單片機(jī)技術(shù)實(shí)用教程

前言

21世紀(jì)是信息時(shí)代，以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)是21世紀(jì)科技發(fā)展的大趨勢(shì)。作為計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)基地的大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)和相關(guān)專業(yè)，如何適應(yīng)這種發(fā)展。培養(yǎng)出符合時(shí)代要求和社會(huì)歡迎的人才。是近年來(lái)計(jì)算機(jī)教育界討論的熱門話題，也是我們長(zhǎng)期思考并努力探索的課題。教材是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。在華中科技大學(xué)出版社的委托下，我們組織了有關(guān)高等院校的部分專家、教授共同編寫了這套“面向2l世紀(jì)計(jì)算機(jī)系列教材"，以期在適應(yīng)21世紀(jì)的教材建設(shè)方面做出自己的努力。由于計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展日新月異，“21世紀(jì)計(jì)算機(jī)系列教材”編委會(huì)將負(fù)責(zé)系列教材的選題、每本教材大綱的編寫和審定，以及教材、教學(xué)輔導(dǎo)書和課件的修訂、更新等工作，以確保教材的正確性和先進(jìn)性，使這套教材努力走在同類教材的前列。這套系列教材包括計(jì)算機(jī)專業(yè)課和部分專業(yè)基礎(chǔ)課教材。以及與之配套的實(shí)踐課教材和教學(xué)輔導(dǎo)書等等。我們希望這套教材具有以下特點(diǎn)：1.注重基礎(chǔ)性和先進(jìn)性的結(jié)合。計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是知識(shí)和技術(shù)更新陜.這對(duì)教學(xué)內(nèi)容、課程知識(shí)結(jié)構(gòu)的選取和組織提出了新的要求。我們把編寫的重點(diǎn)放在基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本方法上，希望在提高學(xué)生的理論素養(yǎng)和分析問題、解決問題的能力的同時(shí).注重介紹新的技術(shù)和方法。以拓展學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新意識(shí)。2.注重理論性與應(yīng)用性的結(jié)合。良好的理論素養(yǎng)是應(yīng)用的前提，而掌握理論的目的就是為了更好的應(yīng)用。在教材的編寫過(guò)程中，我們注意理論的系統(tǒng)性，在講深講透主要知識(shí)的基礎(chǔ)上.融理論性和應(yīng)用性于一體.注意基本方法的講授，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論和技術(shù)的能力。3.注重時(shí)代性和實(shí)用性的結(jié)合。力求精簡(jiǎn)舊的知識(shí)點(diǎn).增加新的知識(shí)點(diǎn)，體現(xiàn)教材的時(shí)代特征。而且充分考慮一般高校目前所擁有的師資條件和教學(xué)設(shè)備，注重教材的實(shí)用性。4.注重科學(xué)性與通俗性的結(jié)合。概念、原理、新技術(shù)的闡述力求準(zhǔn)確、精練：寫作上盡量通俗易懂、深入淺出、圖文并茂。增強(qiáng)可讀性，便于學(xué)生自學(xué)。

內(nèi)容概要

隨著單片機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，目前單片機(jī)已經(jīng)成為在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、教育等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用極其廣泛的一種微型計(jì)算機(jī)。本書結(jié)合作者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研開發(fā)成果，始終站在理論和實(shí)踐相結(jié)合的高度，系統(tǒng)、詳細(xì)地闡述了MCS-51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)擴(kuò)展、接口與通信、系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)等內(nèi)容。本書還從應(yīng)用系統(tǒng)項(xiàng)目開發(fā)的角度出發(fā)，安排了多個(gè)典型的、具有一定規(guī)模的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)作為課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，旨在重點(diǎn)訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)能力。    本書可作為高等院校計(jì)算機(jī)、電子、電力、控制等有關(guān)專業(yè)的教材，也可供有關(guān)科技人員學(xué)習(xí)與參考。

書籍目錄

第1章 單片機(jī)概述　1.1 引言　　1.1.1 計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理　　1.1.2 微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)　　1.1.3 單片機(jī)及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)　1.2 幾種常見的單片機(jī)簡(jiǎn)介　　1.2.1 MCS-51系列單片機(jī)　　1.2.2 MCS-96系列單片機(jī)　　1.2.3 MC6801系列單片機(jī)　　1.2.4 PICl6C5X系列單片機(jī)　1.3 單片機(jī)的發(fā)展歷史與發(fā)展方向　1.4 單片機(jī)的應(yīng)用　思考題第2章 MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和原理分析　2.1 MCS-51單片機(jī)的主要性能特點(diǎn)　2.2 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)　　2.2.1 總體結(jié)構(gòu)　　2.2.2 CPU程序設(shè)計(jì)模型　2.3 MCS-51的引腳功能　2.4 MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器配置　　2.4.1 程序存儲(chǔ)器地址空間　　2.4.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間　2.5 時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和CPU時(shí)序　2.6 并行輸入／輸出端口　　2.6.1 P1口　　2.6.2 P2口　　2.6.3 P3口　　2.6.4 PO口　　2.6.5 負(fù)載能力　　思考題第3章 指令系統(tǒng)　3.1 尋址方式　3.2 數(shù)據(jù)傳送類指令　　3.2.1 以累加器A為一方的傳送指令　　3.2.2 不以累加器A為一方傳送指令　　3.2.3 用立即數(shù)置數(shù)的指令+　　3.2.4 訪問片外RAM的傳送指令　　3.2.5 基址寄存器加變址寄存器問址指令　　3.2.6 交換指令+　　3.2.7 進(jìn)棧出棧指令+　3.3 算術(shù)運(yùn)算類指令　　3.3.1 加法指令　　3.3.2 減法指令　　3.3.3 加1指令　　3.3.4 減1指令　　3.3.5 其他算術(shù)運(yùn)算指令　3.4 邏輯運(yùn)算類指令　　3.4.1 與指令　　3.4.2 或指令　　3.4.3 異或指令　　3.4.4 A操作指令　3.5 控制程序轉(zhuǎn)移類指令　　3.5.1 條件轉(zhuǎn)移指令　　3.5.2 條件轉(zhuǎn)移指令　　3.5.3 調(diào)子指令　　3.5.4 空操作指令　3.6 位操作類指令　　3.6.1 位傳送指令　　3.6.2 位邏輯操作指令　　3.6.3 位條件轉(zhuǎn)移指令　　思考題第4章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)　4.1 匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言　4.2 匯編語(yǔ)言語(yǔ)句的格式　4.3 匯編語(yǔ)言偽指令　　4.3.1 指令與偽指令　　4.3.2 偽指令　4.4 順序程序設(shè)計(jì)　4.5 查表程序設(shè)計(jì)　4.6 分支程序設(shè)計(jì)　4.7 散轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì)　4.8 循環(huán)程序設(shè)計(jì)　4.9 子程序及其調(diào)用　思考題第5章 輸入／輸出與中斷　5.1 輸入／輸出和接口的概念　　5.1.1 輸入設(shè)備與輸出設(shè)備　　5.1.2 輸入／輸出接口　5.2 輸入／輸出的方式　　5.2.1 I／O接口的編址方式　　5.2.2 CPU與I／O接口交換信息的控制方式　5.3 中斷　　5.3.1 中斷技術(shù)及基本概念　　5.3.2 MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)　　5.3.3 中斷程序設(shè)計(jì)示例　思考題第6章 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器……第7章 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展設(shè)計(jì)第8章 單片機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)配置與接口第9章 MCS-51單片機(jī)串行接口與通信功能第10章 8051與PO機(jī)間的通信第11章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)第12章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)與指導(dǎo)附錄 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.根據(jù)需要，選擇適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器芯片因?yàn)榘雽?dǎo)體存儲(chǔ)器種類多，容量、存儲(chǔ)時(shí)間、功耗和性能價(jià)格比不同。所以要根據(jù)信息的容量、大小和CPIJ運(yùn)行速度來(lái)選擇采用ROM，還是采用RAM類型的存儲(chǔ)器。一般從常用芯片中選擇，盡量減少存儲(chǔ)器芯片的數(shù)量，減輕總線的負(fù)載量，提高存取速度，以滿足CP[J的操作時(shí)序要求。2.合理分配存儲(chǔ)器的地址空間根據(jù)單片機(jī)的尋址范圍和系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，合理分配RAM和ROM以及I／O接口等占用的地址空間。結(jié)合設(shè)計(jì)片選邏輯，能夠?qū)ν鈹U(kuò)展的多存儲(chǔ)器芯片等單元進(jìn)行選擇，這包括兩個(gè)方面，一是選擇芯片（即片選），二是選擇芯片內(nèi)的存儲(chǔ)單元。在片選中常用方法有線選法和譯碼法。線選法通常是將單片機(jī)的低級(jí)地址線直接接到外擴(kuò)存儲(chǔ)器芯片的地址輸入端，以實(shí)現(xiàn)片內(nèi)尋址，而將剩余的高位地址線作為外擴(kuò)存儲(chǔ)器的片選信號(hào)，此法在簡(jiǎn)單的場(chǎng)合可實(shí)用，但芯片占用地址空間不緊湊。譯碼法是將單片機(jī)的低位地址線直接接到外擴(kuò)展存儲(chǔ)器芯片的地址輸入端，以實(shí)現(xiàn)片內(nèi)尋址，而將剩余的高位地址線接到譯碼器的輸入端，經(jīng)譯碼后用輸出線來(lái)控制各個(gè)芯片的片選端。這種方法彌補(bǔ)了線選法的不足，充分利用了存儲(chǔ)空間。3.根據(jù)系統(tǒng)總線的負(fù)載能力，選擇接入總線驅(qū)動(dòng)器因?yàn)閱纹瑱C(jī)的系統(tǒng)總線負(fù)載能力是有限定的，常用能帶動(dòng)幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)’FTI。器件來(lái)計(jì)算。如果外擴(kuò)芯片后，總負(fù)載量超過(guò)了系統(tǒng)總線的負(fù)載能力，這時(shí)就要選擇在系統(tǒng)中接人總線驅(qū)動(dòng)器后，再外接擴(kuò)展的存儲(chǔ)器芯片。4.校驗(yàn)存儲(chǔ)器的讀取速度外擴(kuò)存儲(chǔ)器的讀取時(shí)間如果小于單片機(jī)的存儲(chǔ)器讀／寫操作時(shí)序，外擴(kuò)存儲(chǔ)芯片能正常工作，否則要采取調(diào)整措施，例如提高單片機(jī)的時(shí)鐘周期，或者增加延時(shí)電路來(lái)延長(zhǎng)外擴(kuò)存儲(chǔ)器讀／寫操作的時(shí)間。

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