)功能復(fù)用的并行口和1個(gè)異步通信串行口。許多單片機(jī)還有專用的I/O接口和功能，例如，能直接驅(qū)動(dòng)各種顯示器的并行口，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換接口，通信接口，DMA（存儲(chǔ)器直接存?。┕δ埽址l(fā)生或波形發(fā)生功能等。單片機(jī)可當(dāng)作學(xué)習(xí)機(jī)，用來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)的微處理器原理及應(yīng)用，學(xué)習(xí)按相應(yīng)的指令系統(tǒng)進(jìn)行匯編語(yǔ)言編程。將程序固化后，單片機(jī)可用作小型專用計(jì)算機(jī)。1.1.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)（或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)）是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對(duì)一般的MCS-51系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，單片機(jī)、晶振電路和復(fù)位電路3個(gè)部分組成了一個(gè)最小系統(tǒng)。但是通常情況下，在設(shè)計(jì)中總是將按鍵輸入、顯示輸出等加到上述電路后，稱為最小系統(tǒng)。 如80C51單片機(jī)加上一個(gè)時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，就組成一個(gè)完整的最小系統(tǒng)，如圖1-1所示。最小系統(tǒng)只是單片機(jī)能工作的最低要求，它不能對(duì)外完成控制任務(wù)，也不能進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，要進(jìn)行人機(jī)對(duì)話還需要一些輸入、輸出部件，執(zhí)行控制任務(wù)時(shí)還要有執(zhí)行部件。所以，一般最小系統(tǒng)應(yīng)具有一定的可擴(kuò)展性，利用單片機(jī)的I/O口可方便地與其他電路板連接。另外，可以在最小系統(tǒng)周圍連接按鍵、LED等簡(jiǎn)單的外圍設(shè)備，使得在制作完成最小系統(tǒng)后可以確保其正常工作。

編輯推薦

《單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》特色：以MCS-51系列單片機(jī)為模型，側(cè)重系統(tǒng)構(gòu)成與應(yīng)用設(shè)計(jì)，培養(yǎng)開(kāi)發(fā)能力緊跟當(dāng)前工程實(shí)際應(yīng)用，符合職業(yè)需求，并為技能等級(jí)考核、電子競(jìng)賽打基礎(chǔ)

圖書(shū)封面

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