MCS-51單片機原理、系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用
定 價:38 元
- 作者:萬福君、潘松峰、劉芳等
- 出版時間:2008/6/1
- ISBN:9787302169598
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP368.1
- 頁碼:
- 紙張:27
- 版次:1
- 開本:16開
本書以MCS-51系列單片機為基本內(nèi)容,介紹了微型機的基本概念,闡明了8051機的內(nèi)核結(jié)構(gòu)、工作原理、面向用戶的特性、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計以及常用外圍芯片;敘述了單片機存儲器系統(tǒng)設(shè)計、輸入輸出接口設(shè)計、A/D、D/A轉(zhuǎn)換技術(shù)和中斷系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用;討論了用戶系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計方法;C51高級語言程序設(shè)計等;最后還介紹了最新的MCS-51系列中獨具特色的新型兼容機及其新增特性。各章均附有習(xí)題與思考題。
本書內(nèi)容豐富、深入淺出、理論聯(lián)系實際、闡述清楚、通俗易懂、便于自學(xué),可作為高等院校微機原理和單片機原理課程的教材(40~60學(xué)時),也可作為從事單片機應(yīng)用和研發(fā)相關(guān)的工程技術(shù)人員的參考書。
MCS-51系列是我國較早引進的Intel公司的單片機產(chǎn)品,由于其性能優(yōu)良,已被國內(nèi)用戶廣泛認(rèn)可和采用,占有了主要的市場份額。同時,單片機產(chǎn)品的性能在不斷提高,技術(shù)在不斷更新?lián)Q代。近幾年,一些公司面向市場推出以8051為內(nèi)核,獨具特色、性能卓越的新型系列單片機,如:ATMEL公司的AT89系列,Philips公司的80C51系列,ADI公司的ADuC系列,以及SIEMENS等公司也都在8051的基礎(chǔ)上先后推出了新型兼容機。這些產(chǎn)品不僅具有相同的CPU和指令系統(tǒng),有些產(chǎn)品的引腳功能也完全相同,而其CPU的速度、功能、內(nèi)部資源以及尋址范圍、可擴展性等方面都有大幅度提高。凡是學(xué)習(xí)和使用過MCS-51單片機的人,再學(xué)習(xí)、掌握和使用該系列兼容機的新增特性就非常容易了。這樣既保護了廣大用戶早期對產(chǎn)品的軟硬件投資,又使產(chǎn)品升級換代了,保持了計算機類教材內(nèi)容的先進性。
由于MCS-51系列單片機具有體積小、功能全、價廉、面向控制、應(yīng)用軟件豐富、技術(shù)在不斷更新、開發(fā)應(yīng)用方便等優(yōu)點,可以適應(yīng)各個應(yīng)用領(lǐng)域的不同需要,因而具有極強的競爭力和生命力,應(yīng)用前景廣闊。今后它仍將是科技界、工業(yè)界廣泛選擇應(yīng)用的8位微控制器,仍將是單片機應(yīng)用的主流機種。各高校實驗室大多都配備了MCS-51系統(tǒng)仿真實驗裝置。所以,它今后仍將是高等院校教材的首選內(nèi)容之一。
本書詳盡闡述了MCS-51基本型面向用戶的特性及其系統(tǒng)設(shè)計方法,以較大篇幅介紹了MCS-51系列新型兼容機的性能。力求做到深入淺出、條理清楚、重點突出、理論聯(lián)系實際、例題多、便于自學(xué)。另外,其內(nèi)容的邏輯結(jié)構(gòu)合理、可選擇性好、便于按課程規(guī)定的學(xué)時數(shù)組織教學(xué),將作者多年的教學(xué)經(jīng)驗和科研經(jīng)驗融于書中。作為教材文字嚴(yán)謹(jǐn),內(nèi)容豐富實用,系統(tǒng)全面,覆蓋面寬,特別適合教學(xué)體系。
本書由萬福君教授主持編寫,潘松峰教授編寫了第9章,劉芳老師編寫了第8章,參加編寫的人員還有吳賀榮、王秀梅老師等。編寫過程中,各兄弟院校的專家、教授和同行都提出了很好的意見,在此向他們表示誠摯的謝意。
由于作者水平有限,書中仍難免有錯誤和不妥之處,懇請讀者批評指正。
第0章 緒論1
0.1 微型計算機發(fā)展史1
0.2 微型計算機的分類2
0.3 微型計算機的應(yīng)用3
第1章 微型機的基本知識4
1.1 微處理器、微型機和單片機的概念4
1.2 微型機模型的組成5
1.2.1 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)5
1.2.2 存儲器8
1.2.3 I/O接口和外設(shè)9
1.2.4 模型機的工作過程9
1.3 微機系統(tǒng)12
1.3.1 微機硬件組成12
1.3.2 軟件系統(tǒng)15
1.3.3 衡量計算機性能的主要技術(shù)指標(biāo)16
1.4 單片微型計算機17
1.4.1 單片機發(fā)展史17
1.4.2 單片機發(fā)展趨勢17
1.4.3 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)18
1.4.4 單片機應(yīng)用系統(tǒng)19
1.4.5 單片機典型產(chǎn)品20
1.4.6 單片機的應(yīng)用26
習(xí)題與思考28
第2章 MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)29
2.1 MCS-51單片機主要功能特點29
2.2 MCS-51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析31
2.3 MCS-51單片機的引腳功能32
2.3.1 時鐘電路32
2.3.2 控制信號33
2.3.3 I/O口35
2.3.4 MCS-51單片機管腳的應(yīng)用特性38
2.4 MCS-51的存儲器組織39
2.4.1 MCS-51程序存儲器39
2.4.2 數(shù)據(jù)存儲器41
2.4.3 專用寄存器43
2.4.4 外部數(shù)據(jù)存儲器47
2.5 MCS-51 CPU時序47
2.5.1 機器周期、狀態(tài)、相位47
2.5.2 典型指令的取指和執(zhí)行時序47
2.6 MCS-51低功耗運行方式49
2.6.1 HMOS型單片機掉電運行方式49
2.6.2 CHMOS型單片機的掉電運行方式與待機方式49
2.7 MCS-51內(nèi)部程序存儲器的寫入、校驗和加密50
2.7.1 8751片內(nèi)EPROM的寫入和擦除50
2.7.2 8751/8051內(nèi)部程序校驗51
2.7.3 內(nèi)部程序存儲器加密位52
習(xí)題與思考52
MCS-51單片機原理、系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用目錄第3章 MCS-51指令系統(tǒng)54
3.1 指令系統(tǒng)概述54
3.1.1 指令與指令系統(tǒng)54
3.1.2 程序與程序設(shè)計54
3.1.3 匯編語言55
3.1.4 偽指令57
3.1.5 MCS-51指令系統(tǒng)的特點60
3.2 MCS-51指令的尋址方式62
3.2.1 立即尋址62
3.2.2 直接尋址63
3.2.3 寄存器尋址64
3.2.4 寄存器間接尋址64
3.2.5 基址寄存器加變址寄存器間接尋址65
3.2.6 相對尋址66
3.2.7 位尋址67
3.3 MCS-51指令系統(tǒng)介紹67
3.3.1 數(shù)據(jù)傳送指令(共29條)68
3.3.2 算術(shù)運算指令(共24條)80
3.3.3 邏輯運算指令(共24條)91
3.3.4 控制轉(zhuǎn)移指令(共17條)100
3.3.5 布爾處理類指令108
習(xí)題與思考114
第4章 匯編語言程序設(shè)計119
4.1 概述119
4.1.1 采用匯編語言的優(yōu)點119
4.1.2 匯編語言程序設(shè)計步驟119
4.1.3 評價程序質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)120
4.2 簡單程序120
4.3 分支程序123
4.3.1 簡單分支程序123
4.3.2 多重分支程序124
4.3.3 N路分支程序125
4.4 循環(huán)程序129
4.4.1 循環(huán)程序的導(dǎo)出129
4.4.2 多重循環(huán)133
4.4.3 編寫循環(huán)程序應(yīng)注意的問題135
4.5 查表程序136
4.6 子程序的設(shè)計及其調(diào)用140
4.6.1 子程序的概念140
4.6.2 調(diào)用子程序的要點140
4.6.3 子程序的調(diào)用及嵌套144
4.7 程序設(shè)計舉例147
4.7.1 算術(shù)運算程序147
4.7.2 代碼轉(zhuǎn)換程序153
習(xí)題與思考156
第5章 MCS-51定時/計數(shù)器、串行口及中斷系統(tǒng)159
5.1 MCS-51定時/計數(shù)器159
5.1.1 定時/計數(shù)器結(jié)構(gòu)與工作原理159
5.1.2 定時/計數(shù)器的方式寄存器和控制寄存器161
5.1.3 定時/計數(shù)器的4種工作方式162
5.1.4 定時/計數(shù)器T2164
5.1.5 定時/計數(shù)器的初始化166
5.1.6 定時/計數(shù)器應(yīng)用舉例167
5.2 MCS-51串行口170
5.2.1 串行通信的兩種基本方式170
5.2.2 MCS-51串行口結(jié)構(gòu)171
5.2.3 串行口工作方式172
5.2.4 波特率的設(shè)計175
5.2.5 串行口的應(yīng)用177
5.3 MCS-51單片機中斷系統(tǒng)180
5.3.1 中斷的一般功能181
5.3.2 中斷請求源182
5.3.3 中斷控制183
5.3.4 中斷響應(yīng)過程185
5.3.5 外部中斷的響應(yīng)時序與觸發(fā)方式186
5.3.6 多外部中斷源的設(shè)計187
5.3.7 用軟件模擬第三個中斷優(yōu)先級189
習(xí)題與思考190
第6章 單片機系統(tǒng)擴展設(shè)計192
6.1 MCS-51系統(tǒng)擴展原理192
6.2 MCS-51存儲器系統(tǒng)配置193
6.2.1 程序存儲器193
6.2.2 數(shù)據(jù)存儲器194
6.3 程序存儲器擴展設(shè)計194
6.3.1 外部程序存儲器操作時序194
6.3.2 常用程序存儲器芯片196
6.3.3 程序存儲器擴展設(shè)計201
6.4 數(shù)據(jù)存儲器擴展設(shè)計204
6.4.1 外部數(shù)據(jù)存儲器操作時序204
6.4.2 常用數(shù)據(jù)存儲器芯片介紹205
6.4.3 數(shù)據(jù)存儲器擴展設(shè)計209
6.5 I/O接口概述212
6.6 可編程并行I/O接口芯片8255A213
6.6.1 8255A的結(jié)構(gòu)213
6.6.2 8255A的操作說明214
6.6.3 應(yīng)用舉例217
6.7 可編程RAM/IO擴展器8155/8156220
6.7.1 8155/8156芯片的結(jié)構(gòu)220
6.7.2 RAM和I/O端口尋址方式及應(yīng)用221
6.7.3 命令寄存器及狀態(tài)寄存器222
6.7.4 8155內(nèi)部定時器223
6.7.5 MCS-51與8155的接口方法和應(yīng)用實例224
6.8 用TTL芯片擴展簡單的I/O接口226
6.9 顯示器與鍵盤接口 229
6.9.1 顯示器接口229
6.9.2 鍵盤接口233
6.9.3 可編程鍵盤/顯示接口8279235
6.9.4 MCS-51與8279的連接應(yīng)用舉例243
6.10 并行打印機接口248
6.10.1 PP40的接口信號248
6.10.2 PP40的工作方式249
6.10.3 8051與PP40的接口方法252
6.10.4 打印程序設(shè)計舉例252
習(xí)題與思考258
第7章 數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口260
7.1 D/A轉(zhuǎn)換器260
7.1.1 R-2R T型解碼網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器260
7.1.2 描述D/A轉(zhuǎn)換器的性能參數(shù)261
7.2 MCS-51單片機與8位D/A轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)262
7.2.1 DAC0832的技術(shù)指標(biāo)262
7.2.2 DAC0832的結(jié)構(gòu)及原理263
7.2.3 DAC0832管腳功能263
7.2.4 8位D/A轉(zhuǎn)換器接口方法264
7.2.5 D/A轉(zhuǎn)換器的輸出方式266
7.3 MCS-51單片機與12位D/A轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)269
7.3.1 DAC1210的技術(shù)指標(biāo)269
7.3.2 DAC1210的結(jié)構(gòu)與原理269
7.3.3 8031與DAC1210轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)271
7.4 D/A轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)舉例272
7.4.1 單極性輸出接口系統(tǒng)設(shè)計272
7.4.2 雙極性輸出接口系統(tǒng)設(shè)計274
7.4.3 雙路D/A同步控制系統(tǒng)設(shè)計277
7.5 A/D轉(zhuǎn)換器278
7.5.1 雙積分A/D轉(zhuǎn)換器原理279
7.5.2 逐位逼近式A/D轉(zhuǎn)換器原理279
7.5.3 描述A/D轉(zhuǎn)換器的性能參數(shù)280
7.6 MCS-51單片機與8位A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)281
7.6.1 ADC0808/0809的主要功能281
7.6.2 ADC0808/0809的組成及工作原理281
7.6.3 ADC0808/0809管腳功能282
7.6.4 8031與ADC0808/0809接口設(shè)計283
7.7 MCS-51單片機與12位A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)287
7.7.1 AD574的技術(shù)指標(biāo)288
7.7.2 AD574結(jié)構(gòu)及工作原理288
7.7.3 AD574轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用290
7.7.4 AD574與單片機的接口及程序設(shè)計291
7.8 測控系統(tǒng)中的模擬量輸入通道292
7.8.1 模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)形式293
7.8.2 多通道模擬開關(guān)294
7.8.3 多通道模擬開關(guān)的擴展應(yīng)用296
7.8.4 采樣/保持電路297
7.9 A/D轉(zhuǎn)換中數(shù)字濾波程序設(shè)計299
7.9.1 算術(shù)平均值法濾波299
7.9.2 中值法濾波300
7.9.3 滑動平均值法濾波300
7.9.4 程序判斷法濾波300
7.9.5 復(fù)合法數(shù)字濾波300
習(xí)題與思考301
第8章 單片機C語言程序設(shè)計303
8.1 C語言與匯編語言的編程特點303
8.1.1 匯編語言的特點303
8.1.2 C語言的特點303
8.1.3 C51的特點304
8.2 C語言簡介304
8.2.1 概述304
8.2.2 C語言的數(shù)據(jù)類型305
8.2.3 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換307
8.2.4 基本運算符和表達式308
8.2.5 C程序的語句311
8.3 C51對標(biāo)準(zhǔn)C語言的擴展317
8.3.1 數(shù)據(jù)類型317
8.3.2 變量存儲類型318
8.3.3 存儲器模式319
8.3.4 特殊功能寄存器319
8.3.5 指針321
8.3.6 絕對地址的訪問322
8.3.7 函數(shù)的使用323
8.4 C51典型程序設(shè)計舉例324
8.4.1 數(shù)據(jù)分析和處理325
8.4.2 硬件(接口)的操控328
習(xí)題與思考333
第9章 與MCS-51兼容的新型單片機334
9.1 ATMEL 89系列單片機334
9.1.1 概述334
9.1.2 AT89C2051/AT89C1051單片機336
9.1.3 AT89C51/52與AT89LV51/52單片機340
9.2 Philips公司8XC552系列單片機342
9.2.1 8XC552的主要性能342
9.2.2 8XC552內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳描述342
9.2.3 8XC552特殊功能寄存器SFR343
9.2.4 8XC552并行I/O端口及復(fù)用功能345
9.2.5 脈沖寬度調(diào)制器PWM346
9.2.6 A/D轉(zhuǎn)換器347
9.2.7 定時器T2和捕捉比較邏輯349
9.2.8 監(jiān)視定時器T3352
9.2.9 8XC552 中斷系統(tǒng)353
9.2.10 I2C總線簡介354
9.3 ADI公司ADuC系列微轉(zhuǎn)換器356
9.3.1 ADuC812356
9.3.2 ADuC816373
9.3.3 ADuC824376
習(xí)題與思考379
第10章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)研制方法380
10.1 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計380
10.1.1 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計概述380
10.1.2 總體設(shè)計380
10.1.3 硬件設(shè)計382
10.1.4 可靠性設(shè)計383
10.1.5 保密性設(shè)計387
10.1.6 軟件設(shè)計388
10.2 單片機開發(fā)系統(tǒng)392
10.2.1 單片機開發(fā)系統(tǒng)與開發(fā)工具392
10.2.2 單片機開發(fā)系統(tǒng)的功能393
10.3 單片機應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)試395
10.3.1 硬件調(diào)試方法395
10.3.2 軟件調(diào)試方法397
習(xí)題與思考399
附錄A REG51.H文件400
附錄B ABSACC.H文件403
附錄C ASCII碼字符表404
附錄D MCS-51系列單片機指令表405
參考文獻412