單片機(jī)原理及應(yīng)用

前言

　　隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，單片機(jī)技術(shù)已成為當(dāng)代電子技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)亮點(diǎn)，是電子類(lèi)工作者必須掌握的基本專(zhuān)業(yè)技術(shù)之一?！　榱吮阌谧x者學(xué)習(xí)，本書(shū)在教學(xué)內(nèi)容安排上分為三個(gè)階段：起步階段、提高階段和綜合階段，分別對(duì)應(yīng)于單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、單片機(jī)系統(tǒng)知識(shí)和單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。由于單片機(jī)技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的、綜合的、技術(shù)更新很快的實(shí)用技術(shù)，因此要真正掌握單片機(jī)技術(shù)，除了掌握書(shū)本上的內(nèi)容外，在學(xué)習(xí)中還要重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，重視與單片機(jī)技術(shù)有關(guān)的知識(shí)的融合，重視新技術(shù)的發(fā)展，重視自身科研能力的培養(yǎng)?！　”緯?shū)可作為高等院校信息工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)化、電氣工程和機(jī)電等專(zhuān)業(yè)的教材，也可供有關(guān)技術(shù)培訓(xùn)及工程技術(shù)人員用作自學(xué)參考書(shū)?！　”緯?shū)分為7章，以AT89S5l為例，介紹了51系列單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)，匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，系統(tǒng)擴(kuò)展和接口技術(shù)，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)及單片機(jī)新技術(shù)?！　”緯?shū)第1、3章由西安科技大學(xué)柴鈺編寫(xiě)，第2、4章由寶雞文理學(xué)院雷金莉編寫(xiě)，第5章由西安科技大學(xué)楊良煜編寫(xiě)，第6章由西安科技大學(xué)黃向東編寫(xiě)，第7章由西安科技大學(xué)宋先文編寫(xiě)。全書(shū)由柴鈺統(tǒng)稿?！　≡诒緯?shū)編寫(xiě)過(guò)程中，得到了西安科技大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院、通信學(xué)院、計(jì)算機(jī)學(xué)院和教務(wù)處的領(lǐng)導(dǎo)及老師的大力支持，并得到了西安電子科技大學(xué)趙建教授和西安電子科技大學(xué)出版社臧延新老師的熱情幫助，在此表示衷心的感謝。本書(shū)能夠順利完成還得益于許多優(yōu)秀的教材和資料，從中我們得到了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和啟示（特別是從網(wǎng)絡(luò)上得到的資料，有些作者無(wú)法核實(shí)），在此也對(duì)各位作者表示衷心的感謝。同時(shí)也要對(duì)筆者的學(xué)生張晶圓、李彥春、張奇、曹海虹、姜祥、崔童和武少輝等在收集資料和書(shū)稿整理過(guò)程中所做的工作表示衷心的感謝?！　∠抻谧髡咚胶徒?jīng)驗(yàn)，書(shū)中不足之處在所難免，希望使用本書(shū)的廣大讀者提出批評(píng)和律議。

內(nèi)容概要

　　《單片機(jī)原理及應(yīng)用》以AT89S51單片機(jī)為例，介紹了單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、基本原理以及小型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。全書(shū)共7章，內(nèi)容涉及單片機(jī)的發(fā)展及特點(diǎn)，單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理，單片機(jī)指令系統(tǒng)及程序設(shè)計(jì)，單片機(jī)的基本功能，單片機(jī)的擴(kuò)展技術(shù)，單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例以及與MCS．51兼容的高性能單片機(jī)C8051F040簡(jiǎn)介等。部分章節(jié)配有習(xí)題，以幫助讀者鞏固所學(xué)知識(shí)。附錄中還列出了常用的與單片機(jī)技術(shù)有關(guān)的網(wǎng)站名錄——為讀者提供了一個(gè)信息平臺(tái)，方便初學(xué)者查找資料、拓寬知識(shí)?！　　秵纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用》通俗易懂，理論與實(shí)踐結(jié)合緊密，既適合作為高等院校信息工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)化、電氣工程和機(jī)電等專(zhuān)業(yè)的教材，又可供有關(guān)技術(shù)培訓(xùn)及工程技術(shù)人員選作自學(xué)參考用書(shū)。　　《單片機(jī)原理及應(yīng)用》配有電子教案，需要者可與出版社聯(lián)系，免費(fèi)提供。

書(shū)籍目錄

第1章 單片機(jī)系統(tǒng)概述1.1 概述1.1.1 單片機(jī)及其發(fā)展1.1.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1.1.3 單片機(jī)的應(yīng)用1.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1.2.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)及組成1.2.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)1.2 13單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則1.3 單片機(jī)的學(xué)習(xí)方法習(xí)題1第2章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)2.1.MCS-51系列單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.1.1 MCS-51單片機(jī)系列2.1.2 MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能部件2.1.3 單片機(jī)外部引腳說(shuō)明2.2 中央處理器（CPU）2.2.1 運(yùn)算器2.2.2 控制器2.2.3 專(zhuān)用寄存器組2.3 存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)空間2.3.1 存儲(chǔ)器空間2.3.2 程序存儲(chǔ)器2.3.3 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2.3.4 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2.4 并行I／O口及其結(jié)構(gòu)2.4.1 P0口的結(jié)構(gòu)與功能2.4.2 P1口的結(jié)構(gòu)與功能2.4.3 P2口的結(jié)構(gòu)與功能2.4.4 P3口的結(jié)構(gòu)與功能2.4.5 I／O口的應(yīng)用特性2.5 時(shí)鐘電路與CPU時(shí)序2.5.1 時(shí)鐘電路2.5.2 CPU時(shí)序2.5.3 看門(mén)狗定時(shí)器（WDT）2.6 單片機(jī)的工作方式2.6.1 復(fù)位方式2.6.2 程序執(zhí)行方式2.6.3 單步執(zhí)行方式2.6.4.低功耗方式2.6.5 掉電保護(hù)方式2.6.6 Hash編程和校驗(yàn)方式習(xí)題2第3章 指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)的匯編語(yǔ)言與指令格式3.1.1 匯編語(yǔ)言3.1.2 匯編語(yǔ)言的指令格式3.1.3 匯編語(yǔ)言中常用符號(hào)約定3.2 單片機(jī)的指令尋址方式3.2.1 立即數(shù)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 單片機(jī)的指令系統(tǒng)3.3.1 數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令3.3.2 算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令3.3.3 邏輯運(yùn)算類(lèi)指令3.3.4 位操作類(lèi)指令3.3.5 控制轉(zhuǎn)移類(lèi)指令3.4 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)3.4.1 常用偽指令3.4.2 程序設(shè)計(jì)方法3.4.3 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)舉例習(xí)題3第4章 中斷、定時(shí)與串行通信4.1 中斷系統(tǒng)4.1.1 中斷的概念4.1.2 MCS-51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)4.1.3 中斷處理過(guò)程4.1.4 中斷請(qǐng)求的撤除4.1.5 中斷應(yīng)用舉例4.2 定時(shí)，計(jì)數(shù)器4.2.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理4.2.2 定時(shí)／計(jì)數(shù)器的工作方式及控制器4.2.3 定時(shí)／計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例4.3 串行通信及其接口4.3.1 串行通信的基礎(chǔ)知識(shí)4.3.2 MCS.5 1單片機(jī)的串行通信接口及其工作方式4.3.3 串行通信應(yīng)用舉例習(xí)題4第5章 單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展及接口技術(shù)5.1 系統(tǒng)擴(kuò)展概述5.1.1 最小應(yīng)用系統(tǒng)5.1.2 系統(tǒng)擴(kuò)展的內(nèi)容與方法5.1.3 常用的擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介5.2 存儲(chǔ)器的擴(kuò)展5.2.1 存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述5.2.2 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展5.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展5.3 I／O接口技術(shù)概述5.3.1 I／O接口電路的作用5.3.2 接口與端口5.3.3 I／O的編址方式5.3.4.I／O的傳送方式5.4 可編程并行I／O接口芯片8255A5.4.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳5.4.2 8255A的工作方式5.4.3 8255A的控制字及初始化5.4.4 8255A與系統(tǒng)的連接方法5.5 A／D轉(zhuǎn)換器接口5.5.1 A／D轉(zhuǎn)換器概述5.5.2 ADC0809及其與系統(tǒng)的連接5.6 D／A轉(zhuǎn)換器接口5.6.1 D／A轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)5.6.2 DAC0832及其與系統(tǒng)的連接5.7 應(yīng)用舉例5.7.1 8255A應(yīng)用舉例5.7.2 A／D應(yīng)用舉例5.7.3 D／A應(yīng)用舉例5.7.4 集成溫度傳感器及其應(yīng)用示例5.7.5 液晶顯示模塊及其應(yīng)用示例習(xí)題5第6章 高性能單片機(jī)C8051F0406.1 簡(jiǎn)介6.1.1 CIP-51處理器特性6.1.2 存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)6.1.3 中斷系統(tǒng)6.1.4 電源管理模式6.1.5 CIP.5 1寄存器6.2 片內(nèi)模，數(shù)轉(zhuǎn)換器6.2.1 12位模／數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC06.2.2 8位模／數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC26.3 12位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC6.4 比較器6.5 復(fù)位及晶振6.5.1 RESET復(fù)位源6.5.2 振蕩器6.6 輸入/輸出端口6.6.1 P0～P3交叉開(kāi)關(guān)配置6.6.2 I／O端口配置6.6.3 I／O端口寄存器6.7 總線及通信6.7.1 CAN總線6.7.2 SMBus總線6.7.3 SPI總線6.7.4 UART0串行通信6.7.5 UART1串行通信6.8 定時(shí)器6.9 JTAG調(diào)試和邊界掃描6.10 C8051F040最小系統(tǒng)板簡(jiǎn)介及應(yīng)用實(shí)例6.10.1 C8051F040開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介6.10.2 開(kāi)發(fā)應(yīng)用實(shí)例第7章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例1——無(wú)功功率補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)7.1.1 需求分析7.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.1.3 硬件電路原理圖及PCB設(shè)計(jì)7.1.4 系統(tǒng)調(diào)試7.1.5 文檔編制7.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2——風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變流器控制器設(shè)計(jì)7.2.1 需求分析7.2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.2.3 硬件電路原理圖及PCB設(shè)計(jì)7.2.4 系統(tǒng)調(diào)試7.2.5 文檔編制7.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例3——食堂售飯射頻卡收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.3.1 需求分析7.3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.3.3 硬件電路原理圖及PCB設(shè)計(jì)7.3.4 系統(tǒng)調(diào)試7.3.5 文檔編制附錄Ⅰ ASCII碼與控制字符功能和單片機(jī)指令表Ⅰ.1 ASCII碼與控制字符功能Ⅰ.2 單片機(jī)指令表附錄Ⅱ 單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介附錄Ⅲ 部分單片機(jī)資料查找網(wǎng)站名錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 單片機(jī)系統(tǒng)概述　　本章主要介紹了有關(guān)單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括單片機(jī)的概念以及單片機(jī)的發(fā)展、單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及過(guò)程，并對(duì)如何學(xué)習(xí)單片機(jī)提出了一些有益的建議。本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)就是要掌握好單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的興趣，為后面的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。　　1.1 概述　　單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制功能強(qiáng)、可靠性高、性能價(jià)格比高、易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使得其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，在通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過(guò)程控制和專(zhuān)用控制裝置等領(lǐng)域都有它的身影。然而單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計(jì)思想，是控制技術(shù)的一次革命，是一座重要的里程碑。　　1.1.1 單片機(jī)及其發(fā)展　　單片機(jī)全稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer），簡(jiǎn)稱(chēng)SCM，又稱(chēng)微控制器（Microcontroller Uint，MCU）或嵌入式控制器（Embedded Controller）。在單片機(jī)誕生時(shí)，SCM是一個(gè)準(zhǔn)確的稱(chēng)謂。單片機(jī)是相對(duì)于單板機(jī)而言的，是指將CPU、并行I/0接口、定時(shí)／計(jì)數(shù)器、RAM、ROM等功能部件集成在一塊芯片上的計(jì)算機(jī)。隨著SCM在技術(shù)上、體系結(jié)構(gòu)上不斷擴(kuò)展，所集成的部件越來(lái)越多，能完成的控制功能越來(lái)越豐富，單片機(jī)的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了。國(guó)際上逐漸采用“MCU”來(lái)代替單片機(jī)這一稱(chēng)謂，形成了業(yè)界公認(rèn)的、最終統(tǒng)一的名詞?！　　?/pre>








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