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本書著重介紹計算機控制系統(tǒng)的組成、單片微型計算機的結構、軟件和硬件系統(tǒng)、基本控制算法及在工業(yè)控制中的應用技術。全書共9章,主要內容以單片機控制系統(tǒng)為例,介紹計算機控制系統(tǒng)的結構、組成和控制算法;分別講述MCS-51系列單片機的結構及工作原理、指令系統(tǒng)及程序設計(包括C51程序設計)、中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器及串行口、系統(tǒng)擴展技術、過程輸入/輸出通道、數(shù)字控制器設計和單片機應用系統(tǒng)設計與開發(fā)等內容。
本書可作為計算機控制系統(tǒng)技術人員的參考書,也可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、機器人工程、電子科學與技術、計算機科學與技術和機電一體化等專業(yè)的單片機原理或計算機控制技術課程教材。

自《單片機原理及控制技術》出版以來,受到了廣大讀者的普遍好評,也得到了選用該書作為教材的高等院校師生們的一致肯定。為了使書中內容能夠跟上新技術發(fā)展形勢及滿足課程教學需要,編者對其進行了全面的審校,進一步補充和完善了書中的工程案例,并更名為《單片機原理及接口技術》,以此奉獻給廣大讀者。
本書基于MCS-51系列單片機進行計算機控制技術的講解,結合目前應用較為廣泛的C51程序設計以及KEIL C51編譯器,在匯編程序設計的基礎上,增加單片機C51語言應用程序設計。注重實例引導,使讀者快速、輕松地進入C51語言編程的環(huán)境。
全書共分為9章:第1章簡要介紹計算機控制系統(tǒng)的組成、分類及目前市場上常用的51系列單片機;第2章介紹MCS-51單片機的結構和時序;第3章主要介紹單片機的尋址方式、指令系統(tǒng)以及匯編語言程序設計;第4章介紹C51高級語言程序設計,從C51程序結構到如何高效地寫出C51程序做了詳盡的介紹;第5章對MCS-51單片機定時器、中斷系統(tǒng)及串行口進行系統(tǒng)的介紹;第6章針對單片機系統(tǒng)中的人機交互與系統(tǒng)擴展技術進行較為全面的介紹;第7章介紹計算機控制系統(tǒng)設計中的過程通道;第8章介紹計算機控制系統(tǒng)中常用的數(shù)字控制器設計原理及設計方法;第9章介紹單片機應用系統(tǒng)的設計與開發(fā)過程,作為前幾章學習后的綜合應用,供讀者設計時參考。
本書是編者多年從事單片機原理及應用計算機控制技術課程教學和科研的經驗總結,書中很多例題、習題都是精心挑選具有典型功能的程序或選自不同項目的部分應用程序,實用性較強。本書在內容安排上由淺入深、由易到難、重點突出、通俗易懂。在單片機原理的基礎上,列舉了較多的應用實例,突出易學實用的特點。每章后都有相關的習題,幫助學生和參考人員理解消化本書上所講授的理論知識。
全書由祝超群、劉仲民、王君和楊彬共同完成。其中第1、2、5章由祝超群編寫,第3、4、9章由劉仲民編寫,第6章由王君、楊彬編寫,第7、8章和附錄由王君編寫。最后,全書由祝超群統(tǒng)稿完成。在本書的編寫過程中,我們得到了許多同行的指導和支持,借鑒了許多相關圖書編者的寶貴經驗,在此謹向直接或間接幫助過本書出版的所有人表示誠摯的感謝。
由于編者水平有限,書中難免存在不妥之處,敬請廣大讀者批評指正。

前言
第1章　緒論 1
1.1　計算機控制系統(tǒng)的組成 1
1.1.1　計算機控制系統(tǒng)的硬件 2
1.1.2　計算機控制系統(tǒng)的軟件 3
1.2　計算機控制系統(tǒng)的分類 4
1.2.1　操作指導控制系統(tǒng) 4
1.2.2　直接數(shù)字控制系統(tǒng) 5
1.2.3　計算機監(jiān)督控制系統(tǒng) 6
1.2.4　分布式控制系統(tǒng) 7
1.2.5　現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 8
1.3　常用的51系列單片機介紹 9
1.3.1　Intel公司MCS-51系列單片機 9
1.3.2　Atmel公司AT89系列單片機 10
1.3.3　Philips公司的51系列單片機 11
習題 11
第2章　MCS-51單片機的結構和時序 12
2.1　MCS-51單片機的結構 12
2.1.1　MCS-51單片機的組成 12
2.1.2　MCS-51單片機CPU結構 13
2.1.3　MCS-51單片機存儲器結構 17
2.1.4　MCS-51單片機并行I/O端口 22
2.1.5　MCS-51單片機定時/計數(shù)器 26
2.1.6　MCS-51單片機中斷系統(tǒng) 26
2.1.7　MCS-51單片機串行接口 27
2.2　MCS-51單片機引腳功能及片外總線結構 27
2.2.1　MCS-51單片機引腳功能 27
2.2.2　MCS-51單片機片外總線結構 29
2.3　MCS-51單片機的工作方式 30
2.3.1　復位工作方式 30
2.3.2　程序執(zhí)行方式 32
2.3.3　節(jié)電工作方式 32
2.3.4　編程和校驗方式 33
2.4　MCS-51單片機的時序 33
2.4.1　MCS-51單片機時鐘電路 34
2.4.2　CPU時序的有關概念 34
2.4.3　MCS-51單片機的取指令和執(zhí)行時序 35
2.4.4　MCS-51單片機訪問外部存儲器的指令時序 36
習題 38
第3章　MCS-51單片機指令系統(tǒng)及匯編程序設計 40
3.1　指令系統(tǒng)概述 40
3.1.1　匯編指令格式 40
3.1.2　指令描述符號介紹 41
3.2　尋址方式 42
3.2.1　立即尋址 42
3.2.2　寄存器尋址 42
3.2.3　直接尋址 42
3.2.4　寄存器間接尋址 43
3.2.5　變址尋址 43
3.2.6　相對尋址 44
3.2.7　位尋址 44
3.3　MCS-51單片機指令系統(tǒng) 45
3.3.1　數(shù)據(jù)傳送類指令 45
3.3.2　算術運算類指令 50
3.3.3　邏輯運算及移位指令 55
3.3.4　位操作指令 58
3.3.5　控制轉移類指令 59
3.4　匯編語言程序設計 65
3.4.1　匯編語言偽指令 65
3.4.2　結構化程序設計 68
習題 81
第4章　C51高級語言程序設計 85
4.1　C語言高級編程 85
4.1.1　C語言的特點 85
4.1.2　C語言與MCS-51單片機 86
4.1.3　C51編譯器 86
4.1.4　KEIL 8051開發(fā)工具 88
4.1.5　C51程序結構 89
4.2　C51對標準C語言的擴展 90
4.2.1　存儲區(qū)域 90
4.2.2　數(shù)據(jù)類型 91
4.2.3　常量和變量 93
4.2.4　存儲器模式 97
4.2.5　絕對地址的訪問 98
4.3　C51的運算符及表達式 100
4.3.1　算術運算符 100
4.3.2　關系運算符和邏輯運算符 101
4.3.3　位運算符 102
4.3.4　逗號運算符 103
4.3.5　賦值運算符 103
4.3.6　條件運算符 104
4.3.7　指針與地址運算符 104
4.3.8　表達式和表達式語句 105
4.4　C51函數(shù) 106
4.5　C51構造數(shù)據(jù)類型 114
4.5.1　數(shù)組和指針 114
4.5.2　結構、共同體和枚舉 118
4.6　C51庫函數(shù) 122
4.6.1　本征庫函數(shù)和非本征庫函數(shù) 122
4.6.2　訪問SFR和位地址的REGxx.H文件 123
4.6.3　C51庫函數(shù) 124
4.7　C51程序編寫 124
4.7.1　C51程序的基本結構 124
4.7.2　編寫高效的C51程序及優(yōu)化程序 130
4.8　C51語言與匯編語言接口 132
4.8.1　C51與匯編語言的接口 132
4.8.2　函數(shù)的聲明及段名的命名規(guī)則 134
習題 136
第5章　MCS-51單片機定時器、中斷系統(tǒng)及串行口 137
5.1　MCS-51單片機的定時/計數(shù)器 137
5.1.1　定時/計數(shù)器的結構 137
5.1.2　定時/計數(shù)器的控制 138
5.1.3　定時/計數(shù)器的工作方式 139
5.1.4　定時/計數(shù)器的初始化 142
5.1.5　定時/計數(shù)器應用舉例 142
5.2　MCS-51單片機的中斷系統(tǒng) 147
5.2.1　中斷系統(tǒng)組成 147
5.2.2　中斷源和中斷請求標志 148
5.2.3　中斷控制 150
5.2.4　中斷的處理過程及響應時間 152
5.2.5　中斷系統(tǒng)的初始化及應用 154
5.2.6　中斷源的擴展 156
5.3　MCS-51單片機的串行接口 159
5.3.1　串行口的結構 159
5.3.2　串行口的工作方式 161
5.3.3　串行口的通信波特率 163
5.3.4　串行口的初始化 164
5.3.5　串行口的應用舉例 165
5.3.6　串行口在多機通信中的
應用 171
習題 172
第6章　單片機的人機交互與擴展技術 174
6.1　單片機系統(tǒng)的人機交互技術 174
6.1.1　顯示器接口技術 174
6.1.2　鍵盤接口技術 183
6.1.3　串行通信接口技術 188
6.2　存儲器的擴展技術 194
6.2.1　存儲器擴展中應考慮的問題 194
6.2.2　存儲器的并行擴展 195
6.2.3　存儲器的串行擴展 199
6.3　系統(tǒng)擴展技術 205
6.3.1　并行I/O接口的擴展及應用 205
6.3.2　可編程串行顯示接口芯片MAX7219及擴展應用 212
習題 218
第7章　過程通道 219
7.1　輸入/輸出通道結構 219
7.1.1　輸入通道結構 219
7.1.2　輸出通道結構 221
7.2　多路開關及采樣量化保持 222
7.2.1　多路模擬開關 222
7.2.2　信號采樣及量化 223
7.2.3　保持器 225
7.3　模擬量輸出通道

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