單片機(jī)原理及C51應(yīng)用

前言

　　1976年，Intel公司推出第一款8位單片機(jī)MCS一48，宣告了單片機(jī)時代的到來。短短幾十年里，單片機(jī)技術(shù)獲得了長足的發(fā)展，在越來越廣泛的領(lǐng)域內(nèi)大顯身手?！　‰S著科學(xué)技術(shù)的日新月異變化，單片機(jī)也從剛開始的8位單片機(jī)發(fā)展到16位、32位等諸多系列。其中，51系列單片機(jī)由于其靈活方便、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，在眾多制造廠商的支持下發(fā)展成為具有上百個品種的大家族。至今為止，其他任何一個單片機(jī)系列均未發(fā)展到如此的規(guī)模。　　采用單片機(jī)C51語言編程具有很多的優(yōu)越性。如果你不懂得單片機(jī)的指令集，也能夠編寫完美的單片機(jī)程序；無須懂得單片機(jī)的具體硬件，也能夠編出符合硬件實(shí)際的專業(yè)水平的程序；不同函數(shù)的數(shù)據(jù)實(shí)行覆蓋，有效利用片上有限的RAM空間；程序具有堅(jiān)固性：數(shù)據(jù)被破壞是導(dǎo)致程序運(yùn)行異常的重要因素，C語言對數(shù)據(jù)進(jìn)行了許多專業(yè)性的處理，避免了運(yùn)行中間非異步的破壞；C語言提供復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型（數(shù)組、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合、枚舉、指針等），極大地增強(qiáng)了程序處理能力和靈活性；提供auto、static、const等存儲類型和專門針對8051單片機(jī)的data、idata、pdata、xdata、code等存儲類型，自動為變量合理地分配地址；提供small、com-pact、large等編譯模式，以適應(yīng)片上存儲器的大??；中斷服務(wù)程序的現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)，中斷向量表的填寫，是直接與單片機(jī)相關(guān)的，都由c編譯器代辦：提供常用的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫，以供用戶直接使用；頭文件中定義宏、說明復(fù)雜數(shù)據(jù)類型和函數(shù)原型，有利于程序的移植和支持單片機(jī)的系列化產(chǎn)品的開發(fā)；有嚴(yán)格的句法檢查，錯誤很少且可容易地在高級語言的水平上迅速地被排除；可方便地接受多種實(shí)用程序的服務(wù)：如片上資源的初始化有專門的實(shí)用程序自動生成；再如，有實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)可調(diào)度多道任務(wù)，簡化用戶編程，提高運(yùn)行的安全性等?！　”緯窃诙嗄陙韽氖聠纹瑱C(jī)課程教學(xué)的基礎(chǔ)上編寫的。書中總結(jié)了教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難和提出的問題。該書的特點(diǎn)是：通俗易懂，適于自學(xué)；由淺入深，便于理解；概念明確，語言簡潔；例題豐富，內(nèi)容全面。由于在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生偏重于C語言學(xué)習(xí)，而另一些學(xué)生又偏向于匯編語言學(xué)習(xí)，因此為了更有利于初學(xué)者或本科學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)，本書不僅同時詳述了C語言及匯編語言，并且在書中例題程序都給出了C語言及匯編語言兩種程序解答，這樣一來，無論學(xué)生偏向于何種語言都能理解書中例題，另一方面也可以對兩種語言的編寫方式、結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)效率等特點(diǎn)做出比較，讓學(xué)生能自主選擇編程語言，提高編程效率。本書編寫時在詳細(xì)闡述理論知識的同時，也相當(dāng)注重對學(xué)生知識應(yīng)用和研究的培養(yǎng)，所以在書中給出了許多典型實(shí)例供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐。　　本書共分為兩個部分，第一部分為控制技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r；第二部分詳述單片機(jī)知識（分為十一章），基本覆蓋了51單片機(jī)的主要方面。

內(nèi)容概要

　　《單片機(jī)原理及C51應(yīng)用》是在多年來從事單片機(jī)課程教學(xué)的基礎(chǔ)上編寫的。書中總結(jié)了教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難和提出的問題。為了更有利于初學(xué)者或本科學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)，《單片機(jī)原理及C51應(yīng)用》不僅同時詳述了C語言及匯編語言，并且在書中例題程序都給出了C語言及匯編語言兩種程序解答，《單片機(jī)原理及C51應(yīng)用》在詳細(xì)闡述理論知識的同時，也在書中給出了許多典型實(shí)例供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐。　　《單片機(jī)原理及C51應(yīng)用》共分為兩個部分，第一部分為控制技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r；第二部分詳述單片機(jī)知識（分為十一章），基本覆蓋了51單片機(jī)的主要方面。

書籍目錄

緒論控制技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r1.繼電邏輯控制2.過程儀表控制3.集散控制系統(tǒng)（DCS）4.可編程控制器（PLC）5.微型計(jì)算機(jī)（PC和IPC）6.可編程邏輯器件（CPLD和FPGA）單片機(jī)簡述1.CUP的發(fā)展2.片內(nèi)存儲器的發(fā)展3.片內(nèi)輸入輸出接口功能4.在線編程目前有兩種不同方式5.功耗、封裝及電源電壓的進(jìn)步6.工藝上的進(jìn)步7.可靠性技術(shù)發(fā)展8.單片機(jī)常用外圍接口介紹9.單片機(jī)軟件的發(fā)展第一章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識1.1 單片機(jī)中的數(shù)1.2 單片機(jī)的硬件基礎(chǔ)1.3 單片機(jī)的特點(diǎn)1.4 單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用小結(jié)思考題與習(xí)題第二章 MCS 51單片機(jī)結(jié)構(gòu)2.1 單片機(jī)的引腳功能2.2 存儲空間2.3 CPU時序小結(jié)思考題與習(xí)題第三章 指令系統(tǒng)3.1 程序設(shè)計(jì)語言簡介3.2 指令格式和尋址方式3.3 指令系統(tǒng)3.4 程序設(shè)計(jì)小結(jié)思考題與習(xí)題第四章 C51基礎(chǔ)4.1 C語言簡介4.2 數(shù)據(jù)及運(yùn)算4.3 C程序結(jié)構(gòu)4.4 函數(shù)4.5 數(shù)組、指針和結(jié)構(gòu)第五章 并行I/O口5.1 PO口5.2 P1口5.3 P2口5.4 P3口5.5 應(yīng)用舉例思考題與習(xí)題第六章 定時器6.1 定時器的結(jié)構(gòu)及工作原理6.2 定時器的控制6.3 定時器的工作方式6.4 定時器的應(yīng)用思考題與習(xí)題第七章 串行接口7.1 串行通信7.2 8051單片機(jī)的串行口7.3 串行接口通信舉例思考題與習(xí)題第八章 中斷系統(tǒng)8.1 中斷的概念8.2 51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)中斷源及其優(yōu)先級管理8.3 單片機(jī)中斷處理過程8.4 中斷請求的撤除8.5 關(guān)于外部中斷8.6 中斷程序編程舉例思考題與習(xí)題第九章 RAM/ROM擴(kuò)展系統(tǒng)9.1 概述9.2 最小系統(tǒng)與程序存儲器的擴(kuò)展9.3 數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展思考題與習(xí)題第十章 I/O擴(kuò)展系統(tǒng)及應(yīng)用設(shè)計(jì)10.1 I/O地址譯碼技術(shù)10.2 簡單I/O口擴(kuò)展10.3 8255A可編程并行I/O口擴(kuò)展10.4 8155可編程并行I/O口擴(kuò)展10.5 通過串行口擴(kuò)展10.6 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展10.7 單片機(jī)的接口應(yīng)用思考題與習(xí)題第十一章 單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)11.1 單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)工具總體介紹11.2 原理圖和PCB設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助軟件11.3 調(diào)試仿真軟件附錄 MCS-51指令速查表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一章　單片機(jī)基礎(chǔ)知識　　1.1　單片機(jī)中的數(shù)　　計(jì)算機(jī)最基本的特點(diǎn)是用電信號來表示二進(jìn)制信息，這些二進(jìn)制信息可以是數(shù)據(jù)、地址、控制命令等。從某種意義上說，整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作就是對這些二進(jìn)制信息進(jìn)行存儲、傳送、運(yùn)算和邏輯判斷。　　在單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，我們常采用十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。　　1.1.1　十進(jìn)制數(shù)　　在日常生活中，人們通常使用十進(jìn)制數(shù)（用D表示），它有十個不同的數(shù)字：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。在表示數(shù)時，處于不同位置（或數(shù)位）的數(shù)字代表的值是不同的。例如1001表示一千零一。我們稱這是一個四位（十進(jìn)制）數(shù)。一般地講，任何十進(jìn)制數(shù)都可以寫成基數(shù)十的各次冪的和式，如：1024D=1×103+0×102+2X101+4×100更一般可寫成：　　D3D2D1D0＝D3×103+D2×102+D1×101+D0×100　　在這里，D3表示l03的權(quán)，D。表示102的權(quán)等。上式我們稱為按權(quán)展開式?！　　?/pre>








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