單片機原理與實例應(yīng)用

前言

隨著國內(nèi)計算機控制、電子技術(shù)及大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展，中國已逐漸從以電子應(yīng)用為主轉(zhuǎn)向以電子研發(fā)為主。而單片機以其實用性強、應(yīng)用領(lǐng)域廣和易上手等特點，幾乎成為每個電子工程師都必須掌握的一種技能。另外，從學科發(fā)展角度來看，單片機原理及應(yīng)用是一門比較基礎(chǔ)的應(yīng)用型課程，是軟、硬件相結(jié)合的一個初級平臺，同時也是學習嵌入式及DSP等高起點課程的基礎(chǔ)。本書主要針對初學者，從解決基本問題著手，重基礎(chǔ)，重實踐。從最基本的應(yīng)用開始，通過實例并結(jié)合仿真調(diào)試軟件的使用逐步引導，使讀者能夠真正掌握單片機基本硬件電路的設(shè)計、匯編與C程序的設(shè)計以及編譯與仿真軟件的使用等基礎(chǔ)知識和技能，從而為以后的提高打下良好的基礎(chǔ)。主要內(nèi)容本書由12章組成，以下是每個章節(jié)的內(nèi)容概要。第1章：單片機基礎(chǔ)。本章介紹了單片機的幾個基本概念、單片機的硬件結(jié)構(gòu)、引腳功能及存儲器的配置：CPU的工作時序及單片機的幾種工作方式；單片機最小系統(tǒng)電路。本章主要介紹單片機的硬件基礎(chǔ)，特別是引腳功能和存儲器配置部分，應(yīng)重點掌握。第2章：51單片機的指令系統(tǒng)。本章介紹了單片機指令、尋址方式、指令集，以及匯編程序設(shè)計基礎(chǔ)。本章為單片機匯編語言基礎(chǔ)，讀者應(yīng)重點掌握單片機的尋址方式，熟記一些常用指令的用法。學習匯編語言有助于了解單片機的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理。第3章：C5l程序設(shè)計。本章首先介紹了C編程的基礎(chǔ)知識及C51對標準C語言的擴展；然后簡單介紹了c匯編混合編程；最后介紹了單片機C程序開發(fā)過程。有C語言基礎(chǔ)的讀者，通過學習本章可以很快地掌握單片機的C程序設(shè)計。第4章：Keil Vision2編譯環(huán)境。本章介紹了單片機開發(fā)環(huán)境Keil軟件的基本應(yīng)用。第5章：并行I／（9端口。本章介紹了I／O端口的基本結(jié)構(gòu)及對I／O端口的操作方式，使讀者初步了解單片機的基本操作。第6章：單片機的中斷系統(tǒng)。本章介紹了中斷的基本概念、中斷的響應(yīng)過程、中斷的控制以及中斷的具體應(yīng)用。本章是學習單片機的關(guān)鍵，單片機的事件絕大部分是通過中斷來處理的。第7章：定時／計數(shù)器。本章介紹了單片機定時／計數(shù)器的結(jié)構(gòu)原理、工作模式以及使用方法。第8章：單片機的數(shù)據(jù)通信。本章介紹了單片機串行通信的工作方式，包括串行通信工作模式、波特率的設(shè)定以及RS232通信協(xié)議等。第9章：單片機常用接口電路設(shè)計。本章介紹了顯示器接口、鍵盤接口、A／D和。D／A接口、電機控制電路以及紅外遙控電路5種常見電路的設(shè)計方法，并結(jié)合實例對軟、硬件作了詳細的介紹。第10章：常用串行總線的介紹及應(yīng)用。本章列舉了幾種典型的串行總線通信協(xié)議，包括1.wire總線、IIC總線接口和SPI總線及應(yīng)用。通過本章的學習，可以了解3種總線的工作原理和使用方法。

內(nèi)容概要

本書介紹了單片機硬件系統(tǒng)及常用外圍電路設(shè)計、單片機匯編程序設(shè)計、單片機C語言程序設(shè)計和開發(fā)環(huán)境及仿真軟件四大部分內(nèi)容，注重實踐，強調(diào)實用。《單片機原理與實例應(yīng)用》通過MCUBUS單片機開發(fā)板上有關(guān)的典型范例，介紹了單片機在設(shè)計過程中的硬件設(shè)計、仿真調(diào)試和程序設(shè)計等過程，通過實際范例引出相關(guān)知識點并進行知識總結(jié)。　　本書所何代碼都有硬件支持，書中的硬件系統(tǒng)由作者獨立開發(fā)，已被作為全圍信息化應(yīng)用能力考試——單片機應(yīng)用科目的硬件考試平臺。小書適合單片機初學者使用，也可以作為本、?？圃盒ｋ娮有畔⑾嚓P(guān)專業(yè)的單片機教材使用，還可以作為單片機開發(fā)培訓教材使用。

書籍目錄

第1章　單片機基礎(chǔ)　1.1　單片機相關(guān)的幾個基本概念　　1.1.1什么是單片機　　1.1.2　什么是單片機系統(tǒng)　　1.1.3　什么是單片機應(yīng)用系統(tǒng)　1.2　單片機開發(fā)快速入門　　1.2.1　案例介紹及知識要點　　1.2.2　程序示例　　1.2.3　工程建立和編譯的基本步驟　1.3　單片機的硬件結(jié)構(gòu)　　1.3.1　中央處理器　　1.3.2　存儲器　　1.3.3　I／0接口　　1.3.4　特殊功能部件　1.4　單片機最小工作系統(tǒng)　　1.4.1　案例介紹及知識要點　　1.4.2　51系列單片機的引腳及功能　　1.4.3　時鐘電路與時序　　1.4.4　復位電路　1.5　單片機的存儲器配置　　1.5.1　程序存儲器　　1.5.2　數(shù)據(jù)存儲器　習題　第2章　51單片機的指令系統(tǒng)　2.1　初識單片機的匯編指令　　2.1.1　案例介紹及知識要點　　2.1.2　程序示例　　2.1.3　知識總結(jié)——指令格式　　2.1.4　知識總結(jié)-旨令類型　　2.1.5　知識總結(jié)——常用符號說明　2.2　51單片機指令的尋址方式　　2.2.1　案例介紹及知識要點　　2.2.2　程序示例　　2.2.3　知識總結(jié)——直接尋址　　2.2.4　知識總結(jié)——立即尋址　　2.2.5　知識總結(jié)——寄存器尋址　　2.2.6　知識總結(jié)——寄存器間接尋址　　2.2.7　知識總結(jié)——變址尋址　　2.2.8　知識總結(jié)——位尋址　　2.2.9　知識總結(jié)——相對尋址　2.3　80C51指令集　　2.3.1　數(shù)據(jù)傳送類指令　　2.3.2　算術(shù)運算指令　　2.3.3　邏輯運算及移位類指令　　2.3.4　控制轉(zhuǎn)移類指令　　2.3.5　位操作類指令　2.4　單片機匯編語言程序設(shè)計示例　　2.4.1　設(shè)計步驟　　2.4.2　偽指令　　2.4.3　順序程序設(shè)計　　2.4.4　分支程序設(shè)計　　2.4.5　循環(huán)程序設(shè)計　　2.4.6　子程序設(shè)計　習題第3章　C51程序設(shè)計　3.1　C51的特點　3.2　C51程序設(shè)計基礎(chǔ)　　3.2.1　案例介紹及知識要點1　　3.2.2　知識總結(jié)——c51的標識符與關(guān)鍵字　　3.2.3　知識總結(jié)——C51的數(shù)據(jù)類型　　3.2.4　案例介紹及知識要點2　　3.2.5　知識總結(jié)——常量和變量　　3.2.6　知識總結(jié)——C51的存儲類型　　3.2.7　案例介紹及知識要點3　　3.2.8　知識總結(jié)——51單片機硬件結(jié)構(gòu)的C51定義　3.3　C51運算符和表達式　　3.3.1　賦值運算符　　3.3.2　算術(shù)運算符和算術(shù)表達式　　3.3.3　關(guān)系運算符和關(guān)系表達式　　3.3.4　邏輯運算符和邏輯表達式　　3.3.5　位運算符和位運算　　3.3.6　復合運算符及其表達式　3.4　C51控制語句和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計　　3.4.1　表達式語句、復合語句和順序結(jié)構(gòu)程序　　3.4.2　選擇語句和選擇結(jié)構(gòu)程序　　3.4.3　循環(huán)語句和循環(huán)結(jié)構(gòu)程序　3.5　C51構(gòu)造數(shù)據(jù)類型簡介　　3.5.1　數(shù)組　　3.5.2　指針　3.5　13結(jié)構(gòu)體　　3.5.4　聯(lián)合體　3.6　C51函數(shù)　　3.6.1　案例介紹及知識要點1　　3.6.2　知識總結(jié)——函數(shù)的定義、調(diào)用和聲明　3.6　13案例介紹及知識要點2　　3.6.4　知識總結(jié)——中斷函數(shù)　　3.6.5　重入函數(shù)　3.7　預處理命令和庫函數(shù)　　3.7.1　預處理命令　　3.7.2　庫函數(shù)　3.8　匯編語言與c語言混合編程　　3.8.1　案例介紹及知識要點　　3.8.2　知識總結(jié)——c語言中的匯編程序　　3.8.3　C程序與匯編程序之間的參數(shù)傳遞　習題第4章　Keil μ Vision2編譯環(huán)境第5章　并行I，O端口第6章　單片機的中斷系統(tǒng)第7章　定時計數(shù)器第8章　單片機的數(shù)據(jù)通信第9章　單片機常用接口電路設(shè)計第10章　常用串行總線的介紹及應(yīng)用第11章　單片機Proteus仿真第12章　考試指導附錄A　80C51單片機指令表附錄B　C語言優(yōu)先級及其結(jié)合性附錄C　ASCII碼表附錄D　開發(fā)板功能結(jié)構(gòu)參考文獻　

章節(jié)摘錄

插圖：計算機輔助設(shè)計（computer Aided Design，CAD）是計算機技術(shù)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，目前CAD技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于飛機設(shè)計、船舶設(shè)計、建筑設(shè)計、機械設(shè)計和大規(guī)模集成電路設(shè)計等領(lǐng)域，在國內(nèi)主要應(yīng)用于機械設(shè)計、建筑設(shè)計、土木工程計算、電子設(shè)計和輕工設(shè)計等領(lǐng)域。在計算機的發(fā)展過程中，電子計算機技術(shù)一直朝著滿足海量、高速數(shù)值計算的要求發(fā)展。由于社會的需求和發(fā)展，計算機技術(shù)一方面向著高速、智能化的超級巨型機的方向發(fā)展，一方面向著微型機的方向發(fā)展。單片機作為微型計算機的一個重要分支，自20世紀70年代問世以來，以其極高的性價比，受到人們的重視和關(guān)注，且發(fā)展迅速。由于單片機具有抗干擾能力強，可靠性高，靈活性好，環(huán)境要求不高，價格低廉，以及開發(fā)容易等特點，其已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀器儀表、家用電器、電力電子和機電一體化設(shè)備等各個方面。1.1 單片機相關(guān)的幾個基本概念1.1.1 什么是單片機單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講，將中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROMl和輸入／輸出端口（i／o）等主要計算機功能部件集成在一塊電路芯片上的微型計算機稱為單片微型計算機（Single Chip Microcomputer），簡稱單片機。但隨著單片機技術(shù)的不斷發(fā)展，“單片機”己無法確切表達其內(nèi)涵。目前，國際上統(tǒng)一采用MCU（Micro Controllerunit）來稱呼。由于“單片機”的叫法多年來一直在使用，已經(jīng)被廣大工程師習慣，所以目前仍采用“單片機”這一名詞，但應(yīng)將單片機理解為微控制器而不是單片微型計算機。由于單片機有為嵌入式應(yīng)用設(shè)計的專用體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，因此其具有良好的發(fā)展前景，在其基本體系結(jié)構(gòu)上，可以衍生出能夠滿足各種應(yīng)用系統(tǒng)要求的兼容系統(tǒng)。用戶可以根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的各種要求，廣泛選擇。目前5l內(nèi)核已被各大廠家采用，并發(fā)展了許多兼容系列，所有的這些系列我們都稱為5l系列。1.1.2 什么是單片機系統(tǒng)按照所選擇的單片機，以及單片機的技術(shù)要求和嵌入對象對單片機的資源要求構(gòu)成了單片機系統(tǒng)。按照單片機的要求，在外部配置的單片機運行所需要的時鐘電路和復位電路等，構(gòu)成了單片機的最小系統(tǒng)。

編輯推薦

《單片機原理與實例應(yīng)用》：全國信息化應(yīng)用能力考試（NCAE）指定參考用書。以培養(yǎng)應(yīng)用能力為基礎(chǔ)，以提高職業(yè)素養(yǎng)為目的，將職業(yè)能力培養(yǎng)與課程學習相結(jié)合強調(diào)案例化教學，通過大量實用案例的分析，引出知識點并作知識總結(jié)

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