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本書著重介紹計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、單片微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)、軟件和硬件系統(tǒng)、基本控制算法及在工業(yè)控制中的應(yīng)用技術(shù)。全書共9章,主要內(nèi)容以單片機(jī)控制系統(tǒng)為例,介紹計算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成和控制算法;分別講述MCS-51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理、指令系統(tǒng)及程序設(shè)計(包括C51程序設(shè)計)、中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器及串行口、系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)、過程輸入/輸出通道、數(shù)字控制器設(shè)計和單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)等內(nèi)容。
本書可作為計算機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)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(jī)器人工程、電子科學(xué)與技術(shù)、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和機(jī)電一體化等專業(yè)的單片機(jī)原理或計算機(jī)控制技術(shù)課程教材。

自《單片機(jī)原理及控制技術(shù)》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(nèi)容能夠跟上新技術(shù)發(fā)展形勢及滿足課程教學(xué)需要,編者對其進(jìn)行了全面的審校,進(jìn)一步補(bǔ)充和完善了書中的工程案例,并更名為《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》,以此奉獻(xiàn)給廣大讀者。
本書基于MCS-51系列單片機(jī)進(jìn)行計算機(jī)控制技術(shù)的講解,結(jié)合目前應(yīng)用較為廣泛的C51程序設(shè)計以及KEIL C51編譯器,在匯編程序設(shè)計的基礎(chǔ)上,增加單片機(jī)C51語言應(yīng)用程序設(shè)計。注重實例引導(dǎo),使讀者快速、輕松地進(jìn)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(jī)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(jī);第2章介紹MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和時序;第3章主要介紹單片機(jī)的尋址方式、指令系統(tǒng)以及匯編語言程序設(shè)計;第4章介紹C51高級語言程序設(shè)計,從C51程序結(jié)構(gòu)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(jī)定時器、中斷系統(tǒng)及串行口進(jìn)行系統(tǒng)的介紹;第6章針對單片機(jī)系統(tǒng)中的人機(jī)交互與系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)進(jìn)行較為全面的介紹;第7章介紹計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計中的過程通道;第8章介紹計算機(jī)控制系統(tǒng)中常用的數(shù)字控制器設(shè)計原理及設(shè)計方法;第9章介紹單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)過程,作為前幾章學(xué)習(xí)后的綜合應(yīng)用,供讀者設(shè)計時參考。
本書是編者多年從事單片機(jī)原理及應(yīng)用計算機(jī)控制技術(shù)課程教學(xué)和科研的經(jīng)驗總結(jié),書中很多例題、習(xí)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(yīng)用程序,實用性較強(qiáng)。本書在內(nèi)容安排上由淺入深、由易到難、重點突出、通俗易懂。在單片機(jī)原理的基礎(chǔ)上,列舉了較多的應(yīng)用實例,突出易學(xué)實用的特點。每章后都有相關(guān)的習(xí)題,幫助學(xué)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(dǎo)和支持,借鑒了許多相關(guān)圖書編者的寶貴經(jīng)驗,在此謹(jǐn)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(jī)控制系統(tǒng)的組成 1
1.1.1　計算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件 2
1.1.2　計算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件 3
1.2　計算機(jī)控制系統(tǒng)的分類 4
1.2.1　操作指導(dǎo)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(jī)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(jī)介紹 9
1.3.1　Intel公司MCS-51系列單片機(jī) 9
1.3.2　Atmel公司AT89系列單片機(jī) 10
1.3.3　Philips公司的51系列單片機(jī) 11
習(xí)題 11
第2章　MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和時序 12
2.1　MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 12
2.1.1　MCS-51單片機(jī)的組成 12
2.1.2　MCS-51單片機(jī)CPU結(jié)構(gòu) 13
2.1.3　MCS-51單片機(jī)存儲器結(jié)構(gòu) 17
2.1.4　MCS-51單片機(jī)并行I/O端口 22
2.1.5　MCS-51單片機(jī)定時/計數(shù)器 26
2.1.6　MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng) 26
2.1.7　MCS-51單片機(jī)串行接口 27
2.2　MCS-51單片機(jī)引腳功能及片外總線結(jié)構(gòu) 27
2.2.1　MCS-51單片機(jī)引腳功能 27
2.2.2　MCS-51單片機(jī)片外總線結(jié)構(gòu) 29
2.3　MCS-51單片機(jī)的工作方式 30
2.3.1　復(fù)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(jī)的時序 33
2.4.1　MCS-51單片機(jī)時鐘電路 34
2.4.2　CPU時序的有關(guān)概念 34
2.4.3　MCS-51單片機(jī)的取指令和執(zhí)行時序 35
2.4.4　MCS-51單片機(jī)訪問外部存儲器的指令時序 36
習(xí)題 38
第3章　MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)及匯編程序設(shè)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(jī)指令系統(tǒng) 45
3.3.1　數(shù)據(jù)傳送類指令 45
3.3.2　算術(shù)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(zhuǎn)移類指令 59
3.4　匯編語言程序設(shè)計 65
3.4.1　匯編語言偽指令 65
3.4.2　結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計 68
習(xí)題 81
第4章　C51高級語言程序設(shè)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(jī) 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(jié)構(gòu) 89
4.2　C51對標(biāo)準(zhǔn)C語言的擴(kuò)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(dá)式 100
4.3.1　算術(shù)運算符 100
4.3.2　關(guān)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(dá)式和表達(dá)式語句 105
4.4　C51函數(shù) 106
4.5　C51構(gòu)造數(shù)據(jù)類型 114
4.5.1　數(shù)組和指針 114
4.5.2　結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu) 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(xí)題 136
第5章　MCS-51單片機(jī)定時器、中斷系統(tǒng)及串行口 137
5.1　MCS-51單片機(jī)的定時/計數(shù)器 137
5.1.1　定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu) 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(yīng)用舉例 142
5.2　MCS-51單片機(jī)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(biāo)志 148
5.2.3　中斷控制 150
5.2.4　中斷的處理過程及響應(yīng)時間 152
5.2.5　中斷系統(tǒng)的初始化及應(yīng)用 154
5.2.6　中斷源的擴(kuò)展 156
5.3　MCS-51單片機(jī)的串行接口 159
5.3.1　串行口的結(jié)構(gòu) 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(yīng)用舉例 165
5.3.6　串行口在多機(jī)通信中的
應(yīng)用 171
習(xí)題 172
第6章　單片機(jī)的人機(jī)交互與擴(kuò)展技術(shù) 174
6.1　單片機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)交互技術(shù) 174
6.1.1　顯示器接口技術(shù) 174
6.1.2　鍵盤接口技術(shù) 183
6.1.3　串行通信接口技術(shù) 188
6.2　存儲器的擴(kuò)展技術(shù) 194
6.2.1　存儲器擴(kuò)展中應(yīng)考慮的問題 194
6.2.2　存儲器的并行擴(kuò)展 195
6.2.3　存儲器的串行擴(kuò)展 199
6.3　系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù) 205
6.3.1　并行I/O接口的擴(kuò)展及應(yīng)用 205
6.3.2　可編程串行顯示接口芯片MAX7219及擴(kuò)展應(yīng)用 212
習(xí)題 218
第7章　過程通道 219
7.1　輸入/輸出通道結(jié)構(gòu) 219
7.1.1　輸入通道結(jié)構(gòu) 219
7.1.2　輸出通道結(jié)構(gòu) 221
7.2　多路開關(guān)及采樣量化保持 222
7.2.1　多路模擬開關(guān) 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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