微控制器原理與應用實驗教程

前言

作為最典型、最廣泛和最普及的現代電子系統(tǒng)的基本核心，微控制器（單片機）已成為電氣工程師和各行各業(yè)的技術人員實現檢測和控制的有力工具。對微控制器原理與應用來說，讀書是學習，使用則是更重要的學習，邊學邊用是最好和最快捷的學習方法；只有理論和實踐相結合，打下學以致用的堅實基礎，才能在飛速發(fā)展的MCU繽紛世界中，根據今后的各種不同需要繼續(xù)深入學習與靈活應用，既不至于無所適從，又不拘泥于某一特定的機種。本書選擇MCS-51、Hc08和PIc這三種最有代表性的微控制器系列為典型，從它們的集成開發(fā)環(huán)境與應用開始，提供了匯編語言和C語言的實驗范例；介紹了多種擴展電路、外接器件、顯示和輸出控制等基礎實驗、數據傳輸實驗及其相關模塊；以貼近生活的智能家居為主題、嵌入式系統(tǒng)的設計調試為手段，給出了多個設計性、綜合性系列實驗的參考場景和流程。編者期望讀者帶著探索的愿望和激情，插上想象和創(chuàng)造的翅膀，在提出問題、自己動手解決問題的過程中，學會如何學習；用微控制器講出你的創(chuàng)意，采摘到獨出心裁、有聲有色的實驗成果；使自己沿著知識-思路-方法-能力-素質的層次不斷提高，成為能夠進行抽象思維和利用科學知識高水準解決問題的創(chuàng)造型工程師，成為我們國家依靠發(fā)明和創(chuàng)新來參與世界市場競爭的重要的、不可替代的人力資源，而不僅僅是具有理工科的基本知識來應付考試，卻沒有經驗和能力利用這些知識解決復雜問題的文憑獲得者。多年來，周立功、張有德、馬忠梅、李學海、白中英、何立民、胡漢才、金炯泰和劉慧銀等教授在微控制器實驗和實踐的教育園地里辛勤耕耘，本書多處引用了他們的研究成果，謹在此表示衷心的感謝。本書依托的DP-01多Mcu實驗平臺由同濟大學電子與信息工程學院和廣州周立功單片機發(fā)展有限公司、微芯科技咨詢（上海）有限公司、飛思卡爾半導體（中國）有限公司上海分公司和高拓微電子技術有限公司共同研發(fā)，曾成奇、劉暉、張明峰、魏敏、吳健、吳成剛、夏成君和張元南等各方人士提供了重要幫助，謹在此表示誠摯的謝意。

內容概要

本書選擇MCS-51、HC08和PIC這三種最有代表性的微控制器(單片機)系列為典型，從它們的集成開發(fā)環(huán)境與應用開始，提供了匯編語言和C語言的實驗范例；介紹了多種擴展電路、外接器件、顯示和輸出控制等基礎實驗、數據傳輸實驗及其相關模塊；以貼近生活的智能家居為主題、嵌入式系統(tǒng)的設計調試為手段，給出了多個設計性、綜合性系列實驗的參考場景和流程，引導讀者帶著探索的愿望和激情，在提出問題、自己動手解決問題的過程中，用微控制器講出你的創(chuàng)意，采摘到獨出心裁、有聲有色的實驗成果。    本書可作為普通高等院校電子信息、自動化、電氣工程、機電一體化等專業(yè)本科生的教材，也可供相關專業(yè)的工程技術人員參考。

書籍目錄

前言第1章  DP-01多MCU實驗平臺的功能與使用  1.1  DP-01多MCU實驗平臺布局與模塊    1.1.1  DP-01多MCU實驗平臺布局    1.1.2  DP-01多MCU實驗平臺功能模塊  1.2  MCU模塊與接口模塊    1.2.1  MCS-51系列MCU模塊A1    1.2.2  HC08系列MCU模塊E1    1.2.3  PIC系列MCU模塊F1    1.2.4  接口模塊A2與多種MCU的連接第2章  多MCU實驗平臺開發(fā)環(huán)境  2.1  嵌入式開發(fā)和模塊化程序結構設計    2.1.1  嵌入式開發(fā)的特點    2.1.2  模塊化程序結構設計  2.2  Keil C51集成開發(fā)環(huán)境    2.2.1  Keil C51簡介    2.2.2  創(chuàng)建一個Keil C51工程    2.2.3  工程文件的編譯和鏈接    2.2.4  調試方法和技巧    2.2.5  程序的下載和運行  2.3  CodeWarrior集成開發(fā)環(huán)境    2.3.1  CodeWarriot簡介    2.3.2  創(chuàng)建一個CodeWarrior工程    2.3.3  工程文件的編譯和鏈接    2.3.4  調試方法和技巧    2.3.5  程序的下載和運行  2.4  MPLAB集成開發(fā)環(huán)境    2.4.1  MPLAB簡介    2.4.2  創(chuàng)建一個MPLAB工程    2.4.3  工程文件的編譯和鏈接    2.4.4  調試方法和技巧    2.4.5  程序的下載和運行  2.5  MCU的C語言    2.5.1  MCU使用C語言的共同點    2.5.2  MCU使用C語言的不同點    2.5.3  C語言開發(fā)實例第3章  匯編語言實驗  3.1  數據傳送    3.1.1  內部存儲器之間數據傳送    3.1.2  程序存儲器和內部RAM之間數據傳送    3.1.3  外部存儲器數據傳送  3.2  算術運算    3.2.1  三字節(jié)十進制加法    3.2.2  雙字節(jié)無符號數乘法    3.2.3  多字節(jié)無符號數除法    3.2.4  雙字節(jié)壓縮BCD碼(4位十進制數)轉換成十六進制    3.2.5  雙字節(jié)十六進制數轉換成十進制數  3.3  邏輯運算    3.3.1  壓縮BCD碼轉ASCII碼    3.3.2  I／O口邏輯運算  3.4  控制轉移    3.4.1  數據排序    3.4.2  字符串比較    3.4.3  數據分類  3.5  MCU初始化及中斷第4章  基礎實驗與相關模塊  4.1  擴展電路    4.1.1  3-8譯碼器74HC138    4.1.2  串行-并行轉換器74HC164和并行-串行轉換器74HC165    4.1.3  集成定時器555    4.1.4  運算放大器LM324    4.1.5  串行數模轉換器TLC5620和串行模數轉換器TLC549  4.2  輸出控制    4.2.1  LED控制    4.2.2  音調控制    4.2.3  PWM控制  4.3  顯示    4.3.1  16×16 LED點陣顯示    4.3.2  字符型液晶顯示    4.3.3  圖形液晶顯示  4.4  外接器件    4.4.1  繼電器    4.4.2  直流電動機    4.4.3  步進電動機    4.4.4  接觸式IC卡    4.4.5  非接觸式IC卡    4.4.6  語音錄放、存儲和SPI接口第5章  數據傳輸實驗與相關模塊  5.1  RS-232  5.2  RS-485  5.3  紅外收發(fā)  5.4  射頻收發(fā)與STR-36射頻模塊  5.5  單總線協(xié)議與數字溫度傳感器DSl8820  5.6  I2C  5.7  USB    5.7.1  USB1.1    5.7.2  USB2.0  5.8  CAN  5.9  TCP／IP第6章  設計性綜合性實驗  6.1  順序控制及其在門禁系統(tǒng)的應用  6.2  數字濾波及其在燈光子系統(tǒng)的應用  6.3  運動控制及其在調速子系統(tǒng)的應用  6.4  PID控制及其在溫度調節(jié)子系統(tǒng)的應用  6.5  模糊控制及其在智能終端子系統(tǒng)的應用  6.6  多種數據傳輸方式與總線在智能家居中的應用  6.7  網絡與各子系統(tǒng)的整合在智能家居中的應用參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：插圖：（1）全速運行。執(zhí)行此命令將全速運行用戶的應用程序。通常和斷點一起使用；若在程序的關鍵處已經設置了斷點，執(zhí)行此命令后程序將運行到該斷點處，且PC指針指向該程序行并等待其他命令。（2）單步跟蹤。精確控制程序的執(zhí)行，將執(zhí)行光標所指向的命令語句；如果這個命令行執(zhí)行的是函數調用，則會跳到函數或子程序里面，使用戶可以看到這個子程序里面包含的代碼。（3）單步運行。執(zhí)行當前光標所指向的命令語句；如果這個命令行執(zhí)行的是函數調用。該命令將一次執(zhí)行完這個函數，而不進入函數內部。（4）跳出函數。跳出當前的子程序。（5）運行到光標處。使程序執(zhí)行到代碼窗口中的當前光標位置，相當于把光標所在行作為一個臨時的斷點。（6）停止運行。在一個不確定的位置中止正在運行的程序。（7）復位CPU。將程序計數器置O；因為MCU的外部設備和SFR沒有進入復位狀態(tài)，這個復位命令并不等同于CPU的硬件復位。斷點設置命令，設置斷點，能幫助用戶分析程序的運行機制、程序中變量的變化狀況，提高工作效率。斷點的設置有多種方法，最簡單的是在該行語句前雙擊；在已設置了斷點的某行，再次雙擊將取消該斷點。斷點設置成功后，會在該行的行首出現紅色的斷點標志。

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