單片機原理與應用(C51編程+Proteus仿真)
定 價:79 元
叢書名:新工科·普通高等教育機電類系列教材
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- 作者:劉霞李文王忠東
- 出版時間:2023/10/1
- ISBN:9787111723370
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP368.1
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書以ATMEL(愛特梅爾)公司的AT89S52單片機為例,結合單片機的硬件結構介紹了單片機的工作原理,重點介紹了單片機的輸入/輸出功能、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器、串行口、模/數(shù)(A/D)與數(shù)/模(D/A)轉換接口設計、串行擴展技術以及應用系統(tǒng)綜合設計等。本書以單片機系統(tǒng)的虛擬仿真平臺Proteus 作為設計與開發(fā)工具,結合C51編譯軟件KeilμVision,采用C51語言編程。本書結合各種應用,給出了較多典型案例設計,讓讀者通過學習案例逐步掌握單片機電路設計和程序編寫方法,為讀者的軟硬件設計提供參考與借鑒。
本書可作為各類工科院校及職業(yè)技術學院的機械類、電氣與電子信息類、計算機類等各專業(yè)單片機技術課程的教材,也可作為從事單片機應用設計的工程技術人員的培訓教材和自學參考書。
本書配有PPT課件,采用本書作為教材的教師可登錄www.cmpedu.com注冊下載。本書中部分仿真實例配有二維碼,讀者可掃二維碼進行觀看。
隨著人們生活和生產(chǎn)方式的自動化及智能化程度的提高,單片機技術已融入社會的每一個角落,成為現(xiàn)代工業(yè)自動化、電子、電氣、通信及物聯(lián)網(wǎng)等領域的一門主流技術。盡管各種新型的8位、16位以及32位單片機不斷推出,但在目前應用中,以8051為內核的各種8位單片機仍然被廣泛使用。生產(chǎn)51系列單片機的生產(chǎn)廠家比較多,積累的資料也非常多,作為單片機入門,學習51系列單片機無疑是一個佳選擇。本書以ATMEL(愛特梅爾)公司的AT89S52單片機為例介紹單片機的工作原理及應用,既注重單片機理論體系的完整,又針對知識點設計了大量實例,使讀者在了解單片機理論的基礎上邊學邊練,并通過實例由淺入深地學習C51語言編程技巧和Proteus仿真方法,以及電路設計和編程思路。本書的主要特色有:
1 Proteus仿真軟件與Keil μVision工具,使單片機的軟硬件設計與調試工作不受時間地點的限制,并且通過仿真調試和運行,使讀者能更好地理解單片機的工作原理,體會由程序控制的單片機的工作過程,讓抽象難理解的單片機開發(fā)過程變得生動有趣。
2每章根據(jù)知識點設計了實例,由淺入深地講解單片機的電路設計、C語言編程及技巧和Proteus仿真方法,便于讀者邊學邊練。所有實例中的電路和程序都通過了編譯調試,確保讀者可以復現(xiàn),并提供所有例題的源代碼。
3針對很多讀者在學習例題時理解困難的問題,本書對實例中的軟件設計的關鍵環(huán)節(jié)給出了詳細的說明,并在程序中有詳細的注釋,便于理解。
4將單片機的理論與實用技術相結合,重點講解單片機的常用功能以及與C語言相關的內容;對于不常用的內容只做簡單介紹,以提高本書的精華度。
5每章配有習題,以加強知識點的鞏固。在仿真類習題中設置基本要求、擴展要求,便于分層次教學。每章仿真類習題的基本要求、擴展要求是隨著知識的不斷積累由基礎到綜合逐漸深化,實現(xiàn)能逐步設計比較完整、綜合的項目的目標。
6采用新形態(tài)教材,除了紙質書本之外,還采用微視頻的方式,將配套教材的視頻教程全部上傳到云端服務器,讀者只需通過掃描書上的二維碼即可觀看教學視頻,便于碎片化學習。
本書“虛實結合”及“做中學、學中做”的模式使學生學思結合、知行統(tǒng)一,提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力;激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當;培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學精神、精益求精的大國工匠精神及勇于探索的創(chuàng)新精神。
本書共10章:第1章為單片機概述,主要介紹單片機的基本概念、開發(fā)步驟以及單片機仿真開發(fā)環(huán)境的搭建;第2章為AT89S52單片機的硬件結構,從應用的角度介紹AT89S52單片機的引腳功能、單片機的CPU(中央處理器)和存儲器結構;第3章為單片機的輸出顯示控制,介紹單片機并行I/O端口的內部結構以及單片機與LED(發(fā)光二極管)、數(shù)碼管、LED點陣顯示屏、LCD(液晶顯示器)的接口設計與軟件編程;第4章為單片機輸入檢測,主要介紹鍵盤的工作原理、接口設計與軟件編程以及物理量轉換為開關量的信號檢測;第5章為單片機的中斷系統(tǒng),介紹中斷的基本概念、基本結構、相關的SFR(特殊功能寄存器)以及對外部中斷編程;第6章為單片機的定時器/計數(shù)器,介紹單片機片內T0、T1和T2的結構與基本原理、工作方式及其應用;第7章為單片機的串行口,介紹單片機串行通信的基本概念、串行口的結構、工作方式、雙機通信、多機通信以及單片機與計算機之間的通信;第8章為單片機與A/D、D/A轉換接口設計,介紹單片機與典型的并行A/D、D/A轉換芯片的接口電路設計以及程序設計;第9章為單片機的串行擴展技術,介紹單片機系統(tǒng)中常用的單總線、I2C總線以及SPI總線串行擴展技術;第10章為單片機應用系統(tǒng)綜合設計,主要介紹幾個綜合設計案例,每個案例都詳細介紹所用的主要器件的工作原理、系統(tǒng)設計方案、硬件設計、軟件設計以及仿真。
全書參考學時為32~64學時,教師可根據(jù)實際情況,對講授內容進行取舍或補充。
本書由東北石油大學劉霞教授、李文教授和廣西科技師范學院王忠東教授擔任主編;東北石油大學李玉爽副教授和張玉波副教授擔任副主編。劉霞教授編寫了第1、2章并負責全書的統(tǒng)稿工作,李文教授完成了全書整體架構與目錄確定以及第3章的編寫,王忠東教授完成了第7章的編寫;李玉爽副教授完成了第4、5章的編寫,張玉波副教授完成了第6章的編寫;東北石油大學劉偉老師完成了第9章的編寫,張巖老師完成了第10章的編寫,常熟理工學院高琳琳老師完成了第8章的編寫。
由于編者學識有限,書中錯誤及疏漏之處在所難免,敬請讀者批評指正,并請與主編聯(lián)系(郵箱:liuxia2k@163.com)。
編者
前言
第1章單片機概述1
11單片機的基本概念1
111什么是單片機1
112單片機類型2
12單片機的開發(fā)步驟4
13單片機仿真開發(fā)環(huán)境搭建6
131Keil C51的使用6
132Proteus仿真軟件的使用13
本章小結20
習題20
第2章AT89S52單片機的硬件結構22
21AT89S52單片機的硬件組成22
22AT89S52單片機的引腳23
221單片機的外形及引腳分布23
222引腳功能24
223單片機的小系統(tǒng)28
23AT89S52單片機的CPU28
231運算器29
232控制器31
24時鐘電路與時序32
241時鐘電路設計32
242時序33
25單片機存儲器結構34
251程序存儲器34
252數(shù)據(jù)存儲器35
253特殊功能寄存器37
254C51中的數(shù)據(jù)結構與存儲器之間的關系38
26單片機工作方式46
261片內ROM編程方式46
262復位方式47
263程序執(zhí)行方式49
264低功耗方式49
本章小結51
習題51
第3章單片機的輸出顯示控制54
31單片機并行I/O端口的內部結構54
311P0口54
312P1口56
313P2口56
314P3口57
315單片機I/O口的驅動能力58
32單片機控制LED58
321LED簡介58
322LED的控制方法59
323點亮一個LED仿真實例60
324流水燈仿真實例70
33單片機控制數(shù)碼管76
331單個數(shù)碼管的顯示原理76
332一位數(shù)碼管顯示仿真實例78
333多個數(shù)碼管的顯示原理82
334兩位數(shù)碼管靜態(tài)顯示仿真實例83
3354位數(shù)碼管動態(tài)顯示仿真實例85
34單片機控制LED點陣顯示90
3418×8 LED點陣顯示器的結構與
顯示原理90
3428×8 LED點陣顯示仿真實例91
34316×16 LED點陣顯示器結構及顯示原理93
34416×16 LED點陣顯示屏仿真實例94
35單片機控制LCD101
351LCD1602液晶顯示模塊特性與引腳101
352LCD1602液晶顯示模塊顯示原理102
353LCD1602液晶顯示模塊基本操作104
354單片機控制LCD1602顯示字符串仿真實例107
本章小結115
習題116
第4章單片機輸入檢測118
41獨立按鍵檢測118
411獨立鍵盤118
412四路搶答器仿真實例126
42矩陣鍵盤檢測130
421矩陣鍵盤的檢測原理130
422矩陣鍵盤仿真實例133
423非編碼鍵盤的掃描方式135
43開關量信號檢測136
431輸入通路結構136
432簡易汽車遠光燈自動控制仿真實例137
本章小結140
習題140
第5章單片機的中斷系統(tǒng)142
51單片機中斷技術概述142
52單片機中斷系統(tǒng)結構143
521中斷源143
522中斷請求標志位144
523中斷允許146
524中斷優(yōu)先級147
525中斷響應149
526中斷服務程序150
53外部中斷的仿真實例151
531基于外部中斷控制的LED燈
仿真實例151
532入場人數(shù)檢測仿真實例154
533簡易火焰報警器仿真實例159
534基于外部中斷的矩陣鍵盤仿真實例163
本章小結167
習題168
第6章單片機的定時器/計數(shù)器170
61T0與T1的結構與工作方式170
611T0與T1的內部結構170
612定時器/計數(shù)器的SFR172
613定時器/計數(shù)器的工作方式173
614定時器/計數(shù)器的應用步驟178
62定時器的仿真實例179
621方波信號發(fā)生器仿真實例179
622I/O口輸出PWM波形仿真實例183
623基于數(shù)碼管的秒表仿真實例186
624基于LCD的秒表仿真實例193
625脈沖寬度測量仿真實例199
63計數(shù)器的仿真實例——頻率計203
64T2的結構與工作方式208
641T2的SFR T2CON和T2MOD209
642T2的捕捉方式210
643T2的16位自動重裝載方式211
644T2的波特率發(fā)生器方式及可編程時鐘輸出213
645T2捕捉方式測量脈沖寬度仿真實例216
646T2自動重裝載定時器仿真實例219
本章小結222
習題223
第7章單片機的串行口225
71串行通信基礎225
711并行通信和串行通信225
712同步串行通信和異步串行通信226
713串行通信的制式227
714串行通信的錯誤校驗228
715串行通信標準228
72單片機串行口的內部結構230
721內部結構230
722串行口的SFR232
73串行口方式0及其應用233
731串行口方式0233
732并行輸出口擴展仿真實例235
733并行輸入口擴展仿真實例238
74串行口方式1及其應用242
741串行口方式1242
742雙機通信的仿真實例246
75串行口方式2及其應用250
751串行口方式2250
752帶奇偶校驗的雙機通信仿真實例252
76串行口方式3及其應用256
761串行口方式3256
762多機通信原理256
763多機通信仿真實例257
77單片機與計算機的串行通信264
771單片機與計算機通信基礎264
772單片機向計算機發(fā)送數(shù)據(jù)仿真實例266
773計算機向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)仿真實例273
本章小結275
習題276
第8章單片機與A/D、D/A轉換
接口設計279
81單片機與A/D轉換器的接口設計279
811A/D轉換基本知識279
812基于ADC0804的數(shù)字電壓表
仿真實例282
82單片機與D/A轉換器的接口設計294
821D/A轉換器