51單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例詳解

前言

展現(xiàn)在大家面前的是一本單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)用教程。本書與《51單片機(jī)應(yīng)用從零開始》（目前已4次印刷）一起組成了一個(gè)較為完整的單片機(jī)學(xué)習(xí)及實(shí)踐指導(dǎo)體系。這兩本書凝結(jié)了國(guó)內(nèi)幾所重點(diǎn)大學(xué)在科研、教學(xué)第一線教師們的心血，也得到了英國(guó)劍橋大學(xué)、牛津大學(xué)、倫敦帝國(guó)理工大學(xué)、倫敦大學(xué)、加的夫大學(xué)等世界著名大學(xué)中多位博士生導(dǎo)師的指導(dǎo)意見。書中實(shí)例的選擇經(jīng)過(guò)了多方面的考慮，涵蓋51單片機(jī)應(yīng)用的方方面面，對(duì)于單片機(jī)學(xué)習(xí)和系統(tǒng)開發(fā)人員有非常大的參考價(jià)值。 書中的實(shí)例兼顧傳統(tǒng)與新潮，其中詳細(xì)介紹的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)例包括玻璃防盜報(bào)警器、無(wú)線鼠標(biāo)、數(shù)字秒表、數(shù)字電子時(shí)鐘、LED點(diǎn)陣顯示屏、各種液晶屏應(yīng)用、數(shù)字溫度計(jì)、數(shù)字電壓表、多通道示波器、MP3播放機(jī)、空調(diào)溫控器、電子密碼鎖、各種存儲(chǔ)器的接口及應(yīng)用、串行存儲(chǔ)器（I2C）應(yīng)用、鍵盤及開關(guān)接口應(yīng)用、8255擴(kuò)展I/O口應(yīng)用、常用傳感器應(yīng)用系統(tǒng)、電子血壓計(jì)、紅外遙控器、磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)（高斯計(jì)）、指紋安保系統(tǒng)、直流電機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)控制器、光電隔離技術(shù)、可控硅控制、量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、串行通信應(yīng)用、近/遠(yuǎn)距離雙機(jī)通信、多機(jī)通信、計(jì)算機(jī)與單片機(jī)通信、網(wǎng)絡(luò)密碼鎖、RS-485標(biāo)準(zhǔn)通信、紅外無(wú)線通信、紅外計(jì)數(shù)器、藍(lán)牙通信、射頻識(shí)別（RFID）系統(tǒng)、生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀、電子器件測(cè)試儀及電話遠(yuǎn)程遙控器等。 本書的讀者群 不知道單片機(jī)有什么作用的人。有的朋友剛開始學(xué)習(xí)或者還沒(méi)有開始學(xué)習(xí)單片機(jī)，對(duì)于單片機(jī)能發(fā)揮什么作用、可以應(yīng)用于什么場(chǎng)合不甚了解，更談不上“玩轉(zhuǎn)”單片機(jī)、開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)了，本書將為這些朋友掃除困惑。 即將學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的人。單片機(jī)應(yīng)用教程琳瑯滿目，如何得到一本真正讀起來(lái)不費(fèi)勁、學(xué)起來(lái)不枯燥、用起來(lái)得心應(yīng)手、實(shí)例豐富的參考書，對(duì)于快速獲得單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)技能至關(guān)重要。 廣大的學(xué)生朋友。不管您之前有沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)單片機(jī)，都可以從本書開始進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)天地。如果您正在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)或畢業(yè)設(shè)計(jì)，那么本書中眾多實(shí)例將成為您構(gòu)思的好幫手。 老師們。如果能在課堂上將一定數(shù)量的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)例融入教學(xué)中，并向?qū)W生展示單片機(jī)系統(tǒng)的規(guī)劃思路、軟/硬件設(shè)計(jì)方法，而不是讓學(xué)生忙于記下晦澀的、一條一條的指令和單片機(jī)的知識(shí)點(diǎn)，這不正是事半功倍、皆大歡喜的事嗎？ 具備一定單片機(jī)知識(shí)的人?？赡苣诠ぷ髦袝?huì)突然被老板安排開發(fā)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，而原來(lái)學(xué)習(xí)過(guò)的單片機(jī)系統(tǒng)知識(shí)已經(jīng)有不同程度的遺忘，本書就會(huì)幫您把原本屬于自己的知識(shí)迅速地拾掇起來(lái)，并且再提供一些實(shí)戰(zhàn)的技能和軟/硬件模塊。 本書的特點(diǎn) 語(yǔ)言生動(dòng)活潑、平實(shí)易懂。書中沒(méi)有過(guò)多復(fù)雜的計(jì)算和技術(shù)背景介紹，取而代之的是以“講故事”的形式把單片機(jī)系統(tǒng)的概念潛移默化地帶出，盡量讓高深的單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)貼近生活，以眾多實(shí)例來(lái)擴(kuò)展單片機(jī)應(yīng)用視野。 十分注重基礎(chǔ)知識(shí)的鋪墊。單片機(jī)的應(yīng)用范圍廣、場(chǎng)合多，不是所有人都能熟悉每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。所以，在講解較新的實(shí)例之前，都會(huì)對(duì)一些背景知識(shí)進(jìn)行引導(dǎo)，從背景知識(shí)中獲得設(shè)計(jì)思路的形成過(guò)程，這樣既授人以“魚”，也授人以“漁”，除了能掌握實(shí)例外，還能觸類旁通，為其他場(chǎng)景下單片機(jī)的應(yīng)用設(shè)計(jì)提供思維方法。 實(shí)例全面、新穎、權(quán)威。嚴(yán)格選用成熟的、新穎的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例來(lái)展現(xiàn)單片機(jī)的各種功能，對(duì)于外設(shè)也都有一定篇幅的介紹，以便沒(méi)有接觸過(guò)的朋友能對(duì)其有所了解。書中的實(shí)例涵蓋了單片機(jī)應(yīng)用的各個(gè)方面，其中也包括最新外設(shè)的應(yīng)用，如指紋識(shí)別、射頻標(biāo)簽和電話遠(yuǎn)程控制等。 全書渾然一體。除了第1、2、9章外，書中的每一章節(jié)都是單片機(jī)應(yīng)用的一個(gè)方面，如果想全面學(xué)習(xí)，可以閱讀全書并實(shí)踐其中的實(shí)例。當(dāng)然，如果只需要某一方面的知識(shí)、進(jìn)行某一方面的應(yīng)用，可以到相應(yīng)的章節(jié)中尋找答案。 本書的內(nèi)容結(jié)構(gòu) 每一章前面都設(shè)置了引言，提出了一些生活中的應(yīng)用場(chǎng)景，啟發(fā)思考；在隨后的每節(jié)中，都可以使用設(shè)置的思考題來(lái)檢驗(yàn)和鞏固所學(xué)內(nèi)容；每章最后是一個(gè)“實(shí)例點(diǎn)撥”，既緊扣每章的內(nèi)容，又升華每章的知識(shí)點(diǎn)，還提供了許多單片機(jī)應(yīng)用的思路。有的章節(jié)還設(shè)置有“器件介紹”，用來(lái)對(duì)相關(guān)的電子器件的知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。 第1章從玻璃打碎報(bào)警器開始，進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的場(chǎng)景中，并描繪了單片機(jī)系統(tǒng)的一般性結(jié)構(gòu)，接著對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)工具進(jìn)行介紹，最后以一個(gè)無(wú)線鼠標(biāo)的剖析實(shí)現(xiàn)從單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)到單片機(jī)應(yīng)用的思維轉(zhuǎn)換。 第2章是全面的51單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的介紹，包括其I/O口、存儲(chǔ)器、寄存器、指令、匯編語(yǔ)言、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信和中斷等。本章首先在系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用之前簡(jiǎn)要地學(xué)習(xí)、回顧了51單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，最后以啤酒裝瓶系統(tǒng)再次啟發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的思路。 第3章講述各種顯示器，包括多位七段數(shù)碼管、發(fā)光二極管點(diǎn)陣和各種液晶屏等。顯示器作為單片機(jī)系統(tǒng)的“臉面”，是最常涉及的單片機(jī)外設(shè)之一。靈活掌握如中文漢字液晶屏、大屏幕點(diǎn)陣屏和彩色液晶屏的開發(fā)技巧，能極大地提升系統(tǒng)的表現(xiàn)力。 第4章講述的是單片機(jī)如何與A/D器件一起將模擬信號(hào)采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。單片機(jī)是一個(gè)典型的數(shù)字器件，為了使它能對(duì)各種模擬信號(hào)進(jìn)行處理和分析，進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換是必要的。本章還介紹了如何將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)及單片機(jī)與D/A器件的應(yīng)用。 第5章是有關(guān)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的內(nèi)容介紹。由于單片機(jī)本身的容量有限，在實(shí)際應(yīng)用中常常需要添加額外的外部存儲(chǔ)器來(lái)擴(kuò)大系統(tǒng)存儲(chǔ)信息的能力，而存儲(chǔ)器的接口涉及數(shù)據(jù)和地址兩個(gè)方面，所以其中有一些知識(shí)點(diǎn)和技能需要掌握。本章最后介紹了串行片外存儲(chǔ)器擴(kuò)展（I2C接口）的實(shí)例。

內(nèi)容概要

　　如果不是為了應(yīng)付考試，那單片機(jī)的學(xué)習(xí)更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用。本書是《51單片機(jī)應(yīng)用從零開始》的姊妹書，既可作為其“續(xù)集”以擴(kuò)展學(xué)習(xí)單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)之后的系統(tǒng)應(yīng)用，也可獨(dú)立成冊(cè)作為單片機(jī)從基礎(chǔ)學(xué)習(xí)到系統(tǒng)應(yīng)用的幫手。51系列單片機(jī)不僅是國(guó)內(nèi)用得最多的單片機(jī)之一，同時(shí)也是最適合上手學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的一款單片機(jī)。本書主要以51系列單片機(jī)為核心控制器，從廣度和深度上對(duì)其系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行了梳理，通過(guò)本書的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，可以順利完成多任務(wù)、多功能單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及開發(fā)，能對(duì)日常生活、生產(chǎn)中的一些測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行自主設(shè)計(jì)及實(shí)施。書中豐富的實(shí)例及全面的應(yīng)用講解將能極大地開闊單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的思路，并為其設(shè)計(jì)提供藍(lán)圖和模塊?！　”緯谶x材時(shí)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)大學(xué)一線教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并借鑒國(guó)外經(jīng)典教材的寫作手法，對(duì)51單 片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)及局部知識(shí)進(jìn)行了詳實(shí)的介紹。除了每章中大量的單片機(jī)系統(tǒng)模塊及有機(jī)系統(tǒng)的介紹外，“實(shí)例點(diǎn)撥”環(huán)節(jié)還展示了許多相對(duì)完整的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)例供讀者學(xué)習(xí)、開發(fā)時(shí)參考。在多角度、多方面的實(shí)例化講解中，讀者既掌握了單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的基本技能，還開闊了單片機(jī)流行應(yīng)用的視野。　　本書秉承《51單片機(jī)應(yīng)用從零開始》一書語(yǔ)言生動(dòng)風(fēng)趣及講解循序漸進(jìn)的特點(diǎn)，在顧及實(shí)用性、技術(shù)性的同時(shí)，最大程度地提高了可讀性，力求闡述得平實(shí)、通俗、易懂。本書適合作為電類本科、?？茖W(xué)生的參考用書及高職高專學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教材，也可作為無(wú)線電愛好者學(xué)習(xí)單片機(jī)的參考書。

書籍目錄

第1章 大轉(zhuǎn)折——從學(xué)習(xí)單片機(jī)到應(yīng)用單片機(jī)  　1.1 如何利用單片機(jī)  　1.2 哪些工具可以幫助我們  　1.3 調(diào)試乃成功之母  　1.4 實(shí)例點(diǎn)撥——無(wú)線鼠標(biāo)  第2章 時(shí)刻準(zhǔn)備著——掃除基礎(chǔ)知識(shí)障礙  　2.1 AT89S51單片機(jī)滿足需要嗎  　2.2 管腳描述  　2.3 工作時(shí)序問(wèn)題  　2.4 存儲(chǔ)器組織  　2.5 匯編語(yǔ)言  　2.6 尋址方式與指令概述  　2.7 定時(shí)/計(jì)數(shù)器  　2.8 串行口通信  　2.9 中斷  　2.10 實(shí)例點(diǎn)撥——啤酒裝瓶系統(tǒng)中的單片機(jī)  第3章 系統(tǒng)的“臉蛋”——顯示器  　3.1 電子時(shí)鐘的“臉蛋”——多位七段數(shù)碼管  　3.2 大屏幕的秘密——發(fā)光二極管點(diǎn)陣  　3.3 計(jì)算器的“臉蛋”——段式液晶屏  　3.4 “Hello, world!”——字符液晶屏  　3.5 圖形的顯示——點(diǎn)陣液晶屏  　3.6 絢麗的世界——彩色液晶屏  　3.7 系統(tǒng)應(yīng)用——中文液晶屏顯示系統(tǒng)  第4章 從收錄機(jī)到CD唱機(jī)——模擬與數(shù)字之間的轉(zhuǎn)換  　4.1 從數(shù)字溫度計(jì)中學(xué)習(xí)模擬與數(shù)字的轉(zhuǎn)換  　4.2 單片機(jī)與A/D  　4.3 單片機(jī)與D/A  　4.4 如何選擇A/D與D/A器件  　4.5 系統(tǒng)應(yīng)用——空調(diào)溫度控制系統(tǒng)  第5章 凝固的數(shù)據(jù)——擴(kuò)展存儲(chǔ)器  　5.1 透過(guò)電子密碼鎖觀察片外存儲(chǔ)器  　5.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的種類  　5.3 單片機(jī)與片外程序存儲(chǔ)器的接口  　5.4 單片機(jī)與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的接口  　5.5 存儲(chǔ)器的地址解碼  　5.6 典型片外存儲(chǔ)器的擴(kuò)展接口電路  　5.7 系統(tǒng)應(yīng)用——串行片外存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)例（ 接口）  第6章 觸角的延伸——輸入技術(shù)  　6.1 常用開關(guān)  　6.2 I/O口作為輸入端口  　6.3 I/O口的使用  　6.4 使用8255擴(kuò)充更多的I/O口  　6.5 鍵盤  　6.6 傳感器與單片機(jī)  　6.7 輸入信號(hào)的調(diào)理  　6.8 實(shí)例點(diǎn)撥——指紋安保系統(tǒng)  第7章 觸角的延伸——輸出技術(shù)  　7.1 為控制電機(jī)準(zhǔn)備  　7.2 直流電機(jī)的控制  　7.3 步進(jìn)電機(jī)的控制  　7.4 開集電極輸出結(jié)構(gòu)  　7.5 邏輯家族及邏輯電平  　7.6 通用輸出技術(shù)  　7.7 實(shí)例點(diǎn)撥——量程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換  第8章 信息溝通無(wú)極限——通信技術(shù)  　8.1 串行通信的魅力  　8.2 兩個(gè)單片機(jī)之間的溝通  　8.3 多個(gè)單片機(jī)之間的溝通  　8.4 單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的溝通  　8.5 單片機(jī)的無(wú)線通信  　8.5.1 利用紅外線檢測(cè)物體  　8.5.2 利用紅外線傳輸數(shù)據(jù)  　8.5.3 單片機(jī)與藍(lán)牙通信  　8.6 實(shí)例點(diǎn)撥——射頻識(shí)別（RFID）系統(tǒng)  　8.6.1 射頻標(biāo)簽的秘密  　8.6.2 射頻識(shí)別系統(tǒng)規(guī)劃  　8.6.3 射頻識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)  第9章 啟發(fā)設(shè)計(jì)的靈感——完整系統(tǒng)實(shí)例點(diǎn)撥  　9.1 生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀  　9.1.1 心率的測(cè)量原理  　9.1.2 系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)  　9.2 電子器件測(cè)試儀  　9.2.1 系統(tǒng)功能說(shuō)明 　9.2.2 電子器件測(cè)試儀軟件設(shè)計(jì)  　9.3 電話遠(yuǎn)程遙控器  　9.3.1 電話線利用有道  　9.3.2 電話遠(yuǎn)程遙控器設(shè)計(jì)  　9.4 你準(zhǔn)備好了嗎  　參考文獻(xiàn)  附錄A 單片機(jī)指令集及用法示例  附錄B 指令的執(zhí)行代碼表  附錄C 中文字型碼表  附錄D 單片機(jī)USB口下載線  附錄E 基礎(chǔ)邏輯門及常用數(shù)字電路芯片  附錄F μVision3支持的單片機(jī)  附錄G 單片機(jī)偽指令  附錄H 單片機(jī)比較表  附錄I ASCII碼表  附錄J 常見封裝形式  附錄K 常見芯片生產(chǎn)商  附錄L 指紋傳感器SM630通信協(xié)議  附錄M 常用低容量存儲(chǔ)器器件表（RAM、ROM）  附錄N 希臘字母表  附錄O 電阻阻值讀取方法和色環(huán)定義  附錄P 用于重定位和連接模塊的指令介紹 1 附錄Q AT89S51單片機(jī)特殊功能寄存器一覽表  附錄R 單片機(jī)匯編程序保留字

章節(jié)摘錄

插圖：（2）特殊功能寄存器的操作方法對(duì)特殊功能寄存器的操作方法有兩種，一種是字節(jié)操作，另一種是位操作。例如，指令“MOV P1，#00H”將一個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度的立即數(shù)00H送到P1對(duì)應(yīng)的特殊功能寄存器地址空間上，也就是90H，類似這樣的操作稱為字節(jié)操作。除了字節(jié)操作外，某些特殊功能寄存器還支持位操作，例如，指令“CLR P0.0”使單片機(jī)的P0.0口輸出低電平。還有一些特殊功能寄存器是支持位操作的，AT89S51單片機(jī)中支持位操作的特殊功能寄存器是P0（P0口鎖存器）、TCON（定時(shí)／計(jì)數(shù)器控制寄存器）、P1（Pl口鎖存器）、SCON（串行口控制寄存器）、P2（P2口鎖存器）、IE（中斷使能寄存器）、P3（P3口鎖存器）、IP（中斷優(yōu)先控制寄存器）、PSW（程序狀態(tài)字寄存器）、ACC（累加器）和B（B寄存器）。（3）常用特殊功能寄存器如圖2.20所示的.AT89S5 1單片機(jī)的特殊功能寄存器共有26個(gè)，每一個(gè)的長(zhǎng)度都是1個(gè)字節(jié)。這些特殊功能寄存器的詳細(xì)介紹和各位的內(nèi)容請(qǐng)參考附錄Q，下面介紹幾個(gè)常用的特殊功能寄存器。P0（80H）一PO口鎖存器。SP（8lH）——堆棧指針。AT89S51單片機(jī)利用堆棧指針SP指示最近一次存入堆棧內(nèi)的地址。每當(dāng)在程序中調(diào)用其他子程序時(shí)，原程序的返回地址就會(huì)自動(dòng)壓入堆棧中。當(dāng)子程序執(zhí)行到RET指令時(shí)，CPU會(huì)自動(dòng)由堆棧中取回原先存入的返回地址，繼續(xù)執(zhí)行原程序。每當(dāng)CPU將8位值存入堆棧時(shí)，稱為壓棧（PUSH），這時(shí)堆棧指針SP值會(huì)增加1；反之由堆棧中取回值稱為出棧（POP），此時(shí)堆棧指針SP減少1。在設(shè)計(jì)程序時(shí)，有時(shí)會(huì)在起始狀態(tài)階段設(shè)置堆棧指針SP的值，以保證程序有足夠的堆?？臻g。

編輯推薦

《51單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例詳解》是一本強(qiáng)調(diào)單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的書，是一本為單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者開闊思路，為其設(shè)計(jì)提供藍(lán)圖和模塊的書。

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