單片機(jī)原理與應(yīng)用及上機(jī)指導(dǎo)

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)廣泛滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，無時無處不在影響著現(xiàn)代人的生活。目前各大專院校相關(guān)專業(yè)都開設(shè)有單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)課程，同時這方面的書籍和教材也豐富多彩。然而目前這些書籍中很少有一本書包含單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)流程中所要用到的全部基礎(chǔ)知識。一本書不可能包含單片機(jī)方面的所有知識，但本書涵蓋了單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)從設(shè)計要求到系統(tǒng)完成這一過程中所要用的所有基礎(chǔ)知識。本書對單片機(jī)的基本概念、開發(fā)軟件、調(diào)試環(huán)境、系統(tǒng)設(shè)計流程以及相關(guān)方面的基礎(chǔ)知識和方法都做了全面、系統(tǒng)而又簡明的闡述，并給出了相關(guān)的設(shè)計實(shí)例。全書共分為13章。第1～4章介紹了單片機(jī)的一些基本知識：第5章介紹了采用C程序設(shè)計單片機(jī)系統(tǒng)；第6章介紹的是單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試方面的軟、硬件知識；第7～9章介紹了單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與接口技術(shù)；第10章介紹了單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)流程；第11～13章通過3個案例分別采用不同的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計方法介紹了單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)。本書精選了單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)的基本知識，較好地體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，其特點(diǎn)如下：注重基本概念、基本原理的講解，突出應(yīng)用性和實(shí)用性。強(qiáng)調(diào)教、學(xué)、做相結(jié)合。章節(jié)后面的上機(jī)指導(dǎo)與習(xí)題都緊扣本章節(jié)所講述的內(nèi)容，實(shí)用性很強(qiáng)。理論與實(shí)踐環(huán)環(huán)相扣，由淺入深，不斷遞進(jìn)。體系清晰。由計算機(jī)的結(jié)構(gòu)、微型計算機(jī)的應(yīng)用形態(tài)引出單片機(jī)的基本概念。內(nèi)容典型。目前單片機(jī)芯片的種類繁多，用于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的軟件工具也不少，本書從芯片、開發(fā)調(diào)試軟件到開發(fā)語言及給出的案例都非常具有代表性，芯片選擇使用最普遍的MCS.5 l系列的單片機(jī)作為教學(xué)芯片，采用匯編語言與C5l語言編程，有機(jī)地把匯編語言的靈活性和c5l語言的簡便性結(jié)合起來，調(diào)試軟件采用Keil軟件。在內(nèi)容選擇上不因難而刪、因易而立，用得上的一定要講，與實(shí)際應(yīng)用關(guān)系不密切或可以到實(shí)踐中去學(xué)的內(nèi)容則適當(dāng)省略。方便教學(xué)。每一章都有明確的教學(xué)提示與教學(xué)目標(biāo)、難點(diǎn)，語言簡練，便于教師和學(xué)生抓住重點(diǎn)。層次分明。本書是以單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)流程為主線進(jìn)行編寫的，以行動為導(dǎo)向，基于工作過程，由淺入深，由易到難，具有可持續(xù)發(fā)展的知識結(jié)構(gòu)。本書可以作為本科自動化、計算機(jī)、電子信息工程、通信工程、測控技術(shù)與儀器等專業(yè)的教材，也可以作為高職高專、成人高校和民辦高校同類專業(yè)的教材或工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的參考書。

內(nèi)容概要

本書作為高等職業(yè)院?；蛳鄳?yīng)層次的教學(xué)教材，在內(nèi)容編排上針對高職教學(xué)的特點(diǎn)，從基礎(chǔ)入手，深入淺出，循序漸進(jìn)。在敘述上重點(diǎn)突出，條理清晰，語言精練，通而不俗，便于知識點(diǎn)的理解和掌握?！　∪珪?3章，主要介紹了MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試方法及應(yīng)用案例。本書精選了單片機(jī)原理及應(yīng)用的基本知識，內(nèi)容包括MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、功能單元、C程序設(shè)計、開發(fā)調(diào)試環(huán)境、系統(tǒng)擴(kuò)展、外圍接口、串行接口和3個案例?！　”緯鴥?nèi)容覆蓋面廣，以技術(shù)應(yīng)用為主線，簡明扼要，淺顯易懂，便于自學(xué)。既可作為電氣、電工、電子類專業(yè)教材，也可供從事相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章　單片機(jī)基礎(chǔ)　　1.1　單片機(jī)概述　　　1.1.1　單片機(jī)的基本概念　　　1.1.2　單片機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用　　　1.1.3　單片機(jī)的發(fā)展概況　　　1.1.4　單片機(jī)的分類　　　1.1.5　單片機(jī)的發(fā)展方向　1.2　80C51系列簡介　1.3　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)概述　　習(xí)題　第2章　單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)和工作原理　　2.1　單片機(jī)的基本組成　　2.2　80C51單片機(jī)的引腳功能和結(jié)構(gòu)框圖　　2.3　80C51　CPU的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)　　2.4　存儲結(jié)構(gòu)和地址空間　　2.5　80C51單片機(jī)的工作方式　　習(xí)題　第3章　80C51單片機(jī)指令系統(tǒng)　　3.1　指令系統(tǒng)介紹　　　3.1.1　指令分類　　　3.1.2　指令格式　　　3.1.3　指令系統(tǒng)中使用的符號　　3.2　尋址方式和尋址空間　　　3.2.1　寄存器尋址　　　3.2.2　直接尋址　　　3.2.3　寄存器間接尋址　　　3.2.4　立即尋址　　　3.2.5　變址間接尋址　　　3.2.6　相對尋址　　　3.2.7　位尋址　　3.3　指令系統(tǒng)　　　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)算類指令　　　3.3.4　控制轉(zhuǎn)移類指令　　　3.3.5　MCS-51位(布爾)操作指令　　3.4　偽指令　　3.5　上機(jī)指導(dǎo)：編寫并調(diào)試數(shù)據(jù)傳送程序　　習(xí)題　第4章　80C51單片機(jī)的功能單元　　4.1　并行I/O口　　　4.1.1　P0口　　　4.1.2　P1口　　　4.1.3　P2口　　　4.1.4　P3口　　4.2　定時器/計數(shù)器　　　4.2.1　概述　　　4.2.2　定時器/計數(shù)器T0、T1　　　4.2.3　定時器/計數(shù)器T2　　　4.2.4　定時器/計數(shù)器的編程和使用　　4.3　串行接口　　　4.3.1　基本概念　　　4.3.2　80C51串行接口　　4.4　中斷系統(tǒng)　　　4.4.1　中斷、中斷源和中斷優(yōu)先級　　　4.4.2　中斷的控制和操作　　　4.4.3　中斷的響應(yīng)過程和中斷矢量地址　　4.5　上機(jī)指導(dǎo)：程序控制點(diǎn)亮發(fā)光二極管　　習(xí)題　　……第5章　51系列單片機(jī)C程序設(shè)計第6章　開發(fā)調(diào)試環(huán)境第7章　80C51單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展第8章　單片機(jī)的典型外圍接口技術(shù)第9章　串行通信及接口第10章　使用單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)第11章　單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計第12章　單片機(jī)實(shí)現(xiàn)語音錄放第13章　電子萬年歷制作附錄參考答案

章節(jié)摘錄

插圖：另外，也可以采用屏蔽保護(hù)，屏蔽可用來隔離空間輻射。對噪聲特別大的部件（如變頻電源、開關(guān)電源）可以用金屬盒罩起來以減少噪聲源對單片機(jī)的干擾，對容易受干擾的部分，可以增加屏蔽罩并接地，使干擾信號被短路接地。2.軟件抗干擾常用方法盡管以上采取了硬件抗干擾措施，但由于干擾信號產(chǎn)生的原因錯綜復(fù)雜，且具有很大的隨機(jī)性，很難保證系統(tǒng)完全不受干擾。因此，往往在硬件抗干擾措施的基礎(chǔ)上，采取軟件抗干擾技術(shù)加以補(bǔ)充，作為硬件措施的輔助手段。軟件抗干擾方法具有簡單、靈活方便、耗費(fèi)低等特點(diǎn)，在單片機(jī)系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，軟件抗干擾的常用方法有數(shù)字濾波方法、輸入信號重復(fù)檢測法、輸出端口數(shù)據(jù)刷新法、指令冗余法及軟件陷阱技術(shù)等，這部分內(nèi)容將在下一節(jié)重點(diǎn)介紹。（1）數(shù)字濾波方法數(shù)字濾波是在對模擬信號多次采樣的基礎(chǔ)上，通過軟件算法提取最逼近真值數(shù)據(jù)的過程。數(shù)字濾波的算法靈活，可選擇權(quán)限參數(shù)，其效果往往是硬件濾波電路無法達(dá)到的。（2）輸入信號重復(fù)檢測方法輸入信號的干擾是疊加在有效電平信號上的一系列離散尖脈沖，作用時間很短。當(dāng)控制系統(tǒng)存在輸入干擾，又不能用硬件加以有效抑制時，可用軟件重復(fù)檢測的方法，達(dá)到“去偽存真”的目的，直到連續(xù)兩次或連續(xù)兩次以上的采集結(jié)果完全一致時方為有效。若信號總是變化不定，在達(dá)到最高次數(shù)限額時，則可給出報警信號。對于來自各類開關(guān)型傳感器的信號，如限位開關(guān)、行程開關(guān)、操作按鈕等，都可采用這種輸入方式。如果在連續(xù)采集數(shù)據(jù)之間插入延時，則能夠?qū)馆^寬的干擾。（3）輸出端口數(shù)據(jù)刷新方法開關(guān)量輸出軟件抗干擾設(shè)計，主要是采取重復(fù)輸出的方法，這是一種提高輸出接口抗干擾性能的有效措施。對于那些用鎖存器輸出的控制信號，這些措施很有必要。在盡可能短的周期內(nèi)，將數(shù)據(jù)重復(fù)輸出，受干擾影響的設(shè)備在還沒有來得及響應(yīng)時，正確的信息又到來，這樣就可以及時防止誤動作的產(chǎn)生。在程序結(jié)構(gòu)的安排上，可為輸出數(shù)據(jù)建立一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在程序的周期性循環(huán)體內(nèi)將數(shù)據(jù)輸出。對于增量控制型設(shè)備不能這樣重復(fù)送數(shù)，只有通過檢測通道，從設(shè)備的反饋信息中判斷數(shù)據(jù)傳輸?shù)谜_與否。

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