51單片機應用實例詳解

前言

展現(xiàn)在大家面前的是一本單片機系統(tǒng)應用的實用教程。本書與《51單片機應用從零開始》（目前已4次印刷）一起組成了一個較為完整的單片機學習及實踐指導體系。這兩本書凝結(jié)了國內(nèi)幾所重點大學在科研、教學第一線教師們的心血，也得到了英國劍橋大學、牛津大學、倫敦帝國理工大學、倫敦大學、加的夫大學等世界著名大學中多位博士生導師的指導意見。書中實例的選擇經(jīng)過了多方面的考慮，涵蓋51單片機應用的方方面面，對于單片機學習和系統(tǒng)開發(fā)人員有非常大的參考價值。 書中的實例兼顧傳統(tǒng)與新潮，其中詳細介紹的單片機系統(tǒng)實例包括玻璃防盜報警器、無線鼠標、數(shù)字秒表、數(shù)字電子時鐘、LED點陣顯示屏、各種液晶屏應用、數(shù)字溫度計、數(shù)字電壓表、多通道示波器、MP3播放機、空調(diào)溫控器、電子密碼鎖、各種存儲器的接口及應用、串行存儲器（I2C）應用、鍵盤及開關接口應用、8255擴展I/O口應用、常用傳感器應用系統(tǒng)、電子血壓計、紅外遙控器、磁場強度計（高斯計）、指紋安保系統(tǒng)、直流電機控制器、步進電機控制器、光電隔離技術、可控硅控制、量程自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、串行通信應用、近/遠距離雙機通信、多機通信、計算機與單片機通信、網(wǎng)絡密碼鎖、RS-485標準通信、紅外無線通信、紅外計數(shù)器、藍牙通信、射頻識別（RFID）系統(tǒng)、生理參數(shù)監(jiān)護儀、電子器件測試儀及電話遠程遙控器等。 本書的讀者群 不知道單片機有什么作用的人。有的朋友剛開始學習或者還沒有開始學習單片機，對于單片機能發(fā)揮什么作用、可以應用于什么場合不甚了解，更談不上“玩轉(zhuǎn)”單片機、開發(fā)單片機系統(tǒng)了，本書將為這些朋友掃除困惑。 即將學習單片機系統(tǒng)應用的人。單片機應用教程琳瑯滿目，如何得到一本真正讀起來不費勁、學起來不枯燥、用起來得心應手、實例豐富的參考書，對于快速獲得單片機系統(tǒng)開發(fā)技能至關重要。 廣大的學生朋友。不管您之前有沒有學習過單片機，都可以從本書開始進入單片機系統(tǒng)開發(fā)天地。如果您正在進行課程設計或畢業(yè)設計，那么本書中眾多實例將成為您構思的好幫手。 老師們。如果能在課堂上將一定數(shù)量的單片機系統(tǒng)實例融入教學中，并向?qū)W生展示單片機系統(tǒng)的規(guī)劃思路、軟/硬件設計方法，而不是讓學生忙于記下晦澀的、一條一條的指令和單片機的知識點，這不正是事半功倍、皆大歡喜的事嗎？ 具備一定單片機知識的人。可能您在工作中會突然被老板安排開發(fā)一個單片機應用系統(tǒng)，而原來學習過的單片機系統(tǒng)知識已經(jīng)有不同程度的遺忘，本書就會幫您把原本屬于自己的知識迅速地拾掇起來，并且再提供一些實戰(zhàn)的技能和軟/硬件模塊。 本書的特點 語言生動活潑、平實易懂。書中沒有過多復雜的計算和技術背景介紹，取而代之的是以“講故事”的形式把單片機系統(tǒng)的概念潛移默化地帶出，盡量讓高深的單片機系統(tǒng)開發(fā)貼近生活，以眾多實例來擴展單片機應用視野。 十分注重基礎知識的鋪墊。單片機的應用范圍廣、場合多，不是所有人都能熟悉每個應用場景。所以，在講解較新的實例之前，都會對一些背景知識進行引導，從背景知識中獲得設計思路的形成過程，這樣既授人以“魚”，也授人以“漁”，除了能掌握實例外，還能觸類旁通，為其他場景下單片機的應用設計提供思維方法。 實例全面、新穎、權威。嚴格選用成熟的、新穎的單片機應用實例來展現(xiàn)單片機的各種功能，對于外設也都有一定篇幅的介紹，以便沒有接觸過的朋友能對其有所了解。書中的實例涵蓋了單片機應用的各個方面，其中也包括最新外設的應用，如指紋識別、射頻標簽和電話遠程控制等。 全書渾然一體。除了第1、2、9章外，書中的每一章節(jié)都是單片機應用的一個方面，如果想全面學習，可以閱讀全書并實踐其中的實例。當然，如果只需要某一方面的知識、進行某一方面的應用，可以到相應的章節(jié)中尋找答案。 本書的內(nèi)容結(jié)構 每一章前面都設置了引言，提出了一些生活中的應用場景，啟發(fā)思考；在隨后的每節(jié)中，都可以使用設置的思考題來檢驗和鞏固所學內(nèi)容；每章最后是一個“實例點撥”，既緊扣每章的內(nèi)容，又升華每章的知識點，還提供了許多單片機應用的思路。有的章節(jié)還設置有“器件介紹”，用來對相關的電子器件的知識進行簡單介紹。 第1章從玻璃打碎報警器開始，進入單片機系統(tǒng)應用的場景中，并描繪了單片機系統(tǒng)的一般性結(jié)構，接著對單片機系統(tǒng)開發(fā)工具進行介紹，最后以一個無線鼠標的剖析實現(xiàn)從單片機基礎知識學習到單片機應用的思維轉(zhuǎn)換。 第2章是全面的51單片機基礎知識的介紹，包括其I/O口、存儲器、寄存器、指令、匯編語言、定時/計數(shù)器、串行通信和中斷等。本章首先在系統(tǒng)設計及應用之前簡要地學習、回顧了51單片機的基礎知識，最后以啤酒裝瓶系統(tǒng)再次啟發(fā)單片機系統(tǒng)應用的思路。 第3章講述各種顯示器，包括多位七段數(shù)碼管、發(fā)光二極管點陣和各種液晶屏等。顯示器作為單片機系統(tǒng)的“臉面”，是最常涉及的單片機外設之一。靈活掌握如中文漢字液晶屏、大屏幕點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章講述的是單片機如何與A/D器件一起將模擬信號采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。單片機是一個典型的數(shù)字器件，為了使它能對各種模擬信號進行處理和分析，進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換是必要的。本章還介紹了如何將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成相應的模擬信號及單片機與D/A器件的應用。 第5章是有關半導體存儲器的內(nèi)容介紹。由于單片機本身的容量有限，在實際應用中常常需要添加額外的外部存儲器來擴大系統(tǒng)存儲信息的能力，而存儲器的接口涉及數(shù)據(jù)和地址兩個方面，所以其中有一些知識點和技能需要掌握。本章最后介紹了串行片外存儲器擴展（I2C接口）的實例。

內(nèi)容概要

　　如果不是為了應付考試，那單片機的學習更應該強調(diào)系統(tǒng)的應用。本書是《51單片機應用從零開始》的姊妹書，既可作為其“續(xù)集”以擴展學習單片機基礎知識之后的系統(tǒng)應用，也可獨立成冊作為單片機從基礎學習到系統(tǒng)應用的幫手。51系列單片機不僅是國內(nèi)用得最多的單片機之一，同時也是最適合上手學習單片機系統(tǒng)開發(fā)的一款單片機。本書主要以51系列單片機為核心控制器，從廣度和深度上對其系統(tǒng)應用進行了梳理，通過本書的學習和實踐，可以順利完成多任務、多功能單片機系統(tǒng)的設計及開發(fā)，能對日常生活、生產(chǎn)中的一些測控系統(tǒng)進行自主設計及實施。書中豐富的實例及全面的應用講解將能極大地開闊單片機系統(tǒng)設計者的思路，并為其設計提供藍圖和模塊。　　本書在選材時，結(jié)合國內(nèi)外重點大學一線教師的教學經(jīng)驗，并借鑒國外經(jīng)典教材的寫作手法，對51單 片機的應用系統(tǒng)及局部知識進行了詳實的介紹。除了每章中大量的單片機系統(tǒng)模塊及有機系統(tǒng)的介紹外，“實例點撥”環(huán)節(jié)還展示了許多相對完整的單片機系統(tǒng)實例供讀者學習、開發(fā)時參考。在多角度、多方面的實例化講解中，讀者既掌握了單片機系統(tǒng)開發(fā)的基本技能，還開闊了單片機流行應用的視野?！　”緯小?1單片機應用從零開始》一書語言生動風趣及講解循序漸進的特點，在顧及實用性、技術性的同時，最大程度地提高了可讀性，力求闡述得平實、通俗、易懂。本書適合作為電類本科、?？茖W生的參考用書及高職高專學生的單片機應用技術教材，也可作為無線電愛好者學習單片機的參考書。

書籍目錄

第1章 大轉(zhuǎn)折——從學習單片機到應用單片機  　1.1 如何利用單片機  　1.2 哪些工具可以幫助我們  　1.3 調(diào)試乃成功之母  　1.4 實例點撥——無線鼠標  第2章 時刻準備著——掃除基礎知識障礙  　2.1 AT89S51單片機滿足需要嗎  　2.2 管腳描述  　2.3 工作時序問題  　2.4 存儲器組織  　2.5 匯編語言  　2.6 尋址方式與指令概述  　2.7 定時/計數(shù)器  　2.8 串行口通信  　2.9 中斷  　2.10 實例點撥——啤酒裝瓶系統(tǒng)中的單片機  第3章 系統(tǒng)的“臉蛋”——顯示器  　3.1 電子時鐘的“臉蛋”——多位七段數(shù)碼管  　3.2 大屏幕的秘密——發(fā)光二極管點陣  　3.3 計算器的“臉蛋”——段式液晶屏  　3.4 “Hello, world!”——字符液晶屏  　3.5 圖形的顯示——點陣液晶屏  　3.6 絢麗的世界——彩色液晶屏  　3.7 系統(tǒng)應用——中文液晶屏顯示系統(tǒng)  第4章 從收錄機到CD唱機——模擬與數(shù)字之間的轉(zhuǎn)換  　4.1 從數(shù)字溫度計中學習模擬與數(shù)字的轉(zhuǎn)換  　4.2 單片機與A/D  　4.3 單片機與D/A  　4.4 如何選擇A/D與D/A器件  　4.5 系統(tǒng)應用——空調(diào)溫度控制系統(tǒng)  第5章 凝固的數(shù)據(jù)——擴展存儲器  　5.1 透過電子密碼鎖觀察片外存儲器  　5.2 半導體存儲器的種類  　5.3 單片機與片外程序存儲器的接口  　5.4 單片機與片外數(shù)據(jù)存儲器的接口  　5.5 存儲器的地址解碼  　5.6 典型片外存儲器的擴展接口電路  　5.7 系統(tǒng)應用——串行片外存儲器擴展實例（ 接口）  第6章 觸角的延伸——輸入技術  　6.1 常用開關  　6.2 I/O口作為輸入端口  　6.3 I/O口的使用  　6.4 使用8255擴充更多的I/O口  　6.5 鍵盤  　6.6 傳感器與單片機  　6.7 輸入信號的調(diào)理  　6.8 實例點撥——指紋安保系統(tǒng)  第7章 觸角的延伸——輸出技術  　7.1 為控制電機準備  　7.2 直流電機的控制  　7.3 步進電機的控制  　7.4 開集電極輸出結(jié)構  　7.5 邏輯家族及邏輯電平  　7.6 通用輸出技術  　7.7 實例點撥——量程的自動轉(zhuǎn)換  第8章 信息溝通無極限——通信技術  　8.1 串行通信的魅力  　8.2 兩個單片機之間的溝通  　8.3 多個單片機之間的溝通  　8.4 單片機與計算機的溝通  　8.5 單片機的無線通信  　8.5.1 利用紅外線檢測物體  　8.5.2 利用紅外線傳輸數(shù)據(jù)  　8.5.3 單片機與藍牙通信  　8.6 實例點撥——射頻識別（RFID）系統(tǒng)  　8.6.1 射頻標簽的秘密  　8.6.2 射頻識別系統(tǒng)規(guī)劃  　8.6.3 射頻識別系統(tǒng)設計  第9章 啟發(fā)設計的靈感——完整系統(tǒng)實例點撥  　9.1 生理參數(shù)監(jiān)護儀  　9.1.1 心率的測量原理  　9.1.2 系統(tǒng)規(guī)劃與設計  　9.2 電子器件測試儀  　9.2.1 系統(tǒng)功能說明 　9.2.2 電子器件測試儀軟件設計  　9.3 電話遠程遙控器  　9.3.1 電話線利用有道  　9.3.2 電話遠程遙控器設計  　9.4 你準備好了嗎  　參考文獻  附錄A 單片機指令集及用法示例  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USB口下載線  附錄E 基礎邏輯門及常用數(shù)字電路芯片  附錄F μVision3支持的單片機  附錄G 單片機偽指令  附錄H 單片機比較表  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單片機特殊功能寄存器一覽表  附錄R 單片機匯編程序保留字

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”將一個字節(jié)長度的立即數(shù)00H送到P1對應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單片機中支持位操作的特殊功能寄存器是P0（P0口鎖存器）、TCON（定時／計數(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單片機的特殊功能寄存器共有26個，每一個的長度都是1個字節(jié)。這些特殊功能寄存器的詳細介紹和各位的內(nèi)容請參考附錄Q，下面介紹幾個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單片機利用堆棧指針SP指示最近一次存入堆棧內(nèi)的地址。每當在程序中調(diào)用其他子程序時，原程序的返回地址就會自動壓入堆棧中。當子程序執(zhí)行到RET指令時，CPU會自動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CPU將8位值存入堆棧時，稱為壓棧（PUSH），這時堆棧指針SP值會增加1；反之由堆棧中取回值稱為出棧（POP），此時堆棧指針SP減少1。在設計程序時，有時會在起始狀態(tài)階段設置堆棧指針SP的值，以保證程序有足夠的堆棧空間。

編輯推薦

《51單片機應用實例詳解》是一本強調(diào)單片機系統(tǒng)應用的書，是一本為單片機系統(tǒng)設計者開闊思路，為其設計提供藍圖和模塊的書。

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