單片機(jī)應(yīng)用與實(shí)踐指導(dǎo)

前言

單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低、可靠性高等特點(diǎn)，在許多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，特別是在工業(yè)控制、智能化儀器儀表、產(chǎn)品自動化、分布式控制系統(tǒng)中，單片機(jī)已取得了可喜的成果，其技術(shù)發(fā)展水平已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一，是產(chǎn)品更新?lián)Q代、發(fā)展新技術(shù)、改造老產(chǎn)品的主要手段。目前，在眾多的單片機(jī)產(chǎn)品中，MCS－51系列、MSP430系列、AVR系列的單片機(jī)仍然是主流機(jī)種。本書以MCS－51系列單片機(jī)以及MSP430、AVR系列單片機(jī)為主介紹單片機(jī)的原理、應(yīng)用和實(shí)踐指導(dǎo)，其特點(diǎn)是由淺入深，突出所選內(nèi)容的準(zhǔn)確性、典型性和實(shí)用性。本書內(nèi)容融入了作者多年教學(xué)、科研實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)與應(yīng)用實(shí)例，從應(yīng)用角度出發(fā)詳細(xì)介紹了單片機(jī)器件選型指南、C語言編程規(guī)則、中斷系統(tǒng)、串口技術(shù)、系統(tǒng)擴(kuò)展、接口電路、應(yīng)用系統(tǒng)和實(shí)踐指導(dǎo)等內(nèi)容。特別是實(shí)踐內(nèi)容，都是經(jīng)過作者精心設(shè)計(jì)、優(yōu)選出來的、對學(xué)習(xí)和掌握單片機(jī)具有指導(dǎo)性的實(shí)用例子。利用某些例子可以直接解決工作中的實(shí)際問題。編寫本書的主要目的除了用于單片機(jī)教學(xué)之外，還有就是要幫助那些從事智能儀器設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集板設(shè)計(jì)、自動化控制、數(shù)字通信和計(jì)算機(jī)接口編程的科技人員和其他電子技術(shù)愛好者盡快掌握單片機(jī)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。書中所選例子都是經(jīng)驗(yàn)證和使用過的，可直接應(yīng)用于新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)。

內(nèi)容概要

　　《單片機(jī)應(yīng)用與實(shí)踐指導(dǎo)》重點(diǎn)介紹了MCS-51、MSP430和AVR系列單片機(jī)的器件應(yīng)用選型指南、硬件資源、工作原理和實(shí)踐指導(dǎo)，并從應(yīng)用角度出發(fā)詳細(xì)介紹了三種單片機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)、C語言編程規(guī)則、中斷系統(tǒng)、串口技術(shù)、接口電路、系統(tǒng)擴(kuò)展和低功耗設(shè)計(jì)等內(nèi)容。實(shí)踐指導(dǎo)部分都是經(jīng)過作者精心設(shè)計(jì)、從科研工作與長期教學(xué)活動中優(yōu)選出來的、對學(xué)習(xí)和掌握單片機(jī)具有指導(dǎo)性的實(shí)驗(yàn)例子，包括基本實(shí)踐指導(dǎo)、綜合實(shí)踐指導(dǎo)和應(yīng)用系統(tǒng)等實(shí)例。利用某些實(shí)例可直接解決工作中的實(shí)際問題?！　　秵纹瑱C(jī)應(yīng)用與實(shí)踐指導(dǎo)》可作為高等院校計(jì)算機(jī)、自動化、電子信息和機(jī)電類專業(yè)的教材，也可作為從事智能儀器設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、自動控制、數(shù)字通信與計(jì)算機(jī)接口設(shè)計(jì)等工作的科技人員和廣大電子技術(shù)愛好者的參考書。

書籍目錄

第1章 概述 1.1 單片機(jī)的發(fā)展趨勢 1.2 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與應(yīng)用 1.2.1 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1.2.2 單片機(jī)的應(yīng)用 1.3 常用單片機(jī)系列簡介 1.4 單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與要點(diǎn) 1.5 單片機(jī)的學(xué)習(xí)方法 1.6 單片機(jī)開發(fā)技能的提高 第2章 典型單片機(jī)應(yīng)用選型指南 2.1 單片機(jī)的選擇方法 2.2 系列單片機(jī)介紹 2.3 系列單片機(jī)應(yīng)用選型指南 2.3.1 Atmel系列單片機(jī)選型 2.3.2 WinBond系列單片機(jī)選型 2.3.3 STC系列單片機(jī)選型 2.3.4 Philips系列單片機(jī)選型 2.3.5 C8051(Silicon Labs)系列單片機(jī)選型 2.3.6 μPSD3xx(ST)系列單片機(jī)選型 2.4 AVR系列單片機(jī)介紹 2.5 AVR系列單片機(jī)應(yīng)用選型指南 2.6 MSP430系列單片機(jī)介紹 2.7 MSP430系列單片機(jī)應(yīng)用選型指南 第3章 系列單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) 3.1 MCS-51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 3.1.1 單片機(jī)的基本組成 3.1.2 單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu) 3.1.3 單片機(jī)的I/O端口邏輯結(jié)構(gòu) 3.1.4 單片機(jī)的時鐘與復(fù)位電路 3.2 MCS-51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 3.2.1 中斷的概念 3.2.2 MCS-51中斷系統(tǒng) 3.2.3 中斷程序的設(shè)計(jì) 3.3 MCS-51單片機(jī)的定時器/計(jì)數(shù)器 3.3.1 定時器/計(jì)數(shù)器的工作原理 3.3.2 定時器/計(jì)數(shù)器所用到的寄存器 3.3.3 定時器/計(jì)數(shù)器的控制 3.4 MCS-51單片機(jī)的異步通信和 串行接口 3.4.1 單片機(jī)的異步通信 3.4.2 MCS-51的串行接口 3.4.3 RS232通信電平 3.5 單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展與接口技術(shù) 3.5.1 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展的原理 3.5.2 外部存儲器的擴(kuò)展 3.5.3 輸入/輸出接口的擴(kuò)展 3.5.4 鍵盤的接口技術(shù) 3.5.5 顯示器的接口技術(shù) 3.5.6 A/D轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù) 3.5.7 D/A轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù) 3.5.8 開關(guān)電路接口及光電耦合器接口 第4章 AVR系列單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) 4.1 AVR單片機(jī)ATmega64/128的性能與結(jié)構(gòu) 4.2 ATmega64/128的引腳功能與存儲器 4.3 ATmega64/128的系統(tǒng)管理 4.3.1 時鐘系統(tǒng)與復(fù)位 4.3.2 電源管理與睡眠模式 4.4 ATmega64/128的中斷系統(tǒng) 4.4.1 中斷向量 4.4.2 中斷資源描述 4.4.3 復(fù)位和中斷向量位置的確定 4.5 ATmega64/128的I/O端口與 外圍接口 4.5.1 ATmega64/128的I/O端口 4.5.2 總線擴(kuò)展 4.5.3 A/D轉(zhuǎn)換器接口與模擬比較器 4.6 ATmega64/128的定時器/計(jì)數(shù)器 4.6.1 8位定時器/計(jì)數(shù)器0(T/C0) 4.6.2 16位定時器/計(jì)數(shù)器1和3 4.6.3 看門狗定時器 4.7 ATmega64/128的通用串行接口 4.7.1 TWI(I2C)接口 4.7.2 USART串行接口 第5章 MSP430系列單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) 5.1 MSP430單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和寄存器資源 5.2 MSP430的存儲結(jié)構(gòu)和地址空間 5.3 MSP430的系統(tǒng)復(fù)位與中斷結(jié)構(gòu) 5.3.1 系統(tǒng)復(fù)位 5.3.2 中斷結(jié)構(gòu) 5.4 MSP430單片機(jī)的低功耗 5.5 MSP430單片機(jī)的時鐘系統(tǒng) 5.5.1 時鐘源 5.5.2 時鐘模塊寄存器設(shè)置 5.5.3 時鐘失效及安全操作 5.6 MSP430的通用I/O端口 5.6.1 I/O端口的主要功能 5.6.2 I/O端口的設(shè)置 5.7 MSP430的定時器 5.7.1 看門狗定時器 5.7.2 基本定時器 5.7.3 16位定時器A 5.7.4 16位定時器B 5.8 MSP430的比較器A 5.9 MSP430的串口通信 5.9.1 波特率的產(chǎn)生 5.9.2 MSP430的通用串行通信模塊的異步模式 5.10 MSP430的模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊 5.10.1 ADC12模/數(shù)轉(zhuǎn)換器 5.10.2 DAC12數(shù)/模轉(zhuǎn)換器 第6章 單片機(jī)的C語言程序設(shè)計(jì) 6.1 C51語言特點(diǎn) 6.2 C51的標(biāo)識符與關(guān)鍵字 6.3 C51程序設(shè)計(jì)的基本規(guī)則 6.3.1 數(shù)據(jù)類型與存儲模式 6.3.2 對硬件主要資源的定義 6.3.3 運(yùn)算符與表達(dá)式 6.4 基本語句 6.4.1 說明語句與表達(dá)式語句 6.4.2 復(fù)合語句 6.4.3 條件語句 6.4.4 開關(guān)與跳轉(zhuǎn)語句 6.4.5 循環(huán)語句 6.4.6 函數(shù)調(diào)用語句與返回語句 6.4.7 空語句 6.5 函數(shù) 6.5.1 函數(shù)的定義 6.5.2 函數(shù)的調(diào)用 6.5.3 main函數(shù) 6.5.4 C51中斷函數(shù) 6.5.5 C51庫函數(shù) 6.6 C51的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 6.6.1 數(shù)組 6.6.2 指針 6.6.3 結(jié)構(gòu) 6.7 預(yù)處理 6.7.1 文件包含指令 6.7.2 宏定義 6.7.3 條件編譯 6.7.4 其他預(yù)處理命令 6.8 AVR單片機(jī)的C程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 6.9 MSP430的C程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 6.9.1 IAR C430語言基礎(chǔ) 6.9.2 IAR C430的函數(shù) 第7章 單片機(jī)的實(shí)踐指導(dǎo) 7.1 基本實(shí)踐指導(dǎo) 7.1.1 流水燈功能的實(shí)現(xiàn)與編程實(shí)驗(yàn) 7.1.2 按鍵與數(shù)碼管靜態(tài)顯示實(shí)驗(yàn) 7.1.3 數(shù)碼管動態(tài)顯示實(shí)驗(yàn) 7.1.4 UART串行通信接口實(shí)驗(yàn) 7.1.5 A/D轉(zhuǎn)換器接口與編程實(shí)驗(yàn) 7.1.6 D/A轉(zhuǎn)換器接口與編程實(shí)驗(yàn) 7.1.7 I2C、SPI接口實(shí)驗(yàn) 7.1.8 數(shù)字鐘接口實(shí)驗(yàn) 7.1.9 微型打印機(jī)接口實(shí)驗(yàn) 7.1.10 簡易數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與編程實(shí)驗(yàn) 7.1.11 脈沖測寬電路與編程實(shí)驗(yàn) 7.1.12 溫度測量與控制實(shí)驗(yàn) 7.2 綜合實(shí)踐指導(dǎo) 7.2.1 XD2008單片機(jī)I/O串口實(shí)驗(yàn) 7.2.2 XD2008單片機(jī)點(diǎn)陣漢字顯示實(shí)驗(yàn) 7.2.3 XD2008單片機(jī)A/D、D/A綜合實(shí)驗(yàn) 7.2.4 XD2008單片機(jī)秒表、報(bào)警綜合實(shí)驗(yàn) 7.2.5 XD2008單片機(jī)溫度測量、通信綜合實(shí)驗(yàn) 7.3 應(yīng)用系統(tǒng) 7.3.1 GSM/GPRS無線通信模塊的典型應(yīng)用 7.3.2 高性能GPS模塊與單片機(jī)的典型應(yīng)用 附錄A 51系列單片機(jī)相關(guān)器件封裝 附錄B AVR系列單片機(jī)相關(guān)器件封裝 附錄C MSP430系列單片機(jī)相關(guān)器件封裝 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與硬件提供的支持（包括開發(fā)工具、手段、環(huán)境）和軟件技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)。如果應(yīng)用選擇先進(jìn)的硬件技術(shù)和好的硬件開發(fā)平臺，則不但可以獲得所需的性能，而且還能縮短開發(fā)周期、降低成本、提高可靠性。軟件的設(shè)計(jì)也離不開硬件的支持（特別是單片機(jī)的性能）。多功能的硬件可以提高軟件開發(fā)效率，保證軟件的質(zhì)量。而軟件設(shè)計(jì)技術(shù)和開發(fā)手段也可以充分發(fā)揮硬件的作用，提高系統(tǒng)的整體性能。在保證系統(tǒng)性能的前提下，單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要綜合考慮硬件和軟件的任務(wù)分工（包括考慮用硬件代替軟件，或用軟件置換硬件）。因此，硬件和軟件的協(xié)同設(shè)計(jì)在單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)中占有重要地位。在設(shè)計(jì)新的應(yīng)用系統(tǒng)時，要按需求的功能把硬件和軟件分成若干個模塊，對各個模塊采用“自頂向下”的順序分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試，最后將各模塊連接起來進(jìn)行總調(diào)。首先要進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，確定總體任務(wù)和功能。例如，系統(tǒng)是用于過程控制還是用于數(shù)據(jù)采集的處理，要求的精度如何；儀器輸入信號的類型、范圍如何；是否需要進(jìn)行隔離；儀器的輸出采用什么形式，是否需要進(jìn)行打印輸出；儀器是否需要具有通信功能，采用并行還是串行通信；儀器的成本應(yīng)控制在什么范圍之內(nèi)等等。另外還要對整臺系統(tǒng)裝置的結(jié)構(gòu)、外形、面板布置、使用環(huán)境等給予充分的考慮。在總體設(shè)計(jì)中要繪制出系統(tǒng)裝置的總圖及各功能模塊的流程圖，并擬定詳細(xì)的工作計(jì)劃。完成總體設(shè)計(jì)后，再根據(jù)這些計(jì)劃按流程圖對各部分硬件和軟件進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)是核心，因此在硬件設(shè)計(jì)時首先要考慮單片機(jī)的選擇，然后再確定與之配套的外圍芯片。在選擇單片機(jī)時，要考慮的因素有字長（即數(shù)據(jù)總線寬度）、尋址能力、指令功能、執(zhí)行速度、中斷能力以及市場對該種單片機(jī)的軟、硬件支持力度等。在充分考慮各種因素并正確選擇了單片機(jī)之后，還要進(jìn)行輸入和輸出接口及其他功能組件的設(shè)計(jì)。輸入／輸出接口是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，特別是智能化測控儀表與外部設(shè)備交換信息的通道，它包括A／D和D／A轉(zhuǎn)換接口、鍵盤顯示器接口、打印機(jī)接口以及各種通信接口等。在進(jìn)行上述各種接口設(shè)計(jì)過程中，要畫出詳細(xì)電路圖并進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，標(biāo)出各個芯片的型號、器件參數(shù)值，然后根據(jù)電路圖在試驗(yàn)板上進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不當(dāng)之處后隨時修改。調(diào)試成功之后再制作印刷電路板，因?yàn)樵谠囼?yàn)板上改動硬件設(shè)計(jì)比在印刷板上改動要容易得多。最后還應(yīng)指出，在硬件電路設(shè)計(jì)時還應(yīng)考慮系統(tǒng)的可維修性，即在電路上適當(dāng)增加若干故障檢查手段，如各種短路點(diǎn)及跳線等，這樣做雖然會增加一些成本，但可節(jié)省今后產(chǎn)品維修的費(fèi)用。

編輯推薦

《單片機(jī)應(yīng)用與實(shí)踐指導(dǎo)》由西安電子科技大學(xué)出版社出版。典型單片機(jī)應(yīng)用選型51系列單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)AVR系列單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)MSP430系列單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)單片機(jī)的C語言程序設(shè)計(jì)單片機(jī)的實(shí)踐指導(dǎo)從應(yīng)用角度介紹單片機(jī)知識精心設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容對解決實(shí)際問題具有指導(dǎo)性

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