單片微型計(jì)算機(jī)原理

前言

《單片微型計(jì)算機(jī)原理》一書出版以來，深受廣大讀者的喜愛。當(dāng)前單片微機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域正越來越廣泛地得到應(yīng)用。在我國最早得到推廣應(yīng)用，并迅速占領(lǐng)我國單片微機(jī)技術(shù)應(yīng)用市場的MCS-51，目前仍然在我國被廣泛應(yīng)用。這是因?yàn)镮ntel公司實(shí)施了對(duì)MCS-51的技術(shù)開放政策，與多家半導(dǎo)體公司簽定了技術(shù)協(xié)議，允許這些公司在MCS-51內(nèi)核的基礎(chǔ)上開發(fā)與之兼容的新型產(chǎn)品。這一策略使MCS-51兼容單片機(jī)的產(chǎn)品種類和數(shù)量得到了迅速的發(fā)展。眾多半導(dǎo)體廠商在MCS-51單片機(jī)的基礎(chǔ)上，結(jié)合了最新的技術(shù)成果，推出了各具特色的MCS-51兼容單片機(jī)。這給MCS-51單片機(jī)這一早期開發(fā)的產(chǎn)品賦予了新的生命力，并形成了眾星捧月、不斷更新、長久不衰的發(fā)展格局，在8位單片機(jī)的發(fā)展中成為一道獨(dú)特的風(fēng)景線。MCS-51系列以及由其派生出的ATMEL89CX系列、PHIL-IPS80C51、NXP 80C51系列、C8051F系列等以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)以及高可靠性和高性能價(jià)格比，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測控和智能儀器儀表應(yīng)用的主要市場，成為國內(nèi)單片微機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的主流。為了使《單片微型計(jì)算機(jī)原理》一書能更適應(yīng)廣大讀者對(duì)單片微型計(jì)算機(jī)原理的學(xué)習(xí)、使用要求，我們對(duì)本教材進(jìn)行了修訂再版。這次修訂再版主要涉及本書的第7章“輸入／輸出口的擴(kuò)展”，第8章“新型McS-5l兼容計(jì)算機(jī)”。對(duì)某些遺漏進(jìn)行了補(bǔ)充，如指令表中增加了“標(biāo)志位影響”說明。再版后的教材在保持基本體系不變的前提下，對(duì)第8章的內(nèi)容進(jìn)行了全部改寫，這是因?yàn)橐恍┲陌雽?dǎo)體公司已經(jīng)重組后更名，某些單片微機(jī)的型號(hào)也作了調(diào)整，第一版中介紹的某些型號(hào)的單片微機(jī)已經(jīng)停產(chǎn)，第二版刪除了這些內(nèi)容，同時(shí)介紹了新推出的功能更強(qiáng)的Mcs-51兼容單片機(jī)。第7章增加了“擴(kuò)展輸入／輸出接口的應(yīng)用”一節(jié)，方便了教師教學(xué)安排。這次再版我們特別增加了習(xí)題量，便于學(xué)生自學(xué)和練習(xí)。鑒于本書主要是作為教材使用，所以篇幅不宜過多，內(nèi)容也不宜過雜，內(nèi)容的安排和選擇是為了便于學(xué)生學(xué)凈單片微型計(jì)算機(jī)原理最基本的知識(shí)。在本書修訂再版期間各兄弟院校的老師提出了不少寶貴建議和意見，在此一并致以衷心的謝意。由于編者水平有限，錯(cuò)誤、遺漏和不妥之處在所難免，敬請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書是以MCS-51單片微機(jī)為中心介紹單片微型計(jì)算機(jī)原理的教材。內(nèi)容包括：微型計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)、MCS-51單片微機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、輸入/輸出口的擴(kuò)展等。同時(shí)還簡單介紹了近年來比較流行的新型MCS-51兼容單片微機(jī)，如：AT89系列、Winbond系列、NXP 80C51系列、C8051F單片機(jī)。    本書可作為高等院校單片微機(jī)課程的教材。全書具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，內(nèi)容由淺入深，并配有習(xí)題，特別適合于沒有學(xué)過微機(jī)原理課程的人員學(xué)習(xí)。本書也可作為工程技術(shù)人員參考用書。

書籍目錄

第1章  微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)  1.1  概述    1.1.1  計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展    1.1.2  計(jì)算機(jī)的基本組成    1.1.3  微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)    1.1.4  單片微型計(jì)算機(jī)    1.1.5  單片微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展  1.2  數(shù)字化信息編碼與數(shù)據(jù)表示    1.2.1  常用的信息編碼    1.2.2  計(jì)算機(jī)中數(shù)值數(shù)據(jù)的表示、轉(zhuǎn)換和運(yùn)算    1.2.3  二進(jìn)制數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示法  習(xí)題一第2章  MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)  2.1  MCS-51單片機(jī)的組成及工作原理    2.1.1  MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)    2.1.2  MCS_5l單片機(jī)的引腳功能    2.1.3  振蕩器、時(shí)鐘電路和CPL7時(shí)序    2.1.4  并行I/O端口    2.1.5  復(fù)位和低功耗操作  2.2  存儲(chǔ)器    2.2.1  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器    2.2.2  MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器的配置和組織    2.2.3  程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展    2.2.4  數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展  習(xí)題二第3章  MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)  3.1  指令系統(tǒng)概述    3.1.1  基本概念    3.1.2  常用符號(hào)的意義    3.1.3  指令分類  3.2  尋址方式  3.3  指令    3.3.1  數(shù)據(jù)傳送指令    3.3.2  算術(shù)運(yùn)算指令    3.3.3  邏輯運(yùn)算指令    3.3.4  控制轉(zhuǎn)移指令    3.3.5  位處理指令  3.4  指令系統(tǒng)小結(jié)  習(xí)題三第4章  匯編語言程序設(shè)計(jì)  4.1  匯編語言與機(jī)器語言  4.2  程序設(shè)計(jì)步驟與方法    4.2.1  程序的設(shè)計(jì)步驟    4.2.2  編程的方法和技巧    4.2.3  匯編語言程序的基本結(jié)構(gòu)    4.2.4  匯編語言源程序的匯編  4.3  偽指令  4.4  MCS-51系統(tǒng)典型程序設(shè)計(jì)    4.4.1  無符號(hào)數(shù)的排序    4.4.2  查表程序    4.4.3  數(shù)制轉(zhuǎn)換    4.4.4  N分支散轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì)    4.4.5  數(shù)字濾波程序  習(xí)題四第5章  中斷  5.1  中斷的概念    5.1.1  中斷的定義    5.1.2  中斷的作用  5.2  中斷系統(tǒng)    5.2.1  組成    5.2.2  中斷源    5.2.3  中斷控制    5.2.4  中斷響應(yīng)  5.3  中斷程序的設(shè)計(jì)    5.3.1  初始化程序    5.3.2  中斷服務(wù)程序    5.3.3  中斷程序舉例  5.4  外部中斷源的擴(kuò)展    5.4.1  利用“與”邏輯合并外部中斷信號(hào)    5.4.2  利用觸發(fā)器檢測外部中斷信號(hào)    5.4.3  利用異或門檢測外部中斷信號(hào)  5.5  用軟件模擬實(shí)現(xiàn)多優(yōu)先級(jí)  習(xí)題五第6章  定時(shí)器/計(jì)數(shù)器與串行接口  6.1  定時(shí)器與計(jì)數(shù)器    6.1.1  基本概念    6.1.2  MCS-5l單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器    6.1.3  52子系列單片機(jī)中的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2    6.1.4  定時(shí)器與計(jì)數(shù)器的應(yīng)用舉例    6.1.5  實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS12C887  6.2  串行通信的基本概念    6.2.1  串行傳輸方式    6.2.2  串行數(shù)據(jù)通信中的幾個(gè)問題  6.3  MCS-51單片機(jī)的串行接口    6.3.1  串行口的電路結(jié)構(gòu)    6.3.2  串行口的工作方式    6.3.3  串行口應(yīng)用舉例  習(xí)題六第7章  輸入/輸出口的擴(kuò)展  7.1  輸入/輸出口擴(kuò)展的地址分配  7.2  輸入/輸出常用接口TTL、CMOS電路    7.2.1  TTL電路擴(kuò)展并行輸出口    7.2.2  TTL電路擴(kuò)展并行輸入口    7.2.3  用串行移位寄存器方式擴(kuò)展并行接口  7.3  可編程輸入/輸出芯片    7.3.1  可編程并行接口芯片8255    7.3.2  帶有I/O接口和計(jì)數(shù)器的靜態(tài)RAM 8155  7.4  擴(kuò)展輸入/輸出接口的應(yīng)用    7.4.1  輸出接口的應(yīng)用    7.4.2  輸入接口的應(yīng)用    7.4.3  輸入/輸出接口的組合應(yīng)用  習(xí)題七第8章  新型MCS-51兼容單片機(jī)  8.1  概述  8.2  AT89系列單片機(jī)    8.2.1  AT89系列單片機(jī)簡介    8.2.2  AT89C2051/4051單片機(jī)    8.2.3  AT89$51/52單片機(jī)  8.3  Winbond系列單片機(jī)  8.4  NXP 80C51系列單片機(jī)    8.4.1  概述    8.4.2  P89V51RB2/RC2/RD2系列單片機(jī)    8.4.3  P8xC5xx系列單片機(jī)    8.4.4  LPC700和LPC900系列單片機(jī)  8.5  Cygnal公司的C8051F單片機(jī)    8.5.1  概述    8.5.2  C8051F系列單片機(jī)產(chǎn)品    8.5.3  SoC產(chǎn)品及其發(fā)展趨勢  習(xí)題八附錄A  MCS-51指令表附錄B  MCS-51指令矩陣表（匯編/反匯編表）附錄C  圖形符號(hào)對(duì)照表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1 概述1.1.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展電子計(jì)算機(jī)是一種能自動(dòng)、高速、準(zhǔn)確地對(duì)各種信息進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，并能進(jìn)行算術(shù)與邏輯運(yùn)算的電子設(shè)備。電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生標(biāo)志著人類文明進(jìn)入了一個(gè)嶄新的歷史階段，并在人類發(fā)展史上引起了一場深刻的工業(yè)革命。我們通常把以電子管及其電路為技術(shù)基礎(chǔ)而構(gòu)成的計(jì)算機(jī)稱為第一代計(jì)算機(jī)（1946-1958年）；第二代計(jì)算機(jī)為晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代（1958-1964年）；第三代計(jì)算機(jī)是以集成電路為主的計(jì)算機(jī)時(shí)代（1964-1971年），這時(shí)計(jì)算機(jī)的邏輯元件已開始采用小規(guī)模與中規(guī)模的集成電路（Small Scale Integration or Middle Scale Integration，簡稱SSl或MSI）；第四代計(jì)算機(jī)是大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路（Large Scale Integration and Very Large Scale Integration，簡稱LSl或VLSI）計(jì)算機(jī)（1971年以后），它是在單片硅片上集成了一千至幾千萬以上個(gè)晶體管的集成電路。目前，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)已從早期的數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理發(fā)展到當(dāng)今進(jìn)行知識(shí)處理的人工智能階段，它不僅可以處理文字、字符、圖形、圖像信息，而且還可以處理音頻、視頻等信息，并正向智能，多媒體計(jì)算機(jī)方向發(fā)展。

編輯推薦

《單片微型計(jì)算機(jī)原理》的編寫意圖是將單片微機(jī)和微機(jī)原理結(jié)合起來，使得從來沒有學(xué)過計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)的讀者也能較為順利地閱讀《單片微型計(jì)算機(jī)原理》，在學(xué)習(xí)單片微機(jī)的同時(shí)，也可掌握一些計(jì)算機(jī)的硬件知識(shí)。在我國單片微機(jī)技術(shù)受到重視是在20世紀(jì)80年代中期，從那時(shí)起各高等院校相繼開設(shè)了單片微機(jī)課程，但該課程往往安排在微機(jī)原理以后。因此學(xué)生進(jìn)入單片微機(jī)領(lǐng)域往往需要學(xué)習(xí)兩門課程（微機(jī)原理、單片微機(jī)）。《單片微型計(jì)算機(jī)原理》在重點(diǎn)介紹Intel MCS-51單片微機(jī)的同時(shí)，還介紹了一些近年來新推出的新穎單片微型計(jì)算機(jī)，以拓寬讀者的視野。書中介紹了大量的應(yīng)用實(shí)例，供讀者參考。

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