單片機(jī)原理與應(yīng)用

前言

　　隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對智能化和信息化要求的不斷提高，單片機(jī)作為智能控制的核心，逐漸滲透到社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面。單片機(jī)芯片的使用量每年以數(shù)百億片計(jì)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表、信息處理和通信設(shè)備、家用電器和汽車。以及精密制導(dǎo)武器等方方面面，似乎已經(jīng)找不到不使用單片機(jī)的領(lǐng)域了。因此，社會(huì)上需要大量的學(xué)習(xí)和掌握了單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的專門人才。單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)課程可以作為專業(yè)課程來學(xué)習(xí)，現(xiàn)在卻越來越呈現(xiàn)出專業(yè)基礎(chǔ)課的特征了?！　纹瑱C(jī)及其接口應(yīng)用技術(shù)的綜合性很強(qiáng)，涉及模擬和數(shù)字電子技術(shù)、集成電路芯片、傳感器、程序設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)，需要使用多種EDA軟件。學(xué)習(xí)單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)課程，能夠促使我們將這些知識融會(huì)貫通，自然而然會(huì)提高我們解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力?！　”緯鴥?nèi)容以培養(yǎng)21世紀(jì)復(fù)合型、應(yīng)用型人才為目標(biāo)，為有利于更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，反映當(dāng)前單片機(jī)應(yīng)用的新技術(shù)、新進(jìn)展而編寫。內(nèi)容層次結(jié)構(gòu)組織新穎、合理，概念條理清晰，應(yīng)用舉例實(shí)用；在敘述上力求深入淺出、通俗易懂，便于學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握?！　”緯慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用指南：　　1.全書分成：①基本知識及其應(yīng)用；②拓展的知識及其應(yīng)用；③系統(tǒng)綜合應(yīng)用與實(shí)用設(shè)計(jì)方法三個(gè)層次。這樣，可以適應(yīng)不同層次的教學(xué)和應(yīng)用要求，方便不同課時(shí)安排的專業(yè)選擇教學(xué)內(nèi)容，也為有較高要求的專業(yè)和學(xué)生提供了學(xué)習(xí)的內(nèi)容和研究的方向?！　?.第一部分闡述了：單片機(jī)的基本硬件結(jié)構(gòu)、匯編語言指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)基本知識和方法、單片機(jī)的定時(shí)／計(jì)數(shù)器以及串行接口和中斷系統(tǒng)、單片機(jī)的基本接口（包括開關(guān)量接口、顯示接口、鍵盤接口和AD／DA接口）應(yīng)用技術(shù)。學(xué)完這部分內(nèi)容后的學(xué)生可以對51單片機(jī)系統(tǒng)有一個(gè)基本的了解，可以從事較簡單的應(yīng)用?！　?.第二部分包括：51單片機(jī)的功能擴(kuò)展和接口設(shè)計(jì)，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。學(xué)完這部分內(nèi)容后的學(xué)生，對51單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)有一個(gè)比較全面的認(rèn)識，能夠進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

內(nèi)容概要

本書是作者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研成果的結(jié)晶。全書內(nèi)容以培養(yǎng)21世紀(jì)復(fù)合型、應(yīng)用型人才為目標(biāo)，為有利于更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，反映當(dāng)前單片機(jī)應(yīng)用的新技術(shù)、新進(jìn)展而編寫。    根據(jù)高等教育對單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)的基本要求，本書以51單片機(jī)為主要對象，系統(tǒng)地介紹了單片機(jī)的基本硬件結(jié)構(gòu)和工作原理、指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計(jì)、計(jì)數(shù)/定時(shí)器、串行接口和中斷系統(tǒng)等片內(nèi)功能部件、基本接口應(yīng)用技術(shù)、功能擴(kuò)展、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、C語言程序設(shè)計(jì)和仿真設(shè)計(jì)技術(shù)。    本書注重將理論講授和實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性和實(shí)踐性，結(jié)合應(yīng)用實(shí)例對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的匯編語言和C語言程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了討論；并特別介紹了方便實(shí)用的單片機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)。    每章安排了較豐富的例題、思考題和練習(xí)題，便于學(xué)生的復(fù)習(xí)、鞏固和訓(xùn)練提高。    本書前面部分主要介紹了微型計(jì)算機(jī)的基本知識，因此，也可作為微機(jī)原理課程的教材。    本書可作為電子類、機(jī)電類和計(jì)算機(jī)類各專業(yè)的本科學(xué)生和高職?？茖W(xué)生的教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章  單片微型計(jì)算機(jī)概論  1.1  微型計(jì)算機(jī)與單片微型計(jì)算機(jī)    1.1.1  微型計(jì)算機(jī)的基本硬件結(jié)構(gòu)    1.1.2  微型計(jì)算機(jī)的軟件    1.1.3  微型計(jì)算機(jī)的基本工作過程    1.1.4  微型計(jì)算機(jī)與單片機(jī)  1.2  單片微型計(jì)算機(jī)概述    1.2.1  單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域    1.2.2  單片機(jī)的分類    1.2.3  單片機(jī)的發(fā)展趨勢  1.3  計(jì)算機(jī)中的數(shù)和編碼    1.3.1  常用的數(shù)制    1.3.2  常用數(shù)制的轉(zhuǎn)換    1.3.3  有符號數(shù)的表示    1.3.4  二一十進(jìn)制數(shù)（BCD碼）    1.3.5  ASCⅡ碼  本章小結(jié)  思考與練習(xí)題第2章  51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理  2.1  51單片機(jī)的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能    2.1.1  51單片機(jī)的外形和引腳功能    2.1.2  51單片機(jī)內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)  2.2  51單片機(jī)的存儲(chǔ)器    2.2.1  計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器    2.2.2  存儲(chǔ)器的邏輯結(jié)構(gòu)和操作    2.2.3  51單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器ROM    2.2.4  51單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器  2.3  并行輸入輸出接口的結(jié)構(gòu)和功能    2.3.1  P1口，準(zhǔn)雙向通用I/O口    2.3.2  P3口，具備第二功能的準(zhǔn)雙向通用I/O口    2.3.3  P0口，地址數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用總線和通用I/O口    2.3.4  P2口，通用I/O口或高8位地址口    2.3.5  并行端口的負(fù)載能力  2.4  51單片機(jī)的最小系統(tǒng)    2.4.1  51單片機(jī)的時(shí)鐘電路    2.4.2  51單片機(jī)的復(fù)位  本章小結(jié)  思考與練習(xí)題第3章  51單片機(jī)的指令系統(tǒng)  3.1  概述    3.1.1  匯編語言指令    3.1.2  51單片機(jī)匯編語言指令系統(tǒng)的特點(diǎn)    3.1.3  指令及其注釋中的符號的用法說明  3.2  51單片機(jī)的尋址方式    3.2.1  立即尋址    3.2.2  直接尋址    3.2.3  寄存器尋址    3.2.4  寄存器間接尋址    3.2.5  變址尋址    3.2.6  相對尋址    3.2.7  位尋址    3.2.8  尋址方式與尋址空間  3.3  數(shù)據(jù)傳送指令    3.3.1  普通傳送指令    3.3.2  特殊傳送指令  3.4  算術(shù)運(yùn)算指令    3.4.1  普通四則運(yùn)算指令    3.4.2  特殊運(yùn)算指令    3.4.3  傳送指令和算術(shù)運(yùn)算指令的綜合應(yīng)用  3.5  邏輯運(yùn)算和循環(huán)類指令    3.5.1  基本邏輯運(yùn)算指令（18條）    3.5.2  累加器的操作指令（6條）  3.6  程序轉(zhuǎn)移類指令    3.6.1  程序流程圖    3.6.2  無條件轉(zhuǎn)移指令（4條）    3.6.3  條件轉(zhuǎn)移指令（8條）  3.7  子程序及其調(diào)用和返回指令    3.7.1  子程序的概念  ……第4章  51單片機(jī)的匯編語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第5章  51單片機(jī)中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和串行接口第6章  51單片機(jī)的基本接口應(yīng)用技術(shù)第7章  51單片機(jī)的功能擴(kuò)展第8章  單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第9章  51單片機(jī)的C語言程序設(shè)計(jì)第10章  單片機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　?。?）執(zhí)行指令所規(guī)定的操作，同時(shí)程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容自動(dòng)加1，計(jì)算機(jī)又進(jìn)入下一條（第N+1）指令的取指令過程。計(jì)算機(jī)周而復(fù)始地取出指令，分析指令，執(zhí)行指令，直到程序中的所有指令操作完畢。這就是計(jì)算機(jī)的基本工作原理?！　【C上所述，計(jì)算機(jī)是由硬件、軟件緊密結(jié)合，共同完成工作任務(wù)的，這與一般的數(shù)字電路系統(tǒng)完全不同?！　?.1.4微型計(jì)算機(jī)與單片機(jī)　　計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用首先是為了滿足科學(xué)計(jì)算的需要，如：導(dǎo)彈飛行軌跡的計(jì)算，大氣云圖分析和天氣預(yù)報(bào)等；以及數(shù)據(jù)與信息處理的需求，如：人類基因密碼分析等。　　隨著互聯(lián)網(wǎng)的延伸，微型計(jì)算機(jī)普及到了千家萬戶，現(xiàn)代人們的工作、學(xué)習(xí)、生活和娛樂樣樣離不開計(jì)算機(jī)，這些是看得見摸得著的計(jì)算機(jī)。還有的計(jì)算機(jī)人們也天天在用，但卻可能沒有意識到它的存在?！　⊥ㄓ玫奈⑿陀?jì)算機(jī)以運(yùn)行速度高，存儲(chǔ)容量大，具備多媒體輸入／輸出功能見長。但在許多場合，人們更需要的是體積小、價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定可靠的微型計(jì)算機(jī)?！　∫晕⒉t為例，使用微波爐需要根據(jù)不同的食物調(diào)節(jié)加熱時(shí)間和加熱溫度，一般通過控制加熱時(shí)的輸出功率、加熱間歇時(shí)間和總的加熱時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。分析微波爐的操作，主要在于工作過程的控制。簡單的微波爐產(chǎn)品用機(jī)械式定時(shí)開關(guān)實(shí)現(xiàn)控制功能。早期較復(fù)雜的產(chǎn)品用模擬和數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)控制功能，但存在線路復(fù)雜、故障較多、工作不穩(wěn)定的缺陷。現(xiàn)在已經(jīng)完全被電腦智能化的產(chǎn)品所取代。

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