單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)

前言

隨著計算機(jī)控制和電子技術(shù)的快速發(fā)展以及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，使現(xiàn)代科技得到了質(zhì)的飛躍，特別是微控制器技術(shù)的出現(xiàn)，給現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命。目前，在微控制器領(lǐng)域，出現(xiàn)頻率最高的名詞也許是“嵌入式”、“ARM”，而單片機(jī)在經(jīng)過幾十年的繁榮后，似乎已經(jīng)風(fēng)光不再，然而事實并非如此。無論是8位單片機(jī)，還是16位單片機(jī)，甚至是4位機(jī)，在未來仍將長期占據(jù)著巨大的市場，單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的人才需求仍將十分緊缺。另一方面，從學(xué)科發(fā)展來看，單片機(jī)原理及應(yīng)用是一門比較基礎(chǔ)的應(yīng)用性課程，是軟硬件結(jié)合的一個初級平臺，同時也是學(xué)習(xí)嵌入式、DSP等高起點課程的重要基礎(chǔ)。本書針對廣大單片機(jī)初學(xué)者在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常感到無從下手，徘徊不前的問題，從解決基本問題著手，重基礎(chǔ)，重實踐，從最基本的應(yīng)用開始，通過實例結(jié)合仿真調(diào)試軟件的使用逐步引導(dǎo)，使讀者通過本書的學(xué)習(xí)，能夠真正掌握單片機(jī)基本硬件電路的設(shè)計、匯編與C程序的設(shè)計以及編譯與仿真軟件的使用等基礎(chǔ)知識和技能，從而登堂入室，進(jìn)入電子工程師的殿堂。1.主要內(nèi)容本書共由10個章節(jié)組成，以下是每個章節(jié)的內(nèi)容概要。第1章：單片機(jī)概述。包括單片機(jī)的幾個基本概念、單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程以及應(yīng)用領(lǐng)域等，屬于了解內(nèi)容。第2章：單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)。首先介紹了單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、引腳功能以及存儲器的配置；然后介紹了CPU的工作時序、單片機(jī)的幾種工作方式；最后，還介紹了單片機(jī)最小系統(tǒng)電路。本章是單片機(jī)的硬件基礎(chǔ)，特別是引腳功能、存儲器配置部分，應(yīng)重點掌握。第3章：單片機(jī)的指令系統(tǒng)。內(nèi)容包括指令概述、尋址方式、指令集合，最后還介紹了匯編程序設(shè)計基礎(chǔ)。本章為單片機(jī)匯編語言基礎(chǔ)，讀者應(yīng)重點掌握單片機(jī)的尋址方式，熟記一些常用指令的用法。學(xué)習(xí)匯編語言有助于了解單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理。第4章：單片機(jī)C語言基礎(chǔ)。本章首先介紹了C編程的基礎(chǔ)知識以及C51對標(biāo)準(zhǔn)C語言的擴(kuò)展；然后簡單介紹了C匯編混合編程；最后介紹單片機(jī)C程序開發(fā)過程；有C語言基礎(chǔ)的讀者，通過學(xué)習(xí)本章可以很快地掌握單片機(jī)的C程序設(shè)計。第5章：Keil Vision2編譯環(huán)境。介紹單片機(jī)開發(fā)環(huán)境Keil軟件的基本應(yīng)用。第6章：單片機(jī)內(nèi)部功能單元及應(yīng)用。介紹了I／O端口、中斷系統(tǒng)、定時器／計數(shù)器以及串行通信的基本應(yīng)用。本章是掌握單片機(jī)的關(guān)鍵，學(xué)習(xí)單片機(jī)無非是學(xué)會中斷與I／O口的使用。應(yīng)重點掌握。第7章：單片機(jī)常用接口電路設(shè)計。介紹了顯示器接口、鍵盤接口、A／D和D／A接口、電機(jī)控制電路以及紅外遙控電路5種常見電路的設(shè)計方法，并結(jié)合實例對軟硬件做了詳細(xì)的介紹。

內(nèi)容概要

本書以通用的51單片機(jī)為平臺．結(jié)合獨立開發(fā)的MCU—BUS學(xué)習(xí)板的實驗項目編寫而成，書中既包括單片機(jī)基礎(chǔ)理論知識的介紹，又兼顧了實踐部分的應(yīng)用，既涉及匯編程序設(shè)計，又包括單片機(jī)C程序設(shè)計。書中每一塊知識點的介紹都列舉了相關(guān)的例程，并且大部分例程采用匯編和C語言同時實現(xiàn)，是一本可以幫助讀者快速入門并提高的實用性教材。    本書共包括10章內(nèi)容，其中第1章為單片機(jī)概述部分，介紹了單片機(jī)相關(guān)的幾個基本概念；第2、3、6章是單片機(jī)的理論基礎(chǔ)，為單片機(jī)的原理部分，包括單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)以及各功能模塊的應(yīng)用，第4章為單片機(jī)C程序設(shè)計基礎(chǔ)部分；第5章介紹了單片機(jī)的集成開發(fā)環(huán)境；第7章介紹了單片機(jī)的常用接口電路設(shè)計；第8章介紹了常用的串行總線的應(yīng)用；這兩章為單片機(jī)的基本應(yīng)用部分。第9章為單片機(jī)仿真部分，主要介紹PROTEUS仿真軟件的基本使用；第10章簡單介紹了單片機(jī)開發(fā)的基本步驟、抗干擾設(shè)計以及在系統(tǒng)編程的相關(guān)問題，并設(shè)計一個綜合實例，供讀者參考。    本書適合用于高等學(xué)校本?？茖W(xué)生教材和教師的參考用書，也適合于對單片機(jī)零基礎(chǔ)，并希望快速入門的初學(xué)者作為自學(xué)參考書。

書籍目錄

第1章 單片機(jī)概述  1.1 單片機(jī)相關(guān)的基本概念    1.1.1 什么是單片機(jī)    1.1.2 什么是單片機(jī)系統(tǒng)    1.1.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)  1.2 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展    1.2.1 單片機(jī)的發(fā)展歷程    1.2.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢  1.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程  1.4 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域  1.5 常用51系列單片機(jī)介紹  1.6 本書配套單片機(jī)開發(fā)板簡介第2章 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理  2.1 AT89s51單片機(jī)的主要特性  2.2 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)    2.2.1 中央處理器    2.2.2 存儲器    2.2.3 I／0接口    2.2.4 特殊功能部件  2.3 51系列單片機(jī)的引腳及功能    2.3.1 51單片機(jī)的引腳分類    2.3.2 三總線結(jié)構(gòu)  2.4 單片機(jī)的存儲器配置    2.4.1 程序存儲器    2.4.2 數(shù)據(jù)存儲器  2.5 時鐘電路與CPU時序    2.5.1 振蕩器和時鐘電路    2.5.2 CPU時序    2.5.3 51單片機(jī)的指令時序  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 低功耗工作方式  2.7 單片機(jī)最小系統(tǒng)  習(xí)題第3章 80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)  3.1 51單片機(jī)指令系統(tǒng)概述    3.1.1 指令格式    3.1.2 指令字節(jié)    3.1.3 指令類型    3.1.4 常用符號說明  3.2 尋址方式    3.2.1 直接尋址    3.2.2 立即尋址    3.2.3 寄存器尋址    3.2.4 寄存器間接尋址方式    3.2.5 變址尋址    3.2.6 位尋址    3.2.7 相對尋址  3.3 80C51指令集    3.3.1 數(shù)據(jù)傳送與交換指令    3.3.2 算術(shù)運算指令    3.3.3 邏輯運算及移位指令    3.3.4 控制轉(zhuǎn)移指令    3.3.5 位操作類指令  3.4 51單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計    3.4.1 設(shè)計步驟    3.4.2 偽指令    3.4.3 順序程序設(shè)計    3.4.4 分支程序設(shè)計    3.4.5 循環(huán)程序設(shè)計    3.4.6 子程序設(shè)計    3.4.7 小結(jié)  習(xí)題第4章 單片機(jī)C程序設(shè)計基礎(chǔ)  4.1 C51程序開發(fā)概述  4.2 C51數(shù)據(jù)類型    4.2.1 C51的標(biāo)識符與關(guān)鍵字  ……第5章 Keip Vision2編譯環(huán)境第6章 80C51單片機(jī)內(nèi)部功能單元及應(yīng)用第7章 單片機(jī)常用接口電路設(shè)計第8章 常用串行總線介紹及應(yīng)用第9章 單片機(jī)PROTEUS仿真第10章 51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計附錄1 開發(fā)板實驗?zāi)夸洷砀戒? 80C51單片機(jī)指令表附錄3 C語言優(yōu)先級及其結(jié)合性附錄4 ASCII碼表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：2.工業(yè)自動化的應(yīng)用自動化能使工業(yè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，提高經(jīng)濟(jì)效益，改善產(chǎn)品質(zhì)量和減輕勞動強(qiáng)度。在自動化技術(shù)中，無論是過程控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和測控技術(shù)，還是生產(chǎn)線上的機(jī)器人技術(shù)，都需要單片機(jī)的參與。機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)為一體，具有智能化特征的產(chǎn)品，如微機(jī)控制的車床、鉆床等。將單片機(jī)作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮其體積小、可靠性高、功能強(qiáng)的優(yōu)點，可以使產(chǎn)品數(shù)字化、智能化，增加產(chǎn)品的附加值，提高產(chǎn)品的檔次，甚至改變產(chǎn)品的組成與結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，大大提高機(jī)器的自動化、智能化的程度。3.在實時控制中的應(yīng)用單片機(jī)的實時數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可以使系統(tǒng)保持在最佳工作狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如，在工業(yè)測控、航空航天、尖端武器等實時控制系統(tǒng)中，都可以用單片機(jī)作為控制器。4.在人類生活中的應(yīng)用將單片機(jī)應(yīng)用在洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)等家用電器的控制中，提高了家用電器的智能化程度，增加了其功能，使這種家用電器更受人們的喜愛。因此，單片機(jī)使人類生活更加舒適、方便、豐富多彩。5.信息和通信產(chǎn)品的應(yīng)用信息和通信產(chǎn)品的自動化和智能化程度很高，這當(dāng)然離不開單片機(jī)的參與。例如計算機(jī)的外圍設(shè)備（鍵盤、打印機(jī)、磁盤驅(qū)動器等）和自動化辦公設(shè)備（傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、電話機(jī)等），都有單片機(jī)在其中發(fā)揮作用。6.軍事裝備的應(yīng)用科技強(qiáng)國、國防現(xiàn)代化離不開計算機(jī)，在現(xiàn)代化的飛機(jī)、軍艦、坦克、大炮、導(dǎo)彈、火箭和雷達(dá)等各種軍用裝備上，都有單片機(jī)參與其中。從上述可以看出，單片機(jī)的應(yīng)用意義絕不限于它的功能以及所帶來的經(jīng)濟(jì)效益上，更重要的意義在于，單片機(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的電子線路的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法，以前由模擬電路和數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在都能利用單片機(jī)通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件的，并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)，稱為微控制技術(shù)。這標(biāo)志著一種全新概念的建立。1.5常用51系列單片機(jī)介紹目前國際市場上生產(chǎn)單片機(jī)的公司主要有美國的Dallas、AMD、ATMEL、ADI公司，荷蘭的PHILIPS公司，德國的Siemens公司，日本的NEC公司，韓國的LG公司以及我國臺灣的華邦公司等。以上公司都有推出的與51系列單片機(jī)相兼容的產(chǎn)品。

編輯推薦

《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》教學(xué)目標(biāo)明確。注重理論與實踐的結(jié)合，教學(xué)方法靈活，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，教學(xué)內(nèi)容先進(jìn)，強(qiáng)調(diào)計算機(jī)在各專業(yè)中的應(yīng)用，教學(xué)模式完善，提供配套的教學(xué)資源解決方案。

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