MCS-51單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用

前言

　　現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了兩大分支，即通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)中的典型代表。單片機(jī)最本質(zhì)的功能特性是控制。它將典型的計(jì)算機(jī)功能資源制作于一片集成電路之中，然后嵌人到各類具體設(shè)備內(nèi)部，形成了可以實(shí)現(xiàn)人類智能的普遍意義上的控制器件，因此也稱為微型控制器（MCU）。在眾多的單片機(jī)中，MCS－51系列機(jī)型的出現(xiàn)是MCU產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的里程碑。它歷經(jīng)近30年發(fā)展，已經(jīng)形成了一個(gè)品種多、功能全、性價(jià)比高、用戶群龐大的系列產(chǎn)品，成了事實(shí)上8位單片機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也成了國內(nèi)高校最為流行的單片機(jī)教學(xué)機(jī)型之一。　　單片機(jī)普遍意義上的控制功能使得它的應(yīng)用范圍非常廣泛，因而也成為當(dāng)今工科類學(xué)生必須掌握的基本專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技能。本書致力于培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)且掌握實(shí)際運(yùn)用技能的單片機(jī)應(yīng)用型人才?！　”緯訫CS－51系列為對象機(jī)型，系統(tǒng)介紹了單片機(jī)應(yīng)用的硬件、軟件的知識(shí)和應(yīng)用，其主要特點(diǎn)是：　　（1）層次分明、布局全面、系統(tǒng)性強(qiáng)。全書分為原理、接口和應(yīng)用三個(gè)層次，分別講述了MCS－51的硬件和軟件的基本結(jié)構(gòu)、特殊功能單元系統(tǒng)和工作原理；MCS－51系統(tǒng)擴(kuò)展的基本原理、方法和通用外圍接口電路；在此基礎(chǔ)上又講述了實(shí)用中迅速發(fā)展的C51語言編程技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法，最后介紹了幾個(gè)典型的試驗(yàn)單元和課程設(shè)計(jì)。　?。?）力求反映單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域最新技術(shù)的發(fā)展。本書介紹了近年實(shí)用中發(fā)展很快、帶來單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步的串行總線技術(shù)SPI、IIC和單總線及其典型的IC芯片，如A／D、D／A、LCD模塊、溫度測量、IC卡等，介紹了提高編程效率C51編程技術(shù)，使教材內(nèi)容盡可能反映實(shí)踐技術(shù)的最新發(fā)展。　?。?）力求方便讀者自學(xué)。本書以圖文結(jié)合的形式講述知識(shí)；每條指令后面都加以注釋；對于較難理解的外圍擴(kuò)展技術(shù)都附以具體連接實(shí)例講解；A51、C51編程結(jié)合KEIL開發(fā)系統(tǒng)的編程和調(diào)試運(yùn)行界面講解等，盡力創(chuàng)設(shè)一種易于自學(xué)、便于理解、能夠上機(jī)操作的學(xué)習(xí)環(huán)境?！　。?）力求培養(yǎng)讀者的實(shí)際應(yīng)用能力，在講解MCS－51基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，以較多的篇幅介紹了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的主要組成環(huán)節(jié)、應(yīng)用系統(tǒng)的主要組成方法及典型的應(yīng)用電路和源程序，以及從教學(xué)實(shí)際中挑選的效果好的典型試驗(yàn)單元，從而使讀者能夠從實(shí)用系統(tǒng)的整體上來構(gòu)建MCS－51的知識(shí)結(jié)構(gòu)，掌握應(yīng)用設(shè)計(jì)的基本思路、方式和技能。

內(nèi)容概要

　　本書以MCS-51系列單片機(jī)為對象機(jī)型，介紹了8位單片機(jī)及其應(yīng)用系統(tǒng)的理論和技術(shù)。全書分為原理、接口和應(yīng)用三個(gè)層次，共12章，全面講述了MCS-51的硬件結(jié)構(gòu)、功能部件、指令系統(tǒng)、A51匯編語言、C51語言等基礎(chǔ)知識(shí)，介紹了外圍接口技術(shù)和典型接口部件如ADC、DAC、鍵盤、顯示器、IC卡、微型打印機(jī)等，并介紹了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟。全書力求反映近年單片機(jī)及外圍接口技術(shù)的最新發(fā)展，如目前迅速流行的串行總線SPI、IIC、1－WIRE技術(shù)及其典型IC芯片。每章附有習(xí)題。第11章選編了典型的試驗(yàn)單元和課程設(shè)計(jì)?！　”緯勺鳛楦叩葘W(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化、電子信息工程、測控技術(shù)與儀器、電氣自動(dòng)化等專業(yè)的單片機(jī)課程教材，也可供單片機(jī)愛好者自學(xué)和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論 單片機(jī)概述第1章 MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)　1.1 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳定義及外部總線　　1.1.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　1.1.2 引腳定義　　1.1.3 外部總線構(gòu)成　1.2 MCS-51單片機(jī)的中央處理器　　1.2.1 CPU的結(jié)構(gòu)組成　　1.2.2 指令執(zhí)行的基本步驟　　1.2.3 時(shí)鐘電路及時(shí)鐘時(shí)序單位　1.3 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器　　1.3.1 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及地址分配　　1.3.2 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器　　1.3.3 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器　1.4 并行端口　　1.4.1 端口功能　　1.4.2 端口原理及操作　1.5 復(fù)位　　1.5.1 復(fù)位狀態(tài)　　1.5.2 復(fù)位電路　1.6 MCS-51單片機(jī)的工作方式　　1.6.1 執(zhí)行指令程序方式　　1.6.2 掉電保護(hù)方式　　1.6.3 低功耗方式　本章小結(jié)　思考題與習(xí)題第2章 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)　2.1 MCS-51單片機(jī)指令概述　　2.1.1 MCS-51單片機(jī)匯編語言指令格式　　2.1.2 指令中的常用符號　2.2 MCS-51單片機(jī)的尋址方式　　2.2.1 立即尋址　　2.2.2 直接尋址　　2.2.3 寄存器尋址　　2.2.4 寄存器間接尋址　　2.2.5 變址尋址　　2.2.6 相對尋址　　2.2.7 位尋址　2.3 MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)　　2.3.1 數(shù)據(jù)傳送指令　　2.3.2 算術(shù)運(yùn)算指令　　2.3.3 邏輯運(yùn)算和移位指令　　2.3.4 控制轉(zhuǎn)移指令　　2.3.5 位操作指令　本章小結(jié)　思考題與習(xí)題第3章 匯編語言程序設(shè)計(jì)　3.1 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　　3.1.1 匯編語言源程序設(shè)計(jì)的步驟　　3.1.2 匯編語言的語法結(jié)構(gòu)　　3.1.3 匯編語言的偽指令　3.2 單片機(jī)匯編語言程序的基本結(jié)構(gòu)形式　　3.2.1 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)　　3.2.2 分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)　　3.2.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)　　3.2.4 子程序設(shè)計(jì)　3.3 MCS-51單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)舉例　　3.3.1 數(shù)據(jù)傳送程序設(shè)計(jì)　　3.3.2 算術(shù)運(yùn)算程序設(shè)計(jì)　　3.3.3 數(shù)制轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)　　3.3.4 查表程序設(shè)計(jì)　　3.3.5 數(shù)據(jù)檢索程序設(shè)計(jì)　本章小結(jié)　思考題與習(xí)題第4章 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)第5章 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)／計(jì)數(shù)器與串行口 第6章 MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)第7章 MCS-51單片機(jī)串行I／O總線擴(kuò)展技術(shù)第8章 MCS-51單片機(jī)典型外圍接口技術(shù)第9章 MCS-51單片機(jī)的C語言編程（*）第10章 MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)第11章 實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   3）總體設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)就是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)、指標(biāo)要求和給定條件，設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)場條件的軟習(xí)件、硬件方案，并進(jìn)行方案優(yōu)化。應(yīng)劃分硬件、軟件任務(wù)，畫出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。要合理分配系統(tǒng)內(nèi)部的硬件、軟件資源。包括以下幾個(gè)方面： （1）從系統(tǒng)功能需求出發(fā)設(shè)計(jì)功能模塊。包括顯示器、鍵盤、數(shù)據(jù)采集、檢測、通信、控制、驅(qū)動(dòng)、供電方式等。 （2）從系統(tǒng)應(yīng)用需求分配元器件資源。包括定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、串行口、I／O接口、A／D、D／A、信號調(diào)理、時(shí)鐘發(fā)生器等。 （3）從開發(fā)條件與市場情況出發(fā)選擇元器件。包括仿真器、編程器、元器件、語言、程序設(shè)計(jì)的簡易程度等。 （4）從系統(tǒng)可靠性需求確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)工藝。包括去耦、光隔、屏蔽、印制板、低功耗、散熱、傳輸距離／速度、節(jié)電方式、掉電保護(hù)、軟件措施等。 10.2.2硬件設(shè)計(jì) 由總體設(shè)計(jì)所給出的硬件功能，在確定單片機(jī)類型的基礎(chǔ)上進(jìn)行各個(gè)功能電路模塊的設(shè)計(jì)，最后綜合成一個(gè)完整的硬件系統(tǒng)，并進(jìn)行必要的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制作出印刷電路板，組裝后即完成了硬件設(shè)計(jì)。 1）硬件電路設(shè)計(jì)的一般原則 在進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下問題： （1）采用新技術(shù)，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化的選擇典型電路。 （2）在條件允許的情況下，盡量選用功能強(qiáng)、集成度高的電路或芯片。 （3）選擇通用性強(qiáng)、市場供應(yīng)足的元器件。 （4）滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)余地，以便進(jìn)行二次開發(fā)。 （5）充分考慮系統(tǒng)各部分的驅(qū)動(dòng)能力及電源的帶負(fù)載能力，并注意抗干擾設(shè)計(jì)。 （6）工藝設(shè)計(jì)時(shí)要考慮安裝、調(diào)試、維修的方便。 2）硬件電路各模塊設(shè)計(jì)的原則 硬件部分各模塊電路主要包括存儲(chǔ)器擴(kuò)展、I／O擴(kuò)展、輸人輸出通道、通信電路、人機(jī)交互通道等，各模塊電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。 （1）存儲(chǔ)器擴(kuò)展。應(yīng)考慮存儲(chǔ)器的類型、容量、速度和接口，盡量減少芯片的數(shù)量。 （2）I／O接口的擴(kuò)展。由于外圍設(shè)備多種多樣，使得單片機(jī)與外圍設(shè)備之間的接口電路也各不相同，因此，I／O接口通常是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中設(shè)計(jì)最困難也最復(fù)雜的部分之一。選擇I／O接口，要考慮其體積、價(jià)格、負(fù)載能力、功能，合適的地址譯碼方法。

編輯推薦

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