單片機原理與應用基礎

前言

21世紀是科技更新、譴求卓越發(fā)展的時代。各專業(yè)領域分工越來越細致的同時，又要求從業(yè)人員的眼光和技術知識不能只局限于單一領域，跨行業(yè)的應用已司空見慣，尤其是電子技術應用領域，各種新老器件層出不窮，應用的時候做出正確的選擇對于技術人員是很重要的。因而掌握一些應用面廣的器件成為必不可少的學習環(huán)節(jié)。單片機以其極高的可靠性、微型性和智能性，早已成為工業(yè)控制領域中普遍采用的智能化控制工具，同時隨著技術人員的不斷探索與研究，已經(jīng)將其深深地應用到了我們的日常生活當中——小到玩具、家電行業(yè)，大到車載、艦船電子系統(tǒng)，遍及計量測試、工業(yè)過程控制、機械電子、金融電子、商用電子、辦公自動化、工業(yè)機器人、軍事、航空航天等領域都可見到單片機的身影。隨著微控制技術的進一步發(fā)展，單片機必將在更廣泛的領域里獲得應用。單片機本身也在不斷地發(fā)展，有更多的新產(chǎn)品供我們選用。掌握單片機應用技術已經(jīng)成為當代電子類專業(yè)學生必備的知識技能，為此我們組織多名講授單片機技術與應用的老師，編寫了這本適合在校學生使用的《單片機原理與應用基礎》教程。本教材以培養(yǎng)能力、突出實用為基本出發(fā)點，在介紹單片機基本原理的基礎上，重點講解基本概念、基本知識點和如何正確使用，以夠用、必需為宗旨，結合不同的實例，以實用技術為主線，詳細介紹單片機的原理和應用。本教材包括6章，從三個方面來介紹單片機的應用。首先介紹單片機的基本結構和操作指令；其次介紹單片機的基本用法；最后介紹單片機開發(fā)時常用的仿真軟件。本書是在清華大學出版社《應用型本科計算機系列教材》編委會的統(tǒng)一部署下，并在出版社計算機事業(yè)部的指導下完成的。第1章和第2章由郭迅老師編寫，郭迅老師還負責起草編寫大綱和編寫規(guī)范；第3章和第5章的5.4、5.5節(jié)由陳駿蓮老師編寫，陳駿蓮老師還負責對全書統(tǒng)稿；第4章及第5章的其余部分由倪云峰老師編寫，倪云峰老師還對教材實驗進行了驗證；第6章由惠燕老師編寫，惠燕老師還制作了相應章節(jié)的電子課件；全書由尹德臣老師審核。本教材在編寫過程中，得到了西安工業(yè)大學計算機學院王中生、劉白林教授的指導和審核，得到了許多大學基礎課部、高職院校老師的指導和審閱，他們提出了許多寶貴意見，對于他們的關心、幫助和支持，作者表示十分感謝！

內(nèi)容概要

本書是一本介紹MCS-51單片機基本原理和應用技術的教材，本教材是按照教育部關于應用型本科計算機專業(yè)多媒體課程基本要求，并結合當前的發(fā)展狀況而編寫的。內(nèi)容包括MCS-51單片機的結構和原理、匯編指令、中斷、定時器及串口系統(tǒng)、單片機系統(tǒng)擴展、并行I/O接口技術的應用和仿真調試等。    本書內(nèi)容翔實、淺顯易懂、圖文并茂。將理論教學與實例講解相結合，將重點放在基礎知識的學習和基本應用技能的培養(yǎng)上，在每章的后面都有思考題。    本書可以作為高等學校、高等學院、各類技術院校在校學生的教材，也適合作為自學單片機的教材。

書籍目錄

第1章 MCS-51單片機的結構和原理　1.1 典型單片機概述　　1.1.1 單片機的基本概念　　1.1.2 單片機發(fā)展歷史　1.2 51單片機的結構及引腳功能　　1.2.1 AT89S51單片機結構　　1.2.2 單片機內(nèi)部模塊功能　　1.2.3 單片機外部引腳功能　1.3 存儲器　　1.3.1 存儲器原理　　1.3.2 存儲器的分類　　1.3.3 51單片機存儲器結構　　1.3.4 MCS-51的堆棧操作　1.4 51單片機的工作方式　　1.4.1 振蕩器和時鐘電路　　1.4.2 復位工作方式　　1.4.3 程序執(zhí)行方式　　1.4.4 單步執(zhí)行方式　　1.4.5 掉電和節(jié)電方式　　1.4.6 Flash閃速存儲器的編程　1.5 CPU時序　　1.5.1 基本概念介紹　　1.5.2 CPU的時序　1.6 并行輸入／輸出端口　　1.6.1 P0口　　1.6.2 P1口　　1.6.3 P2口　　1.6.4 P3口　思考題第2章 MCS-51指令系統(tǒng)　2.1 概述　　2.1.1 MCS-51匯編語言指令的格式　　2.1.2 尋址方式　2.2 數(shù)據(jù)傳送類指令　　2.2.1 一般數(shù)據(jù)傳送指令　　2.2.2 棧操作指令　　2.2.3 數(shù)據(jù)交換指令　　2.2.4 外部數(shù)據(jù)傳送指令　2.3 算術運算類指令　　2.3.1 加法類指令　　2.3.2 減法類指令　　2.3.3 乘法指令　　2.3.4 除法指令　2.4 邏輯運算類指令　　2.4.1 邏輯移位指令　　2.4.2 邏輯運算指令　2.5 控制轉移類指令　　2.5.1 無條件轉移指令　　2.5.2 條件轉移指令　　2.5.3 子程序調用和返回指令　　2.5.4 空操作指令　2.6 位操作指令　　2.6.1 位傳送指令　　2.6.2 位置1和清零指令　　2.6.3 位邏輯運算指令　　2.6.4 位條件轉移指令　2.7 MCS-51的匯編程序設計基本方法　　2.7.1 偽指令　　2.7.2 匯編語言程序設計基礎　思考題第3章 中斷、定時器及串行接口系統(tǒng)　3.1 中斷系統(tǒng)　　3.1.1 中斷的概念　　3.1.2 單片機的中斷系統(tǒng)　　3.1.3 中斷響應　　3.1.4 中斷應用　……第4章 MCS-51單片機系統(tǒng)擴展第5章 并行I/O接口技術的應用第6章 集成開展調試環(huán)境附錄A 匯編指令全表附錄B 部分思考題參考答案附錄C ISP下載線制作參考電路圖參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 MCS-51單片機的結構和原理1.1 典型單片機概述1.1.1 單片機的基本概念單片微型控制器（Singe-ChipMicrocontroller），俗稱單片機，是一種集成了微處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM）、定時器／計數(shù)器、輸入輸出接口（I／O口）等多功能部件的超大規(guī)模集成電路。單片機在發(fā)展之初主要應用于工業(yè)控制領域，后來由于其具有體積小、功能全、易開發(fā)的特點以及更多類型的單片機的出現(xiàn)，使得人們將其廣泛用于如玩具、家用電器、智能儀表、汽車電子系統(tǒng)、個人信息終端等電子產(chǎn)品中，實現(xiàn)控制功能，所以單片機也被稱為微控制器（Microcontro11erUnit，MCU）。單片機與我們生活已經(jīng)融為一體。單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成到復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣，同時也標志著計算機正式形成了通用計算機系統(tǒng)和嵌入式計算機系統(tǒng)兩大分支。單片機比專用處理器更適合應用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應用。從數(shù)字鬧鐘到電動牙刷和電動剃須刀；從車內(nèi)應用門鎖、停車傳感器、ABS，到行車途中的交通控制、雷達測速以及交通流量監(jiān)視器，以及手機、火災控制系統(tǒng)、煙霧報警器等應用，單片機發(fā)揮著越來越重要的作用。

編輯推薦

《單片機原理與應用基礎》是由清華大學出版社出版的。

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