單片機原理與應用技術
出版時間：2013-5-1 出版社：清華大學出版社 作者：柏 靜,邵增珍
內容概要
單片機全稱為單片微型計算機，又稱為嵌入式微控制器。本書從實踐的角度詳細闡述了51單片機的原理及應用技術。主要包含單片機基本原理、匯編語言、基于單片機的C語言、中斷系統(tǒng)、輸入/輸出端口、常用通信協議以及物聯網的應用等。教材選用當前最為流行實用的例子供讀者使用，其中包括鍵盤和數碼管控制、窗口MAX3232、I2C協議與AT24C02、SPI協議與SD卡、液晶顯示與12846液晶、步進電動機及驅動芯片、A/D與D/A轉換、GPS定位原理與定位系統(tǒng)設計、溫度傳感器控制以及GPRS控制等。
本書結合單片機教學和應用的特點，在內容的安排上從基本概念入手，先易后難，使讀者能循序漸進地掌握單片機應用開發(fā)的基本規(guī)律和技巧。本書適合大中專、高職高專院校的單片機原理和微機原理等相關課程選用。
書籍目錄
第1章 單片機概述 11.1 數值型數據的表示 2 1.1.1 進位計數制 2 1.1.2 進位計數制之間的轉換 5 1.1.3 帶符號數表示 7 1.1.4 定點表示與浮點表示 101.2 二進制數的運算 11 1.2.1 算術運算 11 1.2.2 邏輯運算 12 1.2.3 補碼的加減運算 131.3 非數值型數據的表示 15 1.3.1 ASCII碼 15 1.3.2 漢字編碼 151.4 微型計算機概述 16 1.4.1 有關微型計算機系統(tǒng)的幾個概念 16 1.4.2 微型計算機的結構 17 1.4.3 微處理器的基本結構 18 1.4.4 程序執(zhí)行過程 201.5 單片微型計算機概述 20 1.5.1 單片機的分類 21 1.5.2 單片機的硬件特性及其特點 23 1.5.3 單片機的應用領域 24 1.5.4 單片機發(fā)展趨勢 26第2章 存儲器 282.1 存儲器基礎 29 2.1.1 存儲器的分類 29 2.1.2 半導體存儲器的性能指標 29 2.1.3 半導體存儲器的特點 302.2 隨機存取存儲器 31 2.2.1 RAM的基本結構 31 2.2.2 靜態(tài)RAM基本存儲電路 32 2.2.3 動態(tài)RAM基本存儲電路 33 2.2.4 RAM舉例 342.3 只讀存儲器 36 2.3.1 ROM的基本結構 36 2.3.2 掩膜ROM原理 37 2.3.3 PROM原理 37 2.3.4 EPROM原理 38 2.3.5 ROM舉例 39 2.3.6 閃速存儲器 412.4 一般CPU與存儲器的連接及擴展 41 2.4.1 連接中應考慮的問題 42 2.4.2 存儲器位數的擴展 42 2.4.3 存儲器字數的擴展 43 2.4.4 存儲器字數和位數的擴展 46 2.4.5 CPU與ROM和RAM芯片的連接 47第3章 MCS-51單片機的結構與原理 483.1 MCS-51單片機的內部結構 49 3.1.1 存儲器結構 49 3.1.2 CPU結構 53 3.1.3 I/O端口 57 3.1.4 定時/計數器 58 3.1.5 中斷系統(tǒng) 593.2 MCS-51單片機的引腳及其功能 593.3 MCS-51單片機的工作方式 62 3.3.1 復位方式 62 3.3.2 程序執(zhí)行方式 63 3.3.3 節(jié)電工作方式 64 3.3.4 編程和校驗方式 663.4 MCS-51單片機的時序 67 3.4.1 機器周期和指令周期 67 3.4.2 MCS-51指令的取指/執(zhí)行時序 68 3.4.3 訪問片外ROM/RAM的指令時序 693.5 MCS-51單片機外部存儲器的擴展 72 3.5.1 程序存儲器的擴展 72 3.5.2 數據存儲器的擴展 73第4章 匯編語言 764.1 尋址方式 77 4.1.1 立即尋址 77 4.1.2 直接尋址 77 4.1.3 寄存器尋址 77 4.1.4 寄存器間接尋址 78 4.1.5 變址尋址 78 4.1.6 相對尋址 79 4.1.7 位尋址 804.2 指令系統(tǒng) 80 4.2.1 指令中的符號約定 80 4.2.2 各類指令概述 814.3 數據傳送類指令 85 4.3.1 內部數據傳送指令 85 4.3.2 外部RAM數據傳送指令 86 4.3.3 程序存儲器讀數據傳送指令 87 4.3.4 數據交換指令 87 4.3.5 堆棧操作指令 874.4 算術運算指令 88 4.4.1 不帶進位的加法指令 88 4.4.2 帶進位位的加法指令 89 4.4.3 帶借位的減法指令 89 4.4.4 乘法指令 89 4.4.5 除法指令 89 4.4.6 加1指令 90 4.4.7 減1指令 90 4.4.8 十進制加法調整指令 904.5 邏輯運算指令 90 4.5.1 單操作數邏輯運算指令 91 4.5.2 雙操作數邏輯運算指令 924.6 控制轉移類指令 93 4.6.1 無條件轉移類指令 93 4.6.2 條件轉移類指令 94 4.6.3 子程序調用與返回指令 95 4.6.4 空操作指令：NOP 964.7 位操作類指令 96 4.7.1 位傳送指令 96 4.7.2 位清零指令 96 4.7.3 位置1 指令 97 4.7.4 取反指令 97 4.7.5 位邏輯“與”指令 97 4.7.6 位邏輯“或”指令 97 4.7.7 判CY條件轉移指令 97 4.7.8 判位變量轉移指令 98 4.7.9 判位變量轉移并將該位清零 984.8 匯編語言程序設計 98 4.8.1 標號 98 4.8.2 操作碼 99 4.8.3 操作數 99 4.8.4 注釋 99 4.8.5 分隔符 994.9 匯編語言程序的基本結構 99 4.9.1 順序結構程序 100 4.9.2 分支結構程序的設計 100 4.9.3 循環(huán)結構程序的設計 101第5章 基于單片機的C語言 1035.1 數據結構 104 5.1.1 數據類型 104 5.1.2 變量與常量 107 5.1.3 數組 111 5.1.4 指針 115 5.1.5 結構 119 5.1.6 共用體 122 5.1.7 枚舉 1245.2 運算符與表達式 125 5.2.1 運算符分類與優(yōu)先級 125 5.2.2 算術運算符與表達式 126 5.2.3 關系運算符與表達式 127 5.2.4 邏輯運算符與表達式 127 5.2.5 位操作運算符與表達式 127 5.2.6 賦值運算符與表達式 1285.3 程序結構與函數 129 5.3.1 程序結構 129 5.3.2 函數 1305.4 流程控制語句 137 5.4.1 選擇語句 137 5.4.2 循環(huán)語句 140 5.4.3 轉移語句 144第6章 中斷系統(tǒng)及應用 1466.1 中斷的概念 147 6.1.1 I/O設備數據傳送的控制方式 147 6.1.2 中斷源 148 6.1.3 中斷分類 150 6.1.4 中斷的開放、禁止及優(yōu)先級 150 6.1.5 中斷的處理過程 152 6.1.6 中斷請求的撤除 1546.2 中斷的匯編語言編程 155 6.2.1 中斷系統(tǒng)的初始化 155 6.2.2 中斷服務子程序 1556.3 定時器中斷的應用 158 6.3.1 定時/計數器的基本結構及工作原理 158 6.3.2 51單片機對定時/計數器的控制 159 6.3.3 定時/計數器的應用 1626.4 中斷的C語言編程 164第7章 輸入/輸出端口及應用 1687.1 輸入/輸出端口原理 169 7.1.1 P0口 169 7.1.2 P1口 169 7.1.3 P2口 170 7.1.4 P3口 1717.2 LED原理 171 7.2.1 LED流水燈實驗原理 173 7.2.2 實驗程序 1737.3 鍵盤 175 7.3.1 鍵盤接口 175 7.3.2 鍵盤掃描原理 175 7.3.3 電路原理圖 178 7.3.4 實驗程序 1787.4 數碼管 181 7.4.1 數字型數碼管的分類 181 7.4.2 數碼管的使用 182 7.4.3 數碼管的驅動方式 182 7.4.4 數碼管參數及應用 183 7.4.5 四位一體數碼管 184 7.4.6 電路原理圖 185 7.4.7 實驗程序 1867.5 12864液晶顯示器 188 7.5.1 12864簡介 188 7.5.2 方框圖 188 7.5.3 模塊接口說明 189 7.5.4 模塊主要硬件構成說明 191 7.5.5 指令說明 192 7.5.6 實驗程序 1937.6 步進電機 196 7.6.1 步進電機定義 197 7.6.2 步進電機的種類和特點 197 7.6.3 步進電機的原理 198 7.6.4 步進電機的控制 200 7.6.5 步進電機的一些基本參數 201 7.6.6 電路原理圖 203 7.6.7 實驗程序 203第8章 A/D轉換與D/A轉換 2068.1 A/D轉換 207 8.1.1 A/D轉換原理 207 8.1.2 A/D轉換常見問題 209 8.1.3 認識A/D轉換IC 2108.2 D/A轉換 211 8.2.1 D/A轉換原理 211 8.2.2 認識D/A轉換IC 213 8.2.3 A/D轉換實驗 215 8.2.4 D/A轉換實驗 217第9章 常用通信協議及應用 2209.1 串口介紹 221 9.1.1 串口基本概念 221 9.1.2 串口的工作原理 222 9.1.3 串行通信協議 225 9.1.4 MAX232芯片簡介 2269.2 串口實驗 227 9.2.1 串口通信實驗的原理圖 227 9.2.2 實驗程序 2289.3 I2C協議與AT24C02簡介 229 9.3.1 I2C總線及特點 230 9.3.2 I2C總線工作原理 231 9.3.3 I2C總線操作 231 9.3.4 I2C總線應用及常用I2C器件 232 9.3.5 AT24C02 233 9.3.6 電路原理圖 234 9.3.7 實驗程序 2359.4 通信的SPI概念 237 9.4.1 SPI高速同步串行口 237 9.4.2 接口的硬件連接示意圖 238 9.4.3 性能特點 2399.5 SD卡 240 9.5.1 SD卡簡介 240 9.5.2 速度等級 241 9.5.3 SD卡的使用 242 9.5.4 SD卡的辨別 243 9.5.5 SD發(fā)展歷程 243 9.5.6 技術說明 243 9.5.7 SD卡引腳定義 244 9.5.8 電路原理圖 245 9.5.9 實驗程序 245第10章 物聯網及相關應用 24910.1 GPS介紹 250 10.1.1 GPS概念 250 10.1.2 GPS原理 250 10.1.3 GPS構成 252 10.1.4 GPS特點 252 10.1.5 GPS模塊 253 10.1.6 電路原理圖 255 10.1.7 實驗程序 25610.2 DS18B20單線數字溫度傳感器 259 10.2.1 DS18B20簡介 259 10.2.2 DS18B20工作原理 259 10.2.3 DS18B20性能特點與內部結構 261 10.2.4 DS18B20控制方法 262 10.2.5 單線數字溫度傳感器實驗 26310.3 GSM 268 10.3.1 GSM簡介 268 10.3.2 GSM的發(fā)展歷史 268 10.3.3 GSM無線接口 269 10.3.4 GSM技術的特點 26910.4 GPRS 270 10.4.1 GPRS簡介 270 10.4.2 GPRS特點 270 10.4.3 GPRS的技術優(yōu)勢 27110.5 SIM900A 272 10.5.1 SIM900A綜述 272 10.5.2 SIM900A主要特性 272 10.5.3 SIM900A功能表及評估板 273 10.5.4 SIM900A引腳描述 274 10.5.5 接口 275 10.5.6 短信的發(fā)送與接收 278 10.5.7 實驗原理圖與程序 283參考文獻 286附錄A 80C51指令一覽表 287附錄B ASCII碼表 292
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