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單片機(jī)原理與應(yīng)用 第3版 ![]()
以MCS-51系列單片機(jī)芯片為主,按照硬件——軟件——接口——應(yīng)用的脈絡(luò)編寫,由淺入深,內(nèi)容豐富。系統(tǒng)的介紹了MCS-51系列單片機(jī)的工作原理、編程方法、接口電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)資源擴(kuò)展等。突出了I/O的應(yīng)用。
第3版前言嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要方向之一.單片機(jī)作為最典型的嵌入式系統(tǒng).被廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控、網(wǎng)絡(luò)通信、智能儀器和家用電器等領(lǐng)域.已成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是電子信息類學(xué)生以及其他工科學(xué)生應(yīng)掌握的一門應(yīng)用技術(shù).本書第2版是根據(jù)應(yīng)用型本科學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)特點(diǎn)精選內(nèi)容編寫的規(guī)劃教材.第3版亦按照普通高等教育電氣工程與自動(dòng)化(應(yīng)用型)“十三五”規(guī)劃教材要求編寫.本書仍以MCS ̄51系列單片機(jī)芯片為主.按照硬件—軟件—接口—應(yīng)用的脈絡(luò)編寫.由淺入深地介紹了MCS ̄51系列單片機(jī)的工作原理、編程方法、接口電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)資源擴(kuò)展等.注重接口技術(shù)和實(shí)例的示范.為了方便教學(xué)和學(xué)習(xí).本書保持了第2版的大體結(jié)構(gòu).在保留原書主體內(nèi)容與特色的前提下.對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化、補(bǔ)充和調(diào)整.刪除了當(dāng)前單片機(jī)應(yīng)用較少、較難或一般性技術(shù)說明的內(nèi)容.突出應(yīng)用編程的學(xué)習(xí).增加了單片機(jī)控制等應(yīng)用的實(shí)例.在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)例一章中給出了紅外遙控避障小車應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的示范.針對(duì)教學(xué)需要和考慮到便于初學(xué)者理解.對(duì)一些應(yīng)用實(shí)例.本書分別給出了匯編語(yǔ)言程序和C51程序.既便于讀者學(xué)習(xí)和理解硬件知識(shí).又能提高應(yīng)用編程能力.此外.在編寫過程中.編者將在單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用、電子產(chǎn)品研發(fā)以及指導(dǎo)學(xué)生課外科技活動(dòng)等方面的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例寫入教材.用淺顯生動(dòng)的小型示例貫穿整個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu).使讀者能迅速理解單片機(jī)各模塊的實(shí)際用途和用法.最后以兩個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)為總結(jié).向讀者介紹了一般單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)方法和技巧.使得閱讀此書不再是抽象的理論記憶.而成為通往真實(shí)工程研發(fā)的一條便捷渠道.全書共11章.主要內(nèi)容包括:緒論.MCS ̄51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)與工作原理.MCS ̄51單片機(jī)指令系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì).MCS ̄51中斷系統(tǒng)及應(yīng)用示例.MCS ̄51定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用.MCS ̄51單片機(jī)的串行接口.單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用.單片機(jī)系統(tǒng)總線與資源擴(kuò)展.單片機(jī)系統(tǒng)人機(jī)接口技術(shù).數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換接口.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)例.本書由湖南工程學(xué)院林國(guó)漢任主編.長(zhǎng)沙理工大學(xué)張靜和湖南工程學(xué)院胡瑛任副主編.由全國(guó)高等學(xué)校電氣工程與自動(dòng)化(應(yīng)用型)規(guī)劃教材編審委員會(huì)主任委員劉國(guó)榮教授主審.其中第1章由長(zhǎng)沙理工大學(xué)張靜編寫.第2章、第4章由湖南工程學(xué)院?jiǎn)虆R東編寫.第3章和附錄由胡瑛編寫.第6章由湘潭大學(xué)張瑩編寫.第7章、第11章由林國(guó)漢編寫.第8章、第9章由張靜和湖南工程學(xué)院王迎旭編寫.第5章、第10章由長(zhǎng)沙理工大學(xué)楊鑫編寫.全書由林國(guó)漢和王迎旭負(fù)責(zé)統(tǒng)稿、修改.本書是在第2版基礎(chǔ)上修訂的.在本書編寫過程中得到許多專家和同行的大力支持和熱情幫助.并提出了寶貴意見.在此一并表示衷心的感謝.由于編者的水平有限.加之單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展.書中難免有些不完善、不足和疏忽之處.希望讀者批評(píng)指正.在編寫過程中參考了許多同行的著作.編者已在書后盡可能地列出.如有遺漏.請(qǐng)來函指出.以便修訂時(shí)更正.本書既可用作高等工科院校自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)以及機(jī)電一體化等電氣類專業(yè)的教學(xué)用書.也可供參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽的院校師生和從事單片機(jī)應(yīng)用與產(chǎn)品開發(fā)相關(guān)工作的工程技術(shù)人員參考.編者
目 錄
第3 版前言
第1 版前言
第1 章 緒論 1
1. 1 單片機(jī)及其特點(diǎn)概述 1
。 1. 1 微處理器、微機(jī)和單片機(jī)的
概念 1
。. 1. 2 單片機(jī)的一般結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 2
1. 2 單片機(jī)的發(fā)展與常用系列簡(jiǎn)介 2
。. 2. 1 單片機(jī)的發(fā)展概況 2
。. 2. 2 常用單片機(jī)系列簡(jiǎn)介 3
1. 3 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 7
。. 3. 1 單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的
應(yīng)用 7
。. 3. 2 單片機(jī)在智能儀器儀表中的
應(yīng)用 7
1. 3. 3 單片機(jī)在家用電器中的應(yīng)用 8
。. 3. 4 單片機(jī)在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用 8
1. 3. 5 單片機(jī)在智能機(jī)器人中的應(yīng)用 8
本章小結(jié) 9
思考題與習(xí)題 9
第2 章。停茫樱担 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)與
工作原理 10
2. 1 MCS ̄51 系列單片機(jī)的基本組成 10
。. 1. 1 硬件組成 10
2. 1. 2。停茫樱担 單片機(jī)的引腳功能 12
2. 1. 3 振蕩器、時(shí)鐘電路及時(shí)序 13
2. 2 存儲(chǔ)器組織與操作 15
2. 2. 1。停茫樱担 程序存儲(chǔ)器地址
空間 15
2. 2. 2。停茫樱担 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址
空間 16
。. 2. 3 特殊功能寄存器地址空間 17
2. 3 并行I/ O 接口 20
。. 3. 1 并行I/ O 接口的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 20
。. 3. 2 并行I/ O 接口的“讀—改—寫
操作 23
2. 3. 3 并行I/ O 接口的負(fù)載能力 23
2. 4。停茫樱担 單片機(jī)的復(fù)位 23
本章小結(jié) 25
思考題與習(xí)題 25
第3 章。停茫樱担 單片機(jī)指令系統(tǒng)與
程序設(shè)計(jì) 26
3. 1。停茫樱担 單片機(jī)指令概述 26
3. 2 MCS ̄51 單片機(jī)的尋址方式 27
。. 2. 1 立即尋址 27
。. 2. 2 直接尋址 28
3. 2. 3 寄存器尋址 28
。. 2. 4 寄存器間接尋址 28
3. 2. 5 變址尋址 28
。. 2. 6 相對(duì)尋址 28
3. 2. 7 位尋址 28
3. 3。停茫樱担 單片機(jī)指令系統(tǒng) 29
3. 3. 1 數(shù)據(jù)傳送與交換類指令 29
。. 3. 2 算術(shù)運(yùn)算類指令 33
。. 3. 3 邏輯運(yùn)算類與循環(huán)移位指令 36
。. 3. 4 控制程序轉(zhuǎn)移類指令 38
3. 3. 5 位操作類指令 41
3. 4 程序設(shè)計(jì)方法 43
。. 4. 1。停茫樱担 偽指令簡(jiǎn)介 43
3. 4. 2 匯編語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu) 44
。. 4. 3 子程序及其調(diào)用程序設(shè)計(jì) 48
3. 5 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)舉例 50
3. 5. 1 非數(shù)值運(yùn)算程序設(shè)計(jì)舉例 50
。. 5. 2 算術(shù)運(yùn)算程序設(shè)計(jì)舉例 52
3. 5. 3。/ O 口控制程序設(shè)計(jì) 53
本章小結(jié) 58
思考題與習(xí)題 58
第4 章。停茫樱担 中斷系統(tǒng)及應(yīng)用
示例 60
4. 1。停茫樱担 中斷系統(tǒng)概述 60
。. 1. 1 單片機(jī)系統(tǒng)訪問外部設(shè)備的
方式 60
。. 1. 2。停茫樱担 中斷系統(tǒng)的功能 61
4. 2。停茫樱担 中斷系統(tǒng) 61
。. 2. 1。停茫樱担 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 61
。. 2. 2。停茫樱担 的中斷源 62
4. 3。停茫樱担 中斷控制 64
。. 3. 1。停茫樱担 中斷控制寄存器 64
4. 3. 2 響應(yīng)中斷的條件及過程 65
4. 4 中斷應(yīng)用示例 67
。. 4. 1 中斷程序設(shè)計(jì)的一般方法 67
4. 4. 2。停茫樱担 中斷程序設(shè)計(jì)示例 68
本章小結(jié) 70
思考題與習(xí)題 70
第5 章。停茫樱担 定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器
及其應(yīng)用 71
5. 1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與工作原理 71
。. 1. 1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的邏輯結(jié)構(gòu) 71
5. 1. 2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理 71
5. 2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制與工作方式 72
。. 2. 1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的管理與控制 72
5. 2. 2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式 73
5. 3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 76
。. 3. 1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)初始化 76
。. 3. 2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)應(yīng)用舉例 78
5. 4。担 系列單片機(jī)的定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器T2
及其應(yīng)用 86
5. 4. 1 定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器T2 的管理與
控制 86
。. 4. 2 定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器T2 的三種工作
模式 87
5. 4. 3 可編程時(shí)鐘輸出 90
5. 4. 4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2 的應(yīng)用 90
本章小結(jié) 92
思考題與習(xí)題 92
第6 章。停茫樱担 單片機(jī)的串行接口 94
6. 1 串行通信概述 94
6. 1. 1 并行通信與串行通信 94
。. 1. 2 串行通信的數(shù)據(jù)傳送方向 94
。. 1. 3 同步通信和異步通信 95
6. 1. 4 串行通信的波特率 96
。. 1. 5 串行通信中數(shù)據(jù)的差錯(cuò)檢測(cè)與
校正 96
。. 1. 6 串行通信中常用的接口電路 97
6. 2。停茫樱担 的串行通信接口 98
6. 2. 1。停茫樱担 串行口結(jié)構(gòu)及
工作原理 98
6. 2. 2。停茫樱担 串行口的控制與
管理 99
6. 3。停茫樱担 串行通信接口的工作方式 100
。. 3. 1 方式0 100
。. 3. 2 方式1 101
6. 3. 3 方式2 和方式3 102
6. 4 串行通信的波特率設(shè)計(jì) 104
6. 5 串行口的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)舉例 106
。. 5. 1 方式0 應(yīng)用舉例 106
。. 5. 2 方式1 應(yīng)用舉例 107
。. 5. 3 用方式2 作雙機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信 109
。. 5. 4 多機(jī)通信程序設(shè)計(jì) 111
本章小結(jié) 117
思考題與習(xí)題 117
第7 章 單片機(jī)C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與
應(yīng)用 118
7. 1。茫担 的特點(diǎn)及其結(jié)構(gòu) 118
7. 2。茫担 語(yǔ)言的編程基礎(chǔ) 119
。. 2. 1。茫担 語(yǔ)言中的常用標(biāo)識(shí)符和
關(guān)鍵字 119
。. 2. 2。茫担 語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)類型 120
。. 2. 3 C51 的常量和變量、存儲(chǔ)器類型
及存儲(chǔ)區(qū) 120
。. 2. 4 絕對(duì)地址訪問 122
。. 2. 5 C51 語(yǔ)言常用運(yùn)算符 123
7. 3。茫担 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 126
7. 3. 1。茫担 語(yǔ)句和程序結(jié)構(gòu) 126
7. 3. 2。茫担 語(yǔ)言中常用庫(kù)函數(shù) 128
7. 3. 3。茫担 語(yǔ)言程序常用編譯預(yù)處理
命令 129
7. 3. 4。茫担 程序的常用仿真調(diào)試
工具 130
.Ⅷ. 單片機(jī)原理與應(yīng)用 第3 版
7. 4 C51 程序應(yīng)用舉例 130
。. 4. 1 并行輸入/輸出口 130
。. 4. 2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) 135
。. 4. 3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器C51程序設(shè)計(jì) 137
。. 4. 4 串行接口C51 程序設(shè)計(jì)舉例 141
7. 4. 5 直流電動(dòng)機(jī)控制 148
。. 4. 6 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制 150
本章小結(jié) 154
思考題與習(xí)題 154
第8 章 單片機(jī)系統(tǒng)總線與資源擴(kuò)展 155
8. 1 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展的一般方法 155
8. 1. 1 系統(tǒng)擴(kuò)展的基本內(nèi)容與意義 155
。. 1. 2 系統(tǒng)并行擴(kuò)展的三總線構(gòu)造 155
。. 1. 3 I2C 總線的串行擴(kuò)展技術(shù) 157
8. 2 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 160
。. 2. 1 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展的基本方法 160
。. 2. 2 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)例分析 161
8. 3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 162
8. 3. 1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展的基本方法 162
。. 3. 2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展舉例 164
8. 4 串行EEPROM 的擴(kuò)展與編程方法 165
。. 4. 1 虛擬I2 C 總線擴(kuò)展串行EEPROM
的方法 165
。. 4. 2 串行EEPROM 擴(kuò)展舉例 167
8. 5。/ O 口的擴(kuò)展 170
。. 5. 1 單片機(jī)系統(tǒng)I/ O 口擴(kuò)展的
基本概念 170
。. 5. 2 一般I/ O 口的擴(kuò)展 172
本章小結(jié) 179
思考題與習(xí)題 179
第9 章 單片機(jī)系統(tǒng)人機(jī)接口技術(shù) 181
9. 1 顯示器接口技術(shù) 181
。. 1. 1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的
顯示器 181
。. 1. 2。蹋牛 顯示器及其接口設(shè)計(jì) 181
。. 1. 3 LCD 及其接口設(shè)計(jì) 186
9. 2 鍵盤接口技術(shù) 191
。. 2. 1 鍵盤接口的特點(diǎn)與監(jiān)控管理
程序的任務(wù) 191
。. 2. 2 獨(dú)立式鍵盤接口 193
。. 2. 3 矩陣式鍵盤接口 194
本章小結(jié) 201
思考題與習(xí)題 201
第10 章 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換接口 203
10. 1。 A 轉(zhuǎn)換器及其接口電路 203
10. 1. 1 D A 轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)
參數(shù) 203
。保. 1. 2。 A 轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的
接口方法 204
10. 1. 3 并行D A 轉(zhuǎn)換器接口電路的
設(shè)計(jì)與應(yīng)用 205
。保. 1. 4 串行D A 轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的
接口與應(yīng)用 212
10. 2。 D 轉(zhuǎn)換器及其接口電路 216
。保. 2. 1。 D 轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)
參數(shù) 217
。保. 2. 2。 D 轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的
接口方法 217
。保. 2. 3 并行A D 轉(zhuǎn)換器接口電路的
設(shè)計(jì)與應(yīng)用 219
。保. 2. 4 串行A D 轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的
接口與應(yīng)用 223
本章小結(jié) 232
思考題與習(xí)題 233
第11 章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與
項(xiàng)目實(shí)例 234
11. 1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 234
11. 1. 1 明確任務(wù)要求及確定設(shè)計(jì)
方案 234
。保. 1. 2 應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 235
11. 1. 3 應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 235
11. 2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)示例1———數(shù)字溫度測(cè)量
系統(tǒng)設(shè)計(jì) 236
。保. 2. 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求與方案確定 236
。保. 2. 2 硬件電路設(shè)計(jì)與器件選擇 237
。保. 2. 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 242
11. 3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)示例2———紅外遙控避障小車
應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 257
。保. 3. 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求與方案確定 257
11. 3. 2 硬件電路設(shè)計(jì)與器件選擇 258
。保. 3. 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 262
11. 4 應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行 271
目 錄.Ⅸ.
11. 4. 1 系統(tǒng)硬件制作及硬件調(diào)試
方法 272
。保. 4. 2 軟件調(diào)試方法 272
11. 5 提高單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可靠性的
方法與措施 274
。保. 5. 1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常見的
干擾現(xiàn)象及影響 274
。保. 5. 2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾
設(shè)計(jì) 274
本章小結(jié) 277
思考題與習(xí)題 277
附錄 278
附錄A。停茫樱担 單片機(jī)指令表 278
附錄B。粒樱茫桑 碼表 282
附錄C ANSI C 標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵字 282
參考文獻(xiàn) 284
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