單片機(jī)原理及應(yīng)用

前言

　　進(jìn)入21世紀(jì)，許多人不是在研究計(jì)算機(jī)便是在使用計(jì)算機(jī)。在這些人當(dāng)中，只有從事嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的人才真正地進(jìn)入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部軟、硬件體系中，才能真正領(lǐng)會(huì)計(jì)算機(jī)的智能化本質(zhì)并掌握智能化設(shè)計(jì)技術(shù)。從學(xué)習(xí)單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)入手是當(dāng)今培養(yǎng)計(jì)算機(jī)軟、硬件應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)人才的最經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、簡(jiǎn)便易行的途徑之一。　　單片機(jī)是一種面向控制的大規(guī)模集成電路芯片，已成為電子系統(tǒng)中最重要的智能化核心部件，是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支。目前，單片機(jī)技術(shù)在通信、電子信息、工業(yè)檢測(cè)控制、機(jī)電一體化、電力電子、智能儀器儀表、汽車電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其中MCS-51系列單片機(jī)以其特有的簡(jiǎn)單、易學(xué)、易用和高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)，占有單片機(jī)市場(chǎng)的大部分份額，MCS-51系列單片機(jī)是初學(xué)單片機(jī)的首選機(jī)型。為了幫助大中專學(xué)生和科技人員盡快掌握單片機(jī)的基本知識(shí)和編程方法，在應(yīng)用方面打下良好基礎(chǔ)，特編寫(xiě)本書(shū)作為教材和自學(xué)參考書(shū)?！　W(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用的意義絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益上，更重要的意義還在于單片機(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過(guò)軟件（編程序）方法實(shí)現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制系統(tǒng)“軟化”技術(shù)，稱之為微控制技術(shù)，微控制技術(shù)是一種全新的概念。單片機(jī)的應(yīng)用導(dǎo)致傳統(tǒng)控制技術(shù)發(fā)生了巨大變革。換而言之，單片機(jī)的應(yīng)用是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一場(chǎng)革命。因此，學(xué)習(xí)單片機(jī)的原理，掌握單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)，具有非常重要的意義?！　⒓颖緯?shū)編寫(xiě)的人員均為長(zhǎng)期從事單片機(jī)技術(shù)教學(xué)的一線教師，具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)這些教師均參加過(guò)智能化電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研制。本書(shū)以編者多年來(lái)從事單片機(jī)課程教學(xué)和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并參考的大量的同類書(shū)籍和的單片機(jī)發(fā)展的最新技術(shù)資料編寫(xiě)而成。具有如下特點(diǎn)：　　1、深入淺出。針對(duì)本門(mén)課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，突出例題的多角度講解，在不同的思路下給出編程例子?！　?、突出重點(diǎn)。針對(duì)多年來(lái)教學(xué)實(shí)踐中學(xué)生遇到的問(wèn)題和課外電子實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)生重點(diǎn)需要，在書(shū)中加以強(qiáng)調(diào)和突出，起到事半功倍的效果?！　?、強(qiáng)調(diào)編程思想和邏輯思維的訓(xùn)練。通過(guò)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可以說(shuō)較大一部分學(xué)生缺乏分析問(wèn)題能力和邏輯思維能力，需要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練，本書(shū)以這一點(diǎn)作為切入點(diǎn)，重點(diǎn)展開(kāi)?！　?、注重實(shí)際能力培養(yǎng)。單片機(jī)課程是一個(gè)和實(shí)踐密切相關(guān)的課程，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，在這方面本書(shū)注重硬件電路和軟件編程的結(jié)合，增加電子設(shè)計(jì)制作工具應(yīng)用的內(nèi)容。　　本書(shū)以MCS-51系列單片機(jī)為中心，介紹單片機(jī)原理及應(yīng)用。全書(shū)共分8章。第1章單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)；第2章單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)和工作原理；第3章單片機(jī)指令系統(tǒng)；第4章單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；第5章單片機(jī)中斷和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；第6章單片機(jī)串行接口；第7章單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展；第8章應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)例。全書(shū)具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，內(nèi)容選材精煉，論述簡(jiǎn)明，利于理解和自學(xué)?！　”緯?shū)由大連交通大學(xué)李桂林、馬馳、王新屏和張春光編著，其中李桂林負(fù)責(zé)編寫(xiě)第1章，第4章，第8章，并負(fù)責(zé)全書(shū)的組織和統(tǒng)稿，馬馳負(fù)責(zé)編寫(xiě)第2章，王新屏負(fù)責(zé)編寫(xiě)第3章，第5章，張春光負(fù)責(zé)編寫(xiě)第6章，第7章，陳少華參與了第8章部分實(shí)例的編寫(xiě)。張麗芳、宋時(shí)光、于毅、劉佳、劉揚(yáng)等整理了部分資料，在此表示感謝，同時(shí)對(duì)本書(shū)所用參考文獻(xiàn)的作者表示誠(chéng)摯的謝意?！　∮捎诰幷咚接邢蓿y免書(shū)中有錯(cuò)漏和不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正，以便不斷改進(jìn)。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)以MCS-51系列單片機(jī)為主要對(duì)象，全面介紹單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)擴(kuò)展和接口技術(shù)，重點(diǎn)闡述單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并給出大量應(yīng)用實(shí)例。全書(shū)結(jié)構(gòu)規(guī)范、系統(tǒng)性強(qiáng)、實(shí)例豐富，注重邏輯思維的培養(yǎng)，突出工程實(shí)踐和實(shí)際應(yīng)用，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、調(diào)試以及開(kāi)發(fā)工具的使用都進(jìn)行了深入的討論，并給出大量例題和多種解題思路，較好地體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。為了方便教學(xué)，本書(shū)配有電子課件。

書(shū)籍目錄

第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)
1.1 單片機(jī)概述
1.1.1 微型計(jì)算機(jī)和微處理器
1.1.2 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用形態(tài)
1.1.3 單片機(jī)和單片機(jī)系統(tǒng)
1.2 單片機(jī)的歷史和發(fā)展
1.2.1 單片機(jī)的歷史
1.2.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
1.3 單片機(jī)的分類和特點(diǎn)
1.3.1 單片機(jī)的分類
1.3.2 單片機(jī)的特點(diǎn)
1.4 典型單片機(jī)簡(jiǎn)介
1.4.1 MCS-51系列單片機(jī)
1.4.2 AT89系列單片機(jī)
1.4.3 PIC系列單片機(jī)
1.4.4 MSP430系列單片機(jī)
1.5 單片機(jī)的應(yīng)用
1.5.1 學(xué)習(xí)單片機(jī)的必要性
1.5.2 單片機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)
1.5.3 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域
1.6 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具
1.6.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程
1.6.2 單片機(jī)的開(kāi)發(fā)工具概述
第2章 單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)和工作原理
2.1 單片機(jī)的組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2.1.1 單片機(jī)的組成
2.1.2 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2.2 單片機(jī)外部引腳及功能
2.2.1 I/O端口
2.2.2 控制引腳
2.2.3 電源與晶振引腳
2.3 單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)
2.3.1 程序存儲(chǔ)器
2.3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器
2.3.3 特殊功能寄存器
2.4 單片機(jī)的I/O電路
2.5 單片機(jī)的時(shí)鐘電路和時(shí)序
2.5.1 時(shí)鐘電路
2.5.2 CPU時(shí)序
2.5.3 單片機(jī)的工作過(guò)程
2.6 單片機(jī)的工作方式
2.6.1 復(fù)位方式和復(fù)位電路
2.6.2 掉電工作方式
2.6.3 低功耗工作方式
思考與練習(xí)
第3章 單片機(jī)指令系統(tǒng)
3.1 指令系統(tǒng)概述
3.1.1 指令的表達(dá)形式
3.1.2 指令中的常用符號(hào)
3.2 MCS-51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(duì)尋址
3.2.7 位尋址
3.3 MCS-51指令系統(tǒng)
3.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令
3.3.2 算術(shù)運(yùn)算類指令
3.3.3 邏輯運(yùn)算類指令
3.3.4 控制轉(zhuǎn)移類指令
3.3.5 位操作類指令
思考與練習(xí)
第4章 單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)
4.1 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)概述
4.1.1 匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言
4.1.2 匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)
4.1.3 匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句格式
4.1.4 匯編語(yǔ)言程序框架
4.1.5 匯編語(yǔ)言的編輯和匯編
4.1.6 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法
4.2 偽指令
4.3 單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)形式
4.3.1 順序程序
4.3.2 分支程序
4.3.3 循環(huán)程序
4.4 子程序
4.5 MCS-51單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)舉例
思考與練習(xí)
第5章 單片機(jī)中斷和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器
5.1 概述
5.2 MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)
5.2.1 中斷系統(tǒng)的基本概念和基本結(jié)構(gòu)
5.2.2 中斷系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn)
5.2.3 中斷系統(tǒng)的處理過(guò)程
5.2.4 中斷系統(tǒng)應(yīng)用舉例
5.3 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器
5.3.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
5.3.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制與實(shí)現(xiàn)
5.3.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例
思考與練習(xí)
第6章 單片機(jī)串行口
6.1 串行通信的基本概念
6.1.1 串行通信的分類
6.1.2 串行通信的數(shù)據(jù)傳輸方式
6.2 MCS-51串行口的基本結(jié)構(gòu)
6.2.1 串行口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
6.2.2 串行口的控制寄存器
6.3 串行口的工作方式
6.4 串行口波特率的確定及串行口初始化
6.5 串行口的應(yīng)用
6.5.1 串行口方式0用作擴(kuò)展并行I/O口
6.5.2 雙機(jī)通信
6.5.3 多機(jī)通信
6.5.4 單片機(jī)與PC間的通信
思考與練習(xí)
第7章 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展
7.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)
7.1.1 80C51/89C51最小應(yīng)用系統(tǒng)
7.1.2 8031最小應(yīng)用系統(tǒng)
7.2 總線擴(kuò)展及編址
7.2.1 MCS-51單片機(jī)外總線結(jié)構(gòu)
7.2.2 MCS-51單片機(jī)的擴(kuò)展能力
7.3 存儲(chǔ)器的擴(kuò)展
7.3.1 地址譯碼方式
7.3.2 EPROM程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展
7.3.3 E2PROM程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展
7.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及其擴(kuò)展
7.5 I/O口的擴(kuò)展
7.5.1 簡(jiǎn)單I/O擴(kuò)展
7.5.2 8155接口芯片及應(yīng)用
7.5.3 鍵盤(pán)接口
7.5.4 LED顯示接口
7.5.5 A/D轉(zhuǎn)換器
7.5.6 D/A轉(zhuǎn)換器
思考與練習(xí)
第8章 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)例
8.1 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和過(guò)程
8.1.1 確定任務(wù)
8.1.2 總體設(shè)計(jì)
8.1.3 硬件設(shè)計(jì)
8.1.4 軟件設(shè)計(jì)
8.1.5 調(diào)試
8.1.6 程序固化和運(yùn)行
8.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)
8.2.1 硬件抗干擾措施
8.2.2 軟件抗干擾措施
8.3 實(shí)際應(yīng)用案例
8.3.1 汽車駕駛操縱信號(hào)燈單片機(jī)控制系統(tǒng)
8.3.2 高精度模擬信號(hào)采集和數(shù)值顯示器的設(shè)計(jì)
8.3.3 單片機(jī)順序控制
8.3.4 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
8.3.5 GPRS無(wú)線車載系統(tǒng)設(shè)計(jì)
思考與練習(xí)
附錄A ASCII表
附錄B MCS-51指令表
參考文獻(xiàn)

編輯推薦

李桂林和馬馳等編著的《單片機(jī)原理及應(yīng)用》以MCS-51系列單片機(jī)為中心，介紹單片機(jī)原理及應(yīng)用。全書(shū)共分8章。第1章單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)；第2章單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)和工作原理；第3章單片機(jī)指令系統(tǒng)；第4章單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；第5章單片機(jī)中斷和定時(shí)器，計(jì)數(shù)器；第6章單片機(jī)串行接口；第7章單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展：第8章應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)例。全書(shū)具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，內(nèi)容選材精煉，論述簡(jiǎn)明，利于理解和自學(xué)。

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