單片微型計算機原理與接口技術

前言

本書第一版是以編者在華中理工大學和湖北電視大學講授單片機原理課講稿的部分內(nèi)容改編而成的。基本特點在于：以微機原理課所學知識為基礎，從應用的角度出發(fā)，簡明扼要地介紹MCS-51系列單片機的結構、工作原理、操作方法、指令和程序，詳盡討論該機的系統(tǒng)擴展和各種常用的接口電路。這種內(nèi)容安排特別適宜大學本、?？茖W生在學完微機原理課后，作為單片機原理課的教學用書。第一版發(fā)行后，本書已印刷了七次，承蒙一些院校選本書作單片機課的教材，由此也得到了一些中肯的建議和意見。這次再版，訂正了第一版中的錯誤和疏漏處，并根據(jù)近年來單片機技術的發(fā)展，重編了部分章節(jié)，希望這樣的安排會更有利于本課程的教學。劉小春、趙性初參加了本書的部分編寫，并對全書提出了許多有益的建議，在此謹致誠摯的謝忱。由干作者知識水平有限，書中難免有不當之處，懇請批評指正。

內(nèi)容概要

　　單片微型計算機是目前應用最為廣泛的一種微型計算機?！秵纹⑿陀嬎銠C原理與接口技術（第2版）》融作者多年的教學經(jīng)驗和科研成果為一體，從應用的角度，簡明扼要地介紹了MCS一51系列單片微型計算機的結構、操作方法、指令和程序設計、各種常用接口技術，以及一些典型的單片機應用實例?！秵纹⑿陀嬎銠C原理與接口技術（第2版）》具有系統(tǒng)、精練、實用的特點。　　《單片微型計算機原理與接口技術（第2版）》可作為各類高校電子、電力、控制等有關電類專業(yè)的教材和教學參考書，也可供有關科技人員學習和參考。

書籍目錄

緒論第一章 MCS-51單片機的硬件結構與工作原理§1.1 存儲器1.1.1 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器1.1.2 特殊功能寄存器1.1.3 程序存儲器1.1.4 外部數(shù)據(jù)存儲器1.1.5 存儲器的數(shù)據(jù)操作§1.2 定時器／計數(shù)器1.2.1 工作方式1.2.2 控制寄存器1.2.3 定時／計數(shù)初值的求取方法§1.3 中斷系統(tǒng)1.3.1 中斷系統(tǒng)的結構1.3.2 中斷系統(tǒng)的控制寄存器1.3.3 中斷的響應過程§1.4 輸入／輸出端口1.4.1 并行端口1.4.2 串行端口§1.5 時鐘電路與復位電路1.5.1 時鐘電路1.5.2 基本時序單位1.5.3 復位電路1.5.4 單片機復位后的狀態(tài)§1.6 引腳功能§1.7 單片機最小系統(tǒng)習題與思考題第二章 MCS-51單片機的指令系統(tǒng)§2.1 尋址方式2.1.1 立即尋址2.1.2 直接尋址2.1.3 寄存器尋址2.1.4 寄存器間接尋址2.1.5 變址尋址2.1.6 相對尋址2.1.7 位尋址§2.2 分類指令2.2.1 數(shù)據(jù)傳送與交換類指令2.2.2 算術運算類指令2.2.3 邏輯運算與循環(huán)類指令2.2.4 子程序調用與轉移類指令2.2.5 位操作類指令2.2.6 CPIJ控制類指令習題與思考題第三章 MCS-51單片機匯編語言與程序設計基礎§3.1 偽指令§3.2 順序程序§3.3 分枝程序§3.4 循環(huán)程序§3.5 數(shù)制轉換程序§3.6 位操作程序§3.7 子程序習題與思考題第四章 MCS一51單片機的系統(tǒng)擴展§4.1 程序存儲器的擴展§4.2 數(shù)據(jù)存儲器的擴展§4.3 E。PROM的擴展§4.4 定時器／計數(shù)器的擴展§4.5 輸入／輸出端口的擴展4.5.1 8243擴展端口4.5.2 用緩沖器、鎖存器擴展端口§4.6 外部中斷源的擴展§4.7 綜合功能擴展4.7.1 8155擴展4.7.2 多芯片擴展習題與思考題第五章 MCS－51單片機的接口技術§5.1 接口技術中的一般方法5.1.1 接口指令5.1.2 接口信號與時序5.1.3 輸入／輸出的數(shù)據(jù)交換方式5.1.4 地址的譯碼§5.2 D／A轉換電路接口技術5.2.1 D／A轉換原理5.2.2 DAC0832與單片機的接口5.2.3.AD7520與單片機的接口§5.3 A／D轉換電路的接口技術5.3.1 A／D轉換原理5.3.2 ADC0809與單片機的接口5.3.3 AD574與單片機的接口5.3.4 MCl4433與單片機的接口§5.4 鍵盤接口技術5.4.1 鍵盤結構與工作原理5.4.2 鍵盤掃描的控制方式5.4.3 鍵操作及功能處理§5.5 顯示器接口技術5.5.1 LED顯示器的結構與原理5.5.2 LED靜態(tài)顯示接口5.5.3 LED動態(tài)顯示接口5.5.4 串行口控制的顯示器與鍵盤接口§5.6 撥盤接口技術5.6.1 撥盤的結構與原理5.6.2 撥盤的接口方法§5.7 8279可編程的鍵盤／顯示器接口5.7.1 內(nèi)部結構和引腳信號5.7.2 控制命令5.7.3 工作方式5.7.4 接口電路與應用舉例§5.8 打印機接口技術5.8.1 TPTP-40A的操作特點5.8.2 接口電路與程序安排§5.9 IBMPC串行通訊接口技術5.9.1 串行通訊的接口電路5.9.2 IBMPC的串行通訊語句5.9.3 單片機與IBMPC的通訊程序5.9.4 多機通訊§5.1 0GAL接口技術5.1 0.1 GAI。的內(nèi)部結構5.1 0.2 GA[，的工作方式5.1 0.3 GAI，的應用方法習題與思考題第六章 MCS-51單片機應用實例§6.1 單片機頻率測量儀6.1.1 硬件電路6.1.2 程序編制6.1.3 運行結果6.1.4 程序清單§6.2 紙機轉速、紙長的單片機控制6.2.1 系統(tǒng)結構6.2.2 系統(tǒng)控制功能6.2.3 調速操作與保護§6.3 電熱箱單片機溫控系統(tǒng)6.3.1 單片機系統(tǒng)6.3.2 溫度檢測6.3.3 輸出控制信號與通道6.3.4 系統(tǒng)控制§6.4 SPWM二相交流電動機變頻調速微機控制系統(tǒng)6.4.1 極性控制信號的產(chǎn)生6.4.2 SPWM嗄信號的產(chǎn)生6.4.3 v／f協(xié)調控制習題與思考題附錄一MCS-51系列單片機指令表附錄二AT89系列單片機簡介

章節(jié)摘錄

插圖：單片機應用系統(tǒng)是以單片機為中心，結合外圍芯片和電路構成的、能完成一定任務的微機系統(tǒng)。單片機由于具有體積小、成本低、抗干擾強、使用靈活方便等優(yōu)點，已廣泛應用于生產(chǎn)、科技的各個領域。與通用微機控制系統(tǒng)的設計方法一樣，單片機應用系統(tǒng)的設計步驟大體分成：確定系統(tǒng)控制方案、確定控制算法、微機選型、硬件設計、軟件設計、系統(tǒng)調試等幾個方面。在介紹單片機的幾個典型應用實例之前，下面先對上述幾個設計步驟作簡要介紹。所謂確定微機系統(tǒng)的控制方案，首先就是要透徹地了解控制對象和控制要求。如控制的是高速對象（例如電機調速、圖像語音識別等），還是慢速對象（例如溫度、流量等過程控制）；是要求采用開環(huán)控制還是閉環(huán)控制；用什么驅動電路和檢測電路，要求達到什么樣的動態(tài)和靜態(tài)指標，需要產(chǎn)生什么樣的控制信號等等。在詳細地掌握了這些條件和要求后，就可以得到硬件電路和軟件的大體構思，進而得出系統(tǒng)的總體框圖。確定控制算法，就是要根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學模型和控制要求，選擇單片機的控制規(guī)律。以閉環(huán)控制為例，直流電機傳動系統(tǒng)多用PID控制；交流傳動則除PID外，還用到矢量變換控制；而溫度調節(jié)等一類大滯后系統(tǒng)則更多采用達林算法與施密斯預估等算法。根據(jù)這些算法和系統(tǒng)模型，以及要求達到的性能指標，就可選擇微機控制的調節(jié)器及其參數(shù)。對于開環(huán)系統(tǒng)，更多的是根據(jù)控制對象和驅動電路的要求，產(chǎn)生滿足系統(tǒng)要求的信號，并協(xié)調管理各種外圍芯片、外圍電路。單片機品種很多，這就需要綜合考慮控制要求、經(jīng)濟條件等多種因素進行微機選型。MCS-51系列單片機是8位高檔機，片內(nèi)已有比較豐富的硬件資源，通過擴展和接口有關芯片，其功能還會進一步增強。一般說來，如無特殊要求，該機可滿足多種控制場合的需要。但由于MCS一51缺少2字節(jié)與4字節(jié)的運算指令，缺少有關浮點運算，尤其是符號數(shù)運算指令，其8位數(shù)據(jù)線限制了多字節(jié)運算的能力和速度，加上片內(nèi)沒有集成A／D、D／A部件，運算速度也有一定的限制。因此，在要求更高的場合，應考慮采用MCS-96系列單片機，尤其是增強了的80C196。該機基本上克服了8031的某些不足，有著廣闊的應用前景。對于運算速度要求更高的場合，可考慮采用’FMS32020，TMS320C25等數(shù)字信號處理器（DSP）。如果8位機與16位機都能滿足控制要求，就要權衡成本、開發(fā)手段等，以確定取舍。硬件設計就是要求在系統(tǒng)控制方案的基礎上，根據(jù)單片機本身的硬件資源，確定出整個系統(tǒng)的控制電路。一般說來，單片機片內(nèi)的資源應充分予以利用，只有在不能滿足要求時，才子以擴展。在硬件設計中，要考慮的因素很多，諸如端口的驅動功率、電平的轉換、時序的協(xié)調、接口電路的安排等等。設計出的電路應在滿足要求的前提下，盡可能簡單、明了、實用。軟件設計的依據(jù)是控制算法和硬件電路。通常硬件少則軟件多，反之亦然。如果單片機只應用于單臺機器或小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的控制，則可考慮減短軟件，以加快研制過程；相反，則要在滿足采樣周期的前提下，盡可能多地發(fā)揮軟件功能，以減少硬件，降低產(chǎn)品成本。此外，程序編制應遵循畫框圖，確定軟件功能塊、確定流程圖、調試子程序、程序總調的一般法則。

編輯推薦

《單片微型計算機原理與接口技術(第2版)》是由華中科技大學出版社出版的。

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