單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)教程

前言

　　本書(shū)是單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)教程與實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)篇，主要以單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及部分接口電路設(shè)計(jì)為主線(xiàn)，而程序的設(shè)計(jì)則通過(guò)匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。書(shū)中單片機(jī)原理部分的程序設(shè)計(jì)采用萬(wàn)利電子有限公司MedWin軟件調(diào)試通過(guò)，接口部分采用自主開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于單片機(jī)設(shè)計(jì)工作者來(lái)說(shuō)，用匯編語(yǔ)言編程也好，不用也好，通過(guò)匯編語(yǔ)言學(xué)習(xí)和理解單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)是非常必要的?？紤]到學(xué)生和初學(xué)者的情況，本教程至少在以下幾個(gè)方面做了大量工作：　?。?） 本書(shū)提供了大量的通過(guò)調(diào)試的程序設(shè)計(jì)模塊，而且對(duì)這些代碼作了詳盡的解釋?zhuān)@有助于幫助學(xué)生和初學(xué)者了解單片機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及程序設(shè)計(jì)的編程思想。　?。?） 書(shū)中的程序代碼均用MCS51系列匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，而且通過(guò)相應(yīng)軟件調(diào)試通過(guò)，學(xué)習(xí)者可以邊讀書(shū)，邊上機(jī)實(shí)踐，以加快對(duì)單片機(jī)原理及接口電路的理解?！　。?） 本書(shū)將一套實(shí)驗(yàn)板的各個(gè)硬件電路都作了硬件電路分析并通過(guò)軟件編程實(shí)踐，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)板的實(shí)際運(yùn)行效果達(dá)到對(duì)理論認(rèn)識(shí)的升華。　　本書(shū)共10章，第1~第4章講述單片微型計(jì)算機(jī)原理和應(yīng)用。通過(guò)對(duì)1~4章的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)該了解單片微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，掌握單片微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成，熟練使用MCS51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)，徹底掌握匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法及編程技巧。第5~第9章闡述接口技術(shù)，主要講述接口部分的作用、片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口、單片機(jī)資源擴(kuò)展（并行I/O擴(kuò)展、單片機(jī)人機(jī)接口擴(kuò)展、模數(shù)技術(shù)擴(kuò)展）及典型接口部分硬件設(shè)計(jì)及軟件編程方法。第10章為附錄，附錄共計(jì)7個(gè)，內(nèi)容包括單片機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)部分以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為主要出發(fā)點(diǎn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)通過(guò)所學(xué)即所見(jiàn)的理念，不論通過(guò)MedWin集成開(kāi)發(fā)軟件模擬調(diào)試或通過(guò)仿真器調(diào)試均可直接觀察實(shí)驗(yàn)效果。附錄中還包括ASCII碼、指令表、AT89系列單片機(jī)和實(shí)驗(yàn)板原理圖。同時(shí)，為了便于學(xué)習(xí)者鞏固學(xué)習(xí)效果，每章均安排了總結(jié)和習(xí)題，便于教學(xué)和自學(xué)。　　本書(shū)以MCS51單片機(jī)為樣機(jī)教學(xué)，目的使學(xué)習(xí)者掌握微機(jī)原理及部分接口硬件結(jié)構(gòu)，奠定面向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的編程基礎(chǔ)，為學(xué)習(xí)單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)搭建學(xué)習(xí)平臺(tái)。本書(shū)適用于電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)70~90學(xué)時(shí)（其中實(shí)驗(yàn)20~24學(xué)時(shí)）?！　”緯?shū)選用了自動(dòng)化系工控實(shí)驗(yàn)室單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板，書(shū)中所舉實(shí)例清晰、實(shí)用，所例程序均調(diào)試通過(guò)。本書(shū)由祁偉老師編寫(xiě)了第4.4節(jié)、4.5節(jié)、第5~第9章和附錄中部分實(shí)驗(yàn)并任主編；鄭巍老師編寫(xiě)了第1~第3章，第4章的4.1~4.3節(jié)；莊志惠老師完成了實(shí)驗(yàn)板的設(shè)計(jì)和部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)試工作。在本書(shū)的編寫(xiě)和實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程中，得到了廣東技術(shù)師范學(xué)院自動(dòng)化系領(lǐng)導(dǎo)、測(cè)控教研室全體教師及實(shí)驗(yàn)室人員的大力配合，在此，深表謝意。盡管努力做好，但仍可能存在錯(cuò)誤及不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)教程》是以51單片機(jī)為樣機(jī)的單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)教程，是單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)篇?！　∪珪?shū)由原理及接口兩部分組成，共10章。 介紹51單片微型計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法、輸入/輸出接口應(yīng)用、可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)、串行接口應(yīng)用、單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展、可編程接口芯片、單片機(jī)人機(jī)接口技術(shù)和模數(shù)技術(shù)，以達(dá)到學(xué)習(xí)了解微機(jī)原理的目的。為了配合教學(xué)在附錄部分添加了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，以加深學(xué)習(xí)者對(duì)相關(guān)概念的理解?！　?shū)中內(nèi)容由淺入深、循序漸進(jìn)，特別適用于微機(jī)原理的初學(xué)者。　　《單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)教程》是大學(xué)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)教程，供相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)，也可供非電類(lèi)技術(shù)人員參考?！秵纹⑿陀?jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)教程》與先前北京航空航天大學(xué)出版社出版的《單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)教程與實(shí)驗(yàn)》相配套。

書(shū)籍目錄

第1章 單片微型計(jì)算機(jī)概述11.1 單片微型計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢(shì)11.1.1 單片微型計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史11.1.2 單片微型計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)21.2 單片微型計(jì)算機(jī)特點(diǎn)及應(yīng)用概況31.2.1 單片微型計(jì)算機(jī)特點(diǎn)31.2.2 單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用概況41.3 單片微型計(jì)算機(jī)常用的幾種碼制51.3.1 數(shù)的幾種常用進(jìn)制51.3.2 帶符號(hào)數(shù)的表示方法71.3.3 單片微型計(jì)算機(jī)中常用的碼制111.4 總結(jié)與思考練習(xí)121.4.1 主要內(nèi)容總結(jié)121.4.2 思考與練習(xí)13第2章 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)142.1 單片微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)分析142.1.1 單片微型計(jì)算機(jī)的基本組成142.1.2 8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)172.2 8051單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析172.2.1 中央處理器（CPU）172.2.2 8051單片微型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器配置192.3 8051單片微型計(jì)算機(jī)的引腳組成及總線(xiàn)結(jié)構(gòu)232.3.1 8051單片微型計(jì)算機(jī)的引腳組成232.3.2 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)的三總線(xiàn)結(jié)構(gòu)282.4 8051單片微型計(jì)算機(jī)的取指和執(zhí)行時(shí)序292.4.1 8051單片機(jī)的幾種周期及相互關(guān)系292.4.2 8051單片機(jī)指令的取指和執(zhí)行時(shí)序302.4.3 8051單片機(jī)訪問(wèn)外部ROM和RAM的時(shí)序322.5 8051單片機(jī)的工作方式332.5.1 8051單片機(jī)的程序執(zhí)行方式332.5.2 8051單片機(jī)的低功耗工作方式332.6 總結(jié)與思考練習(xí)352.6.1 主要內(nèi)容總結(jié)352.6.2 思考與練習(xí)36第3章 MCS51單片機(jī)指令系統(tǒng)373.1 MCS51單片機(jī)指令系統(tǒng)概述373.1.1 MCS51單片機(jī)的指令格式383.1.2 MCS51單片機(jī)的符號(hào)標(biāo)識(shí)403.2 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)413.2.1 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)的尋址方式413.2.2 匯編語(yǔ)言偽指令介紹453.2.3 MCS51單片機(jī)的傳送、算術(shù)、邏輯、移位指令介紹493.2.4 匯編語(yǔ)言順序程序設(shè)計(jì)633.3 總結(jié)與思考練習(xí)673.3.1 主要內(nèi)容總結(jié)673.3.2 思考與練習(xí)68第4章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)724.1 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)概述724.1.1 匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句格式724.1.2 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)步驟734.1.3 算法的建立734.1.4 繪制流程圖734.2 分支程序設(shè)計(jì)764.2.1 分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)概述764.2.2 分支程序的設(shè)計(jì)要點(diǎn)764.2.3 分支程序涉及的轉(zhuǎn)移類(lèi)指令764.2.4 分支程序設(shè)計(jì)編程804.3 循環(huán)程序設(shè)計(jì)834.3.1 循環(huán)程序設(shè)計(jì)概述834.3.2 循環(huán)程序結(jié)構(gòu)834.3.3 循環(huán)程序設(shè)計(jì)844.3.4 循環(huán)程序涉及的條件轉(zhuǎn)移指令844.3.5 循環(huán)程序設(shè)計(jì)的編程方法854.4 子程序設(shè)計(jì)894.4.1 子程序設(shè)計(jì)概述894.4.2 堆棧904.4.3 子程序設(shè)計(jì)用到的指令914.4.4 子程序設(shè)計(jì)的編程方法924.5 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)應(yīng)用964.5.1 多字節(jié)加法編程964.5.2 多字節(jié)乘法編程994.5.3 查表散轉(zhuǎn)編程1024.5.4 數(shù)制轉(zhuǎn)換編程1044.5.5 數(shù)據(jù)拼拆編程1074.5.6 位操作編程1094.6 總結(jié)與思考練習(xí)1114.6.1 主要內(nèi)容總結(jié)1114.6.2 思考與練習(xí)112第5章 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)的輸入/輸出和中斷系統(tǒng)1145.1 計(jì)算機(jī)基本輸入/輸出接口概述1145.2 輸入/輸出的編址方式1155.3 輸入/輸出的工作方式1165.4 MCS51系列單片機(jī)輸入/輸出端口控制設(shè)計(jì)編程1185.5 中斷1215.5.1 計(jì)算機(jī)中的中斷1215.5.2 MCS51單片機(jī)中斷系統(tǒng)1215.5.3 MCS51中斷所涉及的寄存器1245.6 中斷源應(yīng)用編程1265.7 總結(jié)與思考練習(xí)1295.7.1 主要內(nèi)容總結(jié)1295.7.2 思考與練習(xí)130第6章 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器原理1316.1 MCS51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)組成和工作原理1316.2 MCS51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式1336.3 MCS51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器典型應(yīng)用舉例1386.4 MCS51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器程序設(shè)計(jì)1456.5 總結(jié)與思考練習(xí)1466.5.1 主要內(nèi)容總結(jié)1466.5.2 思考與練習(xí)147第7章 MCS51單片機(jī)串行通信接口1487.1 微型計(jì)算機(jī)串行口通信的概念1487.2 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)串行口結(jié)構(gòu)組成及工作原理1507.3 串行口有關(guān)的寄存器1517.4 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)串行口工作方式介紹及工作原理分析1527.5 波特率計(jì)算1547.6 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)串行口程序設(shè)計(jì)1557.5 總結(jié)與思考練習(xí)1637.5.1 主要內(nèi)容總結(jié)1637.5.2 思考與練習(xí)163第8章 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展應(yīng)用1648.1 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)最小系統(tǒng)1648.2 單片機(jī)的外部資源并行擴(kuò)展1658.3 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)擴(kuò)展8255可編程接口設(shè)計(jì)1748.4 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)數(shù)模/模數(shù)接口設(shè)計(jì)1828.5 總結(jié)與思考練習(xí)1908.5.1 主要內(nèi)容總結(jié)1908.5.2 思考與練習(xí)191第9章 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)人機(jī)接口技術(shù)1929.1 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)顯示接口設(shè)計(jì)1929.2 MCS51單片微型計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)1979.3 總結(jié)與思考練習(xí)2029.3.1 主要內(nèi)容總結(jié)2029.3.2 思考與練習(xí)202第10章 附錄203附錄1 單片微型計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)203附錄1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)介紹203附錄1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬件系統(tǒng)205附錄2 MedWin軟件應(yīng)用213附錄3 單片微型計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)222附錄3.1 單片微型計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)應(yīng)用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)222實(shí)驗(yàn)一 數(shù)據(jù)傳送及算術(shù)運(yùn)算指令實(shí)驗(yàn)222實(shí)驗(yàn)二 減法、邏輯及布爾操作指令實(shí)驗(yàn)225實(shí)驗(yàn)三 多字節(jié)BCD加法實(shí)驗(yàn)227實(shí)驗(yàn)四 數(shù)制轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)230實(shí)驗(yàn)五 多字節(jié)乘法實(shí)驗(yàn)234實(shí)驗(yàn)六 查表散轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)237實(shí)驗(yàn)七 數(shù)據(jù)拼拆實(shí)驗(yàn)239實(shí)驗(yàn)八 指令綜合實(shí)驗(yàn)241附錄3.2 單片微型計(jì)算機(jī)I/0接口控制實(shí)驗(yàn)247實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)247實(shí)驗(yàn)二 I/O端口實(shí)驗(yàn)249實(shí)驗(yàn)三 定時(shí)/計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)252實(shí)驗(yàn)四 中斷實(shí)驗(yàn)254實(shí)驗(yàn)五 串口通信實(shí)驗(yàn)256實(shí)驗(yàn)六 數(shù)碼顯示實(shí)驗(yàn)261實(shí)驗(yàn)七 鍵盤(pán)處理實(shí)驗(yàn)264實(shí)驗(yàn)八 A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)269附錄3.3 單片微型計(jì)算機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)274實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板測(cè)試程序274實(shí)驗(yàn)二 電子時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)278附錄4 ASCII（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）表282附錄5 MCS51指令表284附錄6 AT89系列單片機(jī)289附錄7 實(shí)驗(yàn)板原理圖292參考文獻(xiàn)293

章節(jié)摘錄

　　在當(dāng)今的工作和生活環(huán)境中，有越來(lái)越多的單片機(jī)在為人們服務(wù)，但人們卻不去注意它。如：當(dāng)用遙控操縱電視或VCD機(jī)享受多彩的畫(huà)面時(shí)，人們并沒(méi)有意識(shí)到這是單片機(jī)在接受遙控指令；當(dāng)人們?cè)谙硎苋詣?dòng)洗衣機(jī)的先進(jìn)功能時(shí)，并不知道這是單片機(jī)在代替人工控制洗衣機(jī)運(yùn)作；單片機(jī)在Call機(jī)和手機(jī)等現(xiàn)代通信設(shè)備中亦發(fā)揮著重要的作用；就連曾一度令許多青少年著迷的電子寵物，也是單片機(jī)在大顯神威。總之，處處都有單片機(jī)的身影。為什么人們意識(shí)不到單片機(jī)的存在呢？因?yàn)閱纹瑱C(jī)只是一小塊集成電路，而且是計(jì)算機(jī)。要了解它，不僅需要硬件知識(shí)，而且還要軟件知識(shí)，這一般人是難以做到的?！　”菊轮饕獜膯纹⑿陀?jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用角度人手，敘述單片微型計(jì)算機(jī)所需的基礎(chǔ)知識(shí)，使讀者對(duì)單片微型計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)，有助于學(xué)習(xí)者的后續(xù)各章節(jié)學(xué)習(xí)?！　⊥ㄟ^(guò)本章學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到下列目標(biāo)：　　（1）理解單片機(jī)的作用；　　（2）掌握微型計(jì)算機(jī)常用的幾種碼制及相互間的轉(zhuǎn)換；　?。?）掌握有符號(hào)數(shù)在微型計(jì)算機(jī)中的使用；　?。?）單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。

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