單片機(jī)原理及接口技術(shù)

前言

單片機(jī)系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的一個分支，與通用計算機(jī)系統(tǒng)有很大的不同，導(dǎo)致了在設(shè)計與開發(fā)的過程和方法上的巨大差異。本書的第1章主要介紹了單片機(jī)系統(tǒng)的概念、設(shè)計和開發(fā)的一般原理及方法、單片機(jī)的組成及工作過程，第2章介紹了MCS-51單片機(jī)的基本原理和高速C8051F混合信號單片機(jī)的應(yīng)用特點，以及C8051F單片機(jī)的硬件配置向?qū)Ш蛦纹瑱C(jī)的編程語言和方法。第3章介紹了uVision4集成開發(fā)環(huán)境和使用方法，包括軟件仿真和硬件調(diào)試的基本使用方法。第4章介紹了51內(nèi)核單片機(jī)通用輸人／輸出接口的典型應(yīng)用，主要內(nèi)容包括端口各種驅(qū)動特性的應(yīng)用和設(shè)置、端口的擴(kuò)展方法以及tzVision4的信號函數(shù)和邏輯分析儀的使用方法。本章開始，所有與C8051F單片機(jī)硬件設(shè)置相關(guān)的部分均可采用硬件配置向?qū)Й@取相關(guān)程序代碼。第5章介紹了51內(nèi)核單片機(jī)中斷系統(tǒng)的典型應(yīng)用，主要內(nèi)容包括中斷系統(tǒng)的特點和編程以及C8051F單片機(jī)交叉開關(guān)的特點和設(shè)置方法。第6章介紹了51內(nèi)核單片機(jī)定時器的典型應(yīng)用，主要內(nèi)容包括常用的定時應(yīng)用以及對外部信號的分頻、測量頻率和測量周期的應(yīng)用。本章還介紹了uVision4的硬件配置向?qū)У纳煞椒ê歪槍CS-51單片機(jī)定時器編寫的硬件配置向?qū)?。?章介紹了C8051F單片機(jī)時鐘系統(tǒng)的典型應(yīng)用，主要內(nèi)容包括振蕩器頻率和相關(guān)特性的設(shè)置、時鐘乘法器和鎖相環(huán)的應(yīng)用。

內(nèi)容概要

　　《單片機(jī)原理及接口技術(shù)（C語言版）》結(jié)合單片機(jī)教學(xué)和應(yīng)用的特點，以單片機(jī)各功能模塊為主線，將單片機(jī)原理及接口技術(shù)融人到對大量實例程序的剖析之中；在內(nèi)容的安排上從基本概念人手，先易后難，使讀者能循序漸進(jìn)地掌握單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的基本規(guī)律和技巧?！秵纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)（C語言版）》內(nèi)容包括單片機(jī)系統(tǒng)的概念、設(shè)計和開發(fā)的一般原理及方法，MCS-51單片機(jī)和高速C8051F混合信號單片機(jī)的基本特點，單片機(jī)各種功能模塊和外設(shè)的典型應(yīng)用。　　《單片機(jī)原理及接口技術(shù)（C語言版）》采用最新的μVision4集成開發(fā)環(huán)境和Cx51編程語言，充分利用μVision4的軟件仿真功能（如邏輯分析儀、信號函數(shù)、硬件配置向?qū)?、各種硬件狀態(tài)觀測窗）和C8051F單片機(jī)的硬件配置向?qū)В粌H可使學(xué)生能更容易地理解和掌握程序?qū)嵗?，而且能在學(xué)習(xí)的過程中逐步掌握開發(fā)工具的使用，為今后的學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。　　書中列舉的程序?qū)嵗鶠樽髡邔嶋H開發(fā)工作經(jīng)驗的總結(jié)和精煉，所有硬件電路和程序均通過測試，可供讀者作為實際應(yīng)用的參考?！　　秵纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)（C語言版）》可作為本科生相關(guān)課程的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)各類學(xué)生和工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

1 單片機(jī)原理及單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)方法 1.1 計算機(jī)系統(tǒng)的組成 1.2 嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)系統(tǒng) 習(xí)題與思考題 2 51內(nèi)核單片機(jī)的應(yīng)用基礎(chǔ) 2.1 MCS61單片機(jī)簡介 2.2 MCS-51單片機(jī)的組成 2.3 MCS-51單片機(jī)的存儲器體系結(jié)構(gòu)與尋址方式 2.4 MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng) 2.5 C8051F單片機(jī)簡介 2.6 51內(nèi)核單片機(jī)常用的編程語言和方法 2.7 監(jiān)視定時器 習(xí)題與思考題 3 C語言開發(fā)51內(nèi)核單片機(jī)的范例 3.1 通過UART輸出“Hello World！” 3.2 Keil Software公司的單片機(jī)開發(fā)工具簡介 習(xí)題與思考題 4 51內(nèi)核單片機(jī)通用I／O端口的應(yīng)用編程 4.1 利用單片機(jī)通用I／O端口控制LED 4.2 利用單片機(jī)通用I／O端口的推挽輸出方式控制LED 4.3 利用單片機(jī)通用I／O端口控制電控鎖 4.4 利用單片機(jī)通用輸入／輸出接口擴(kuò)展并行輸出接口 4.5 利用單片機(jī)通用輸入／輸出接口擴(kuò)展并行輸入接口 習(xí)題與思考題 5 51內(nèi)核單片機(jī)中斷系統(tǒng)的應(yīng)用編程 5.1 MCS-51單片機(jī)外部中斷的應(yīng)用編程 5.2 C8051F單片機(jī)的外部中斷 習(xí)題與思考題 6 51內(nèi)核單片機(jī)定時器／計數(shù)器的應(yīng)用編程 6.1 MCS-51單片機(jī)定時器／計數(shù)器0實現(xiàn)的定時控制 6.2 C8051F單片機(jī)定時器／計數(shù)器0實現(xiàn)的定時控制 6.3 MCS-51單片機(jī)定時器／計數(shù)器2實現(xiàn)的定時控制 6.4 C8051F單片機(jī)定時器／計數(shù)器2實現(xiàn)的定時控制 6.5 MCS-51單片機(jī)定時器／計數(shù)器0實現(xiàn)的信號分頻 6.6 C8051F單片機(jī)定時器／計數(shù)器2實現(xiàn)的信號分頻 6.7 51內(nèi)核單片機(jī)定時器／計數(shù)器實現(xiàn)的頻率測量 6.8 51內(nèi)核單片機(jī)定時器／計數(shù)器實現(xiàn)的周期測量 6.9 MCS-51單片機(jī)定時器／計數(shù)器的硬件配置向?qū)?習(xí)題與思考題 7 C8051F單片機(jī)時鐘系統(tǒng)的應(yīng)用編程 7.1 C8051F320單片機(jī)時鐘系統(tǒng)的應(yīng)用編程 7.2 C8051F120單片機(jī)時鐘系統(tǒng)的應(yīng)用編程 習(xí)題與思考題 8 C8051F單片機(jī)WDT的應(yīng)用編程 8.1 C8051F320單片機(jī)WDT的應(yīng)用編程 8.2 C8051F120單片機(jī)WDT的應(yīng)用編程 習(xí)題與思考題 9 51內(nèi)核單片機(jī)UART的應(yīng)用編程 9.1 MCS-51單片機(jī)UART的應(yīng)用編程 9.2 C8051F320單片機(jī)UART的應(yīng)用編程 9.3 C8051F120單片機(jī)UART的應(yīng)用編程 9.4 MCS-51單片機(jī)UART的硬件配置向?qū)?9.5 MCS'51單片機(jī)的硬件配置向?qū)?習(xí)題與思考題 10 O-,8051F單片機(jī)SMBus的應(yīng)用編程 10.1 查詢方式實現(xiàn)的SMBus應(yīng)用編程 10.2 部分中斷方式實現(xiàn)的$MBus應(yīng)用編程 習(xí)題與思考題 11 C8051F單片機(jī)SPl0的應(yīng)用編程 11.1 背景知識——C8051F320單片機(jī)SPl0的特性 11.2 背景知識——AT45DBl61B的特性 11.3 利用硬件配置向?qū)Й@取C8051F320單片機(jī)相關(guān)程序代碼 11.4 程序解析 11.5 程序的調(diào)試 習(xí)題與思考題 12 軟件實現(xiàn)UART、I2C和SPI的應(yīng)用編程 12.1 定時器實現(xiàn)軟件UART 12.2 定時器實現(xiàn)具有波特率自動識別功能的軟件UART 12.3 I2C的軟件實現(xiàn) 12.4 SPI的軟件實現(xiàn) 習(xí)題與思考題 13 C8051F320單片機(jī)FLASH的應(yīng)用編程 13.1 C8051F320單片機(jī)FLASH的基本特性 13.2 C8051F320單片機(jī)FLASH的加密操作 13.3 C8051F320單片機(jī)FLASH的數(shù)據(jù)存儲操作 習(xí)題與思考題 14 C8051F單片機(jī)模擬功能模塊的應(yīng)用編程 14.1 C8051F320單片機(jī)的ADC的應(yīng)用編程 14.2 C8051F410單片機(jī)的DAC的應(yīng)用編程 14.3 C8051F120單片機(jī)的DAC的應(yīng)用編程 14.4 C8051F410單片機(jī)的電壓比較器的應(yīng)用編程 習(xí)題與思考題 15 單片機(jī)系統(tǒng)常用顯示設(shè)備的應(yīng)用編程 15.1 7段LED數(shù)碼管的應(yīng)用編程 15.2 LED點陣屏的應(yīng)用編程 15.3 單色LCM的應(yīng)用編程 15.4 并行總線接口的彩色LCM的應(yīng)用編程 習(xí)題與思考題 16 單片機(jī)系統(tǒng)常用輸入設(shè)備的應(yīng)用編程 16.1 矩陣式鍵盤的應(yīng)用編程 16.2 串行移位寄存器擴(kuò)展鍵盤的應(yīng)用編程 16.3 微機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤的應(yīng)用編程 16.4 四線電阻式觸摸屏的應(yīng)用編程 習(xí)題與思考題 17 C38051F單片機(jī)USB接口和RS_485接口的應(yīng)用編程 17.1 背景知識——C8051F320單片機(jī)的USB接口 17.2 背景知識——USBXpress開發(fā)套件 17.3 背景知識——只讀型感應(yīng)卡讀卡器 17.4 程序解析 17.5 程序的調(diào)試 習(xí)題與思考題 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.2 嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)系統(tǒng)1.2.1 嵌入式系統(tǒng)嵌人式系統(tǒng)是1970年前后出現(xiàn)的概念，是面向測控對象，嵌入到實際應(yīng)用系統(tǒng)中的計算機(jī)系統(tǒng)的統(tǒng)稱。實時性是其主要特征，另外在可靠性、物理尺寸、重啟動和故障恢復(fù)方面也有特殊要求，因而相對于通常的計算機(jī)應(yīng)用設(shè)計更為復(fù)雜，涉及面也更為廣泛。根據(jù)IEEE的定義，嵌入式系統(tǒng)（Embedded System）是“控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備、機(jī)器和車間運(yùn)行的裝置”（devices used to control，monitor，or assist the operation of equipment，machinery or plants）。這主要是從應(yīng)用上加以定義的，從中可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置。不過，上述定義并不能充分體現(xiàn)出嵌入式系統(tǒng)的精髓。目前國內(nèi)一個普遍被認(rèn)同的定義是：以應(yīng)用為中心、以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適用于系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是以嵌入式應(yīng)用為目的的計算機(jī)系統(tǒng)，由于其體系結(jié)構(gòu)、應(yīng)用環(huán)境等要求不同，嵌人式系統(tǒng)有許多類型。如果從形式上進(jìn)行歸類的話，則嵌入式系統(tǒng)可分為系統(tǒng)級、板級和器件級。系統(tǒng)級為各種類型的工控機(jī)，包括通用機(jī)改裝的工控機(jī)、各種總線方式的工控機(jī)或模塊化的工控機(jī)等。板級有各種類型的帶CPU的主板及OEM（Original Equipment Manufacturer）產(chǎn)品。這兩者均基于通用計算機(jī)系統(tǒng)，即將通用計算機(jī)系統(tǒng)用于測控對象。器件級則以單片機(jī)最為典型，單片機(jī)從體系結(jié)構(gòu)到指令系統(tǒng)都是按照嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用特點專門設(shè)計的，具有體積小、可靠性高等特點，單片機(jī)的種類眾多，可滿足應(yīng)用系統(tǒng)的嵌入、面向測控對象、現(xiàn)場可靠運(yùn)行及控制品質(zhì)等方面的要求，開發(fā)者可根據(jù)具體要求選用最佳型號的單片機(jī)嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中。因此單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)，是發(fā)展最快、品種最多、數(shù)量最大、應(yīng)用最廣的嵌入式系統(tǒng)。另外，不少半導(dǎo)體制造商以嵌入式應(yīng)用為目標(biāo)，對通用微處理器進(jìn)行改造，增加滿足測控對象要求的外圍接口電路，從而形成了嵌入式微處理器（Embedded MicroProcessor Unit，EMPU），是另一類器件級嵌入式系統(tǒng)。如由80386改造成的386EX。這類嵌入式系統(tǒng)有良好的開發(fā)環(huán)境與操作系統(tǒng)支持。

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