單片機(jī)原理及接口技術(shù)

前言

　　為貫徹落實(shí)教育部《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》和《教育部關(guān)于以就業(yè)為導(dǎo)向深化高等職業(yè)教育改革的若干意見》的精神，加強(qiáng)教材建設(shè)，確保教材質(zhì)量，中國(guó)電力教育協(xié)會(huì)組織制訂了普通高等教育“十一五”教材規(guī)劃。該規(guī)劃強(qiáng)調(diào)適應(yīng)不同層次、不同類型院校，滿足學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的需求，堅(jiān)持專業(yè)基礎(chǔ)課教材與教學(xué)急需的專業(yè)教材并重、新編與修訂相結(jié)合。本書為新編教材?！　纹⑿陀?jì)算機(jī)又稱為微控制器，它是一種面向控制的大規(guī)模集成電路芯片。在全世界的年產(chǎn)量已超過100億片，其應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，在我國(guó)的年用量也有大約10億片。單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)已成為一項(xiàng)新的工程應(yīng)用技術(shù)?！　‰S著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)以及制造工藝的進(jìn)一步提高，單片機(jī)技術(shù)有了迅速發(fā)展，并且已經(jīng)滲透到國(guó)防尖端、工業(yè)、農(nóng)業(yè)及日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。在智能儀器儀表、工業(yè)檢測(cè)控制、電力電子、汽車電子、機(jī)電一體化等方面都得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了巨大的成果。以MCS一51單片機(jī)基本內(nèi)核為核心的各種擴(kuò)展型、增強(qiáng)型的單片機(jī)不斷推出，特別是美國(guó)ATMEL公司、荷蘭PHILIPS公司、德國(guó)西門子公司、美國(guó)DALLAS公司等生產(chǎn)的與MCS-51兼容的單片機(jī)，使得該系列的單片機(jī)具有種類多、規(guī)格齊、資料全、應(yīng)用廣、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。在今后若干年內(nèi)，MCS-5l單片機(jī)在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中都將占據(jù)主要地位，也是我國(guó)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的主流機(jī)型?！　纹瑱C(jī)是當(dāng)今各種新技術(shù)的載體，各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的工程技術(shù)人員都迫切地需要掌握這一技術(shù)。單片機(jī)課程是高等院校中自動(dòng)化、電子信息、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)電一體化及其他工程類專業(yè)必修課程。為了適應(yīng)單片機(jī)原理及接口課程教學(xué)內(nèi)容的不斷變化，使初學(xué)者盡快掌握單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，編者根據(jù)近二十年來(lái)單片機(jī)原理及應(yīng)用教學(xué)、科研方面的經(jīng)驗(yàn)及體會(huì)，以MCS一51系列單片機(jī)為主、本著深入淺出的原則編寫了本書，以期使以本書為教材的學(xué)生對(duì)MCS一51單片機(jī)的主要技術(shù)能深入理解、牢固掌握、靈活應(yīng)用，使用本書自學(xué)的讀者更易于理解、掌握和應(yīng)用單片機(jī)關(guān)鍵性技術(shù)，同時(shí)能夠?qū)φ趶氖聠纹瑱C(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、具有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員有所幫助。　　本書共分12章：第1章為微機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)；第2章介紹了MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和時(shí)序；第3章介紹了.MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)；第4章介紹了匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；第5章介紹了MCS一51單片機(jī)中斷系統(tǒng)；第6章介紹了MCS-51單片機(jī)定時(shí)器及應(yīng)用；第7章介紹了MCS一51單片機(jī)串行口及應(yīng)用；第8章介紹了MCS-51單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)方法；第9章介紹了單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展方法；第10章介紹了單片機(jī)人機(jī)通道接口技術(shù)；第11章介紹了單片機(jī)新型接口技術(shù)；第12章為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例?！　”緯蓽刈谥苤骶帯５?、9、10、11、12章由溫宗周編寫，第1、5、6、7章由孟建華編寫，第3、4、8章由趙寧編寫。西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院博士生導(dǎo)師薛鈞義教授審閱了全書，并提出了許多寶貴的意見和建議。武桐老師、趙碩偉、張虎山等同學(xué)協(xié)助做了許多圖文處理工作，武桐老師主持編寫了配套的多媒體課件。

內(nèi)容概要

本書為普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材。    全書分為12章，主要內(nèi)容包括單片計(jì)算機(jī)概述、MCS-51系列單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)知識(shí)、中斷概念和中斷邏輯、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口原理及應(yīng)用、C51基礎(chǔ)、單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展、人機(jī)通道配置與接口技術(shù)、單片機(jī)最新接口技術(shù)實(shí)例、MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用舉例。本書的特點(diǎn)是深入淺出、概念清楚、敘述詳細(xì)，內(nèi)容具有系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性。    本書可作為高等院校自動(dòng)化、電子信息、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)電一體化等專業(yè)的單片機(jī)課程本科教材，也可作為高職高專及函授教材，同時(shí)可作為工程技術(shù)人員的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)參考書。

書籍目錄

前言第1章　單片計(jì)算機(jī)概述  1.1　微型計(jì)算機(jī)、單板機(jī)與單片機(jī)  1.2　單片機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用  1.3　單片機(jī)的歷史與發(fā)展  1.4　單片機(jī)主要產(chǎn)品簡(jiǎn)介  習(xí)題第2章　MCS-51系列單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)  2.1  MCS-51系列單片機(jī)的主要性能特點(diǎn)  2.2　MCS-51系列的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)  2.3　MCS-51系列的引腳功能描述  2.4　存儲(chǔ)器配置  2.5　振蕩器、時(shí)鐘電路和CPU時(shí)序  2.6　輸入/輸出端口  2.7　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器  2.8　串行接口  2.9　單步操作  2.10　復(fù)位操作  2.11　低功耗操作方式  2.12　編程、程序驗(yàn)證與加密  2.13　布爾處理機(jī)  習(xí)題第3章　指令系統(tǒng)  3.1　匯編語(yǔ)言  3.2　尋址方式  3.3　指令系統(tǒng)  習(xí)題第4章　匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)知識(shí)  4.1　編程的步驟、方法和技巧  4.2　匯編語(yǔ)言源程序的編輯與匯編  習(xí)題第5章　中斷概念和中斷邏輯  5.1　中斷的基本概念  5.2　中斷源和中斷邏輯  5.3　中斷相關(guān)的寄存器  5.4　中斷處理  5.5　中斷程序舉例  習(xí)題第6章　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器  6.1　MCS-51系列單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1的特性  6.2　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1相關(guān)的寄存器  6.3　T0和T1模塊的電路結(jié)構(gòu)和工作原理  6.4　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的4種工作方式  6.5　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2  6.6　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例  習(xí)題第7章　串行口原理及應(yīng)用  7.1　串行數(shù)據(jù)通信概述  7.2　80C51串行口及控制  7.3　串行口的工作方式  7.4　多處理機(jī)通信方式  7.5　串行口的應(yīng)用  習(xí)題第8章　C51基礎(chǔ)  8.1  C51的程序結(jié)構(gòu)及編譯環(huán)境  8.2  C51的數(shù)據(jù)類型與存儲(chǔ)類型  8.3  AT89S52結(jié)構(gòu)的C51定義  8.4  C51和匯編語(yǔ)言的混合編程  8.5  C51程序設(shè)計(jì)舉例  8.6　程序調(diào)試與下載運(yùn)行  習(xí)題第9章　單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展  9.1　概述  9.2　單片機(jī)的外部并行擴(kuò)展  9.3　可編程I/O接口的擴(kuò)展  習(xí)題第10章　人機(jī)通道配置與接口技術(shù)  10.1　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的人機(jī)通道  10.2　按鍵、鍵盤及其接口  10.3　顯示與顯示器接口  10.4　微型打印機(jī)接口技術(shù)  10.5　語(yǔ)言接口  習(xí)題第11章　單片機(jī)最新接口技術(shù)實(shí)例　……第12章　MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用舉例附錄A　MCS-51系列指令集附錄B　MCS-51系列指令速查表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第3章　指令系統(tǒng)　　一臺(tái)計(jì)算機(jī)只有硬件（稱為裸機(jī)）是不能工作的，必須配備各種功能的軟件，才能發(fā)揮其運(yùn)算、測(cè)控等功能，而軟件中最基本的就是指令系統(tǒng)。不同類型的CPU有不同的指令系統(tǒng)。本章將介紹89C51系列單片機(jī)匯編語(yǔ)言及其指令系統(tǒng)（與MCS-51系列完全兼容）?！　?.1　匯編語(yǔ)言　　3.1.1　指令和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言　　指令是CPU根據(jù)人的意圖來(lái)執(zhí)行某種操作的命令。一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合稱為這個(gè)CPU的指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)的功能強(qiáng)弱在很大程度上決定了這類計(jì)算機(jī)智能的高低。89C51單片機(jī)指令系統(tǒng)功能很強(qiáng)，例如，它有乘、除法指令、豐富的條件轉(zhuǎn)移類指令，并且使用方便、靈活?！　∫褂?jì)算機(jī)按照人的思維完成一項(xiàng)工作，就必須讓CPU按順序執(zhí)行各種操作，即一步步地執(zhí)行一條條的指令。這種按人的要求編排的指令操作序列稱為程序。程序就好像一個(gè)晚會(huì)的節(jié)目單。編寫程序的過程就叫做程序設(shè)計(jì)?！　∪绻?jì)算機(jī)按照人的意圖辦事，須設(shè)法讓人與計(jì)算機(jī)對(duì)話，并使計(jì)算機(jī)聽從人的指揮。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換信息（對(duì)話）的最基本工具，可分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。本章重點(diǎn)介紹匯編語(yǔ)言?！　C(jī)器語(yǔ)言用二進(jìn)制編碼表示每條指令，是計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別和執(zhí)行的語(yǔ)言。用機(jī)器語(yǔ)言編寫的程序稱為機(jī)器語(yǔ)言程序或指令程序（機(jī)器碼程序），因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能直接識(shí)別和執(zhí)行這種機(jī)器碼程序，所以又稱之為目標(biāo)程序。89C51單片機(jī)是8位機(jī)，其機(jī)器語(yǔ)言以8位二進(jìn)制碼為單位（稱為1字節(jié)）。89C51指令長(zhǎng)度有單字節(jié)、雙字節(jié)或3字節(jié)幾種。

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