單片機及應用系統(tǒng)設(shè)計原理與實踐

前言

隨著半導體技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們的計算需求更為廣泛，各種各樣的新型嵌入式計算機在應用數(shù)量上已經(jīng)遠遠超過通用計算機，小到MP3、手機和數(shù)碼攝像機等微型數(shù)字化產(chǎn)品，大到智能家電、車載電子設(shè)備和工業(yè)控制等領(lǐng)域，已經(jīng)成為嵌入式產(chǎn)品的主要應用市場對象。區(qū)別于PC機，我們將非PC的計算機應用系統(tǒng)稱為嵌入式系統(tǒng)（embeddedsys—tern）。計算機技術(shù)也開始進入一個被稱為后PC（PersonalComputer。）技術(shù)的時代。目前，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為了最熱門的技術(shù)之一，吸引了大批的優(yōu)秀人才投入其中。那么什么稱為嵌入式系統(tǒng)技術(shù)呢？一般認為，嵌入式系統(tǒng)就是“以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積及功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)”。作為系統(tǒng)核心的嵌入式計算機包括微控制器（MCU）、數(shù)字信號處理器（DSP）和嵌入式微處理器（MPU）等。單片機應用系統(tǒng)作為最典型且相對簡單的嵌入式系統(tǒng)，極具性價比優(yōu)勢，各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能收到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等。實際上，以單片機為核心的應用系統(tǒng)設(shè)計就是電子工程師將一堆器件搭在一起，注入程序，所有器件在單片機軟件的有序組織下協(xié)調(diào)工作，完成原來這些器件分離時無法完成的功能。其根據(jù)市場需求，按照一定的構(gòu)思原則（成本低，可靠性高，體積小，功能強和易于升級等）在最短的時間內(nèi)完成產(chǎn)品設(shè)計，采用的技術(shù)越成熟、先進，功能越強大，成本越低，市場上相對需求就越大，產(chǎn)品就越成功，這就是電子工程師的自身價值。單片機及應用技術(shù)原理的初學者最關(guān)心的問題就是“如何學好單片機？”。學好單片機及應用技術(shù)是電氣信息和儀表類工程師的必備素質(zhì)。單片機應用技術(shù)是實踐性很強的一門技術(shù)，可以說“單片機技術(shù)是玩出來的”，只有多“玩”，也就是多練習、多實際操作，才能真正掌握它。請不要做浮躁的單片機愛好者，把時髦的技術(shù)掛在嘴邊，不按部就班地把基本的技術(shù)學到手；不要被一些流行詞匯所迷惑，最根本的是要先了解最基礎(chǔ)的知識，不要觀望，防止徘徊不前，一事無成。掌握單片機的應用開發(fā)，入門并不難，難的是長期堅持、探索和不遺余力地學習與實踐。

內(nèi)容概要

　　本書立足于51單片機的經(jīng)典結(jié)構(gòu)，以廣泛應用的AT89S52單片機為應用對象，深入淺出地講述單片機及應用系統(tǒng)設(shè)計原理與實踐。書中51單片機基礎(chǔ)內(nèi)容采用匯編與C51并行的撰寫方式，便于對比學習，應用則以C51為藍本，深入淺出，符合工程應用需求?！　猩疃热诤狭宋C原理課程中的核心知識，尤其是在匯編指令的深入剖析、中斷系統(tǒng)的分析和存儲器的擴展方法等方面講解細致，可以繞過微機原理課程直接學習本書的內(nèi)容?！　∪珪噪娮訙y量和智能儀器為應用目標，符合單片機應用特點，充分發(fā)揮單片機技術(shù)優(yōu)勢，并能抓住單片機應用的共性問題，深入剖析和整合知識脈絡，構(gòu)建實例典型而又完整。力圖在說明單片機原理的同時，講述單片機應用原理，并通過單片機應用來講述單片機的相關(guān)應用技術(shù)及應用領(lǐng)域，使讀者建立起嵌入式系統(tǒng)的概念，從而構(gòu)架電氣信息和儀器儀表類工程領(lǐng)域與計算機應用的橋梁?！　”緯勺鳛殡姎庑畔⒑蛢x表類專業(yè)單片機及儀器儀表類課程的教材或參考書，也可供工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 計算機原理與嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)1.1 計算機的發(fā)展及應用1.1.1 微型計算機發(fā)展及評價1.1.2 嵌入式系統(tǒng)1.2 計算機中的常用數(shù)制及編碼1.2.1 計算機中的常用數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換1.2.2 字符的表示及編碼1.3 算術(shù)運算和邏輯運算基礎(chǔ)1.3.1 帶符號數(shù)的補碼表示與加減法運算1.3.2 數(shù)的定點表示與浮點表示1.4 計算機組成及工作模型1.4.1 存儲器1.4.2 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.4.3 總線與接口1.4.4 模型機的工作過程1.5 51系列單片機1.5.1 單片機及應用概述1.5.2 51經(jīng)典型架構(gòu)單片機1.5.3 51單片機的發(fā)展及典型產(chǎn)品1.5.4 51單片機最小系統(tǒng)1.6 51單片機存儲器結(jié)構(gòu)1.6.1 51單片機存儲器構(gòu)成1.6.2 51單片機特殊功能寄存器習題與思考題第2章 51系列單片機指令系統(tǒng)與匯編程序設(shè)計2.1 51系列單片機匯編指令格式及標識21.1 指令格式21.2 指令中用到的標識符2.2 51系列單片機的尋址方式2.2.1 立即（數(shù)）尋址2.2.2 寄存器尋址2.2.3 直接尋址2.2.4 寄存器間接尋址2.2.5 變址尋址2.2.6 位尋址2.2.7 指令尋址2.3 51系列單片機指令系統(tǒng)2.3.1 數(shù)據(jù)傳送指令2.3.2 算術(shù)運算指令2.3.3 邏輯操作指令2.3.4 位操作指令2.3.5 控制轉(zhuǎn)移指令2.4 51系列單片機匯編程序常用的偽指令2.5 51系列單片機匯編程序設(shè)計2.5.1 延時程序設(shè)計2.5.2 數(shù)值大小條件判斷設(shè)計2.5.3 數(shù)學運算程序2.5.4 數(shù)據(jù)的拼拆和轉(zhuǎn)換2.5.5 多分支轉(zhuǎn)移(散轉(zhuǎn))程序2.5.6 排序習題與思考題第3章 單片機KeilC51語言程序設(shè)計基礎(chǔ)與開發(fā)調(diào)試3.1 C語言與51系列單片機3.1.1 C語言的特點及程序結(jié)構(gòu)3.1.2 C51程序結(jié)構(gòu)3.2 C51的數(shù)據(jù)類型3.3 數(shù)據(jù)的存儲類型和存儲模式3.3.1 C語言標準存儲類型3.3.2 C51的數(shù)據(jù)存儲類型3.3.3 C51的存儲模式3.4 C51對SFR、可尋址位、存儲器和I/O口的定義3.4.1 C51中絕對地址的訪問3.4.2 特殊功能寄存器SFR的定義3.4.3 對位變量的定義3.5 C51的運算符及表達式3.5.1 賦值運算符3.5.2 算術(shù)運算符3.5.3 關(guān)系運算符3.5.4 邏輯運算符3.5.5 位運算符3.5.6 復合賦值運算符3.5.7 逗號運算符3.5.8 條件運算符3.5.9 指針與地址運算符3.6 C51應用小結(jié)3.7 μVision3集成開發(fā)環(huán)境3.8 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)工具與調(diào)試3.8.1 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)工具3.8.2 單片機應用系統(tǒng)的調(diào)試3.8.3 基于SST89E564自制51系列單片機仿真器習題與思考題第4章 51系列單片機內(nèi)部資源及編程4.1 51單片機的輸入／輸出(I／O)接口4.1.1 51單片機的I／O口結(jié)構(gòu)4.1.2 I／O口與上／下拉電阻4.1.3 開關(guān)量信號的輸入與輸出4.2 中斷系統(tǒng)4.2.1 中斷的基本概念4.2.2 51單片機的中斷系統(tǒng)4.2.3 中斷程序的編制4.2.4 51單片機多外部中斷源系統(tǒng)設(shè)計4.3 定時／計數(shù)器TO和T14.3.1 定時／計數(shù)器的主要特性4.3.2 定時／計數(shù)器T0、T1的結(jié)構(gòu)及工作原理4.3.3 定時／計數(shù)器T0和T1的方式和控制寄存器4.3.4 定時／計數(shù)器T0和T1的工作方式4.3.5 定時／計數(shù)器T0和T1的初始化編程及應用4.3.6 定時／計數(shù)器T0和T1小結(jié)4.4 定時／計數(shù)器T24.4.1 定時／計數(shù)器T2的寄存器4.4.2 定時／計數(shù)器T2的工作方式4.5 串行接口4.5.1 通信的基本概念4.5.2 51系列單片機串行口功能與結(jié)構(gòu)4.5.3 串行口的工作方式4.5.4 串行口的初始化編程及應用4.5.5 用51系列單片機的串行口擴展并行口4.5.6 利用方式1實現(xiàn)點對點的雙機UART通信與RS－232接口4.5.7 多機通信與RS－485總線系統(tǒng)習題與思考題第5章 單片機系統(tǒng)總線與系統(tǒng)擴展技術(shù)5.1 單片機系統(tǒng)總線和系統(tǒng)擴展方法5.1.1 單片機系統(tǒng)總線信號5.1.2 51系列單片機讀外部程序存儲器及讀／寫外部數(shù)據(jù)存儲器(I／O口)時序5.1.3 基于系統(tǒng)總線進行系統(tǒng)擴展的總線連接方法5.2 系統(tǒng)存儲器擴展5.2.1 程序存儲器擴展5.2.2 數(shù)據(jù)存儲器擴展5.2.3 程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器綜合擴展5.3 雙口RAM、異步FIFO及其擴展5.3.1 雙口RAM5.3.2 雙口RAM與單片機的接口5.3.3 異步FIFO5.3.4 異步FIFO與單片機的接口5.4 輸入／輸出口及設(shè)備擴展5.4.1 簡單I／O接口擴展5.4.2 并行日歷時鐘芯片DS12C887與單片機接口5.5 并行接口擴展技術(shù)及應用小結(jié)習題與思考題第6章 串行擴展技術(shù)第7章 人機接口技術(shù)第8章 單片機應用系統(tǒng)設(shè)計第9章 時間和頻率測量及應用系統(tǒng)設(shè)計第10章 A/D、D/A、PWM與測控系統(tǒng)設(shè)計第11章 電阻的測量與應用第12章 阻抗特性測量與線性網(wǎng)絡分析技術(shù)及應用附錄A 51系列單片機指令速查表附錄B ASCII表附錄C C51的庫函數(shù)附錄D C8051F系列51單片機及編程應用參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第2章 51系列單片機指令系統(tǒng)與匯編程序設(shè)計2.1 51系列單片機匯編指令格式及標識指令是使計算機完成基本操作的命令。我們知道計算機工作時是通過執(zhí)行程序來解決問題的，而程序是由一條條指令按一定的順序組成的，計算機內(nèi)部只能直接識別二進制代碼指令。以二進制代碼指令形成的計算機語言，稱為機器語言。為了閱讀和書寫的方便，常把它寫成十六進制形式，通常稱這樣的指令為機器指令?，F(xiàn)在一般的計算機都有幾十甚至幾百種指令。顯然即便用十六進制去書寫、記憶、理解和使用也是不容易的，因此給每條機器語言指令賦予一個助記符號，這就形成了匯編語言。匯編語言指令是機器語言指令的符號化，它和機器語言指令一一對應。機器語言和匯編語言與計算機硬件密切相關(guān)，不同類型的計算機，其機器語言和匯編語言指令不一樣。一種計算機能夠執(zhí)行的全部指令的集合，稱為這種計算機的指令系統(tǒng)。單片機的指令系統(tǒng)與微型計算機的指令系統(tǒng)不同。51系列單片機指令系統(tǒng)共有111條指令，42種指令助記符，其中有49條單字節(jié)指令，45條雙字節(jié)指令和17條三字節(jié)指令；有64條為單機器周期指令，45條為雙機器周期指令，只有乘、除法兩條指令為四機器周期指令。在存儲空間和運算速度上，效率都比較高。51系列單片機指令系統(tǒng)功能強、指令短、執(zhí)行快。從功能上可分為5大類：數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運算指令、邏輯操作指令、控制轉(zhuǎn)移指令和位操作指令。下面將分別進行介紹。

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《單片機及應用系統(tǒng)設(shè)計原理與實踐》是由北京航空航天大學出版社出版的。

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