本書結(jié)合作者多年的教學(xué)與單片機實踐經(jīng)驗,以當(dāng)今市場比較典型實用的單片機應(yīng)用為例進行介紹。本書共分為8章,具體包括單片機概述、MCS-51系列單片機的硬件結(jié)構(gòu)和組成、單片機指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計、MCS-51系列單片機的中斷系統(tǒng)、MCS-51系列單片機的定時/計數(shù)器、I/O接口的擴展應(yīng)用、MCS-51系列單片機串行通信及其應(yīng)用、單片機基礎(chǔ)知識與應(yīng)用設(shè)計的仿真實例等內(nèi)容。
MCS-51系列單片機在問世之后,就開始迅速發(fā)展,其由于功能強大、可靠性高、通用性好、適應(yīng)性廣、擴展靈活及功耗低等獨特優(yōu)點深受業(yè)界青睞。MCS-51系列單片機已得到廣泛應(yīng)用,從工業(yè)控制到日常工作生活各個方面都能看到它的身影,MCS-51系列單片機經(jīng)典的結(jié)構(gòu)得到了廣大單片機使用者的推崇。單片機技術(shù)已經(jīng)成為一門不可或缺的專業(yè)技術(shù),大多數(shù)的院校電子、自動化、自動控制、機電等專業(yè)都把單片機原理及接口作為重要的基礎(chǔ)課程來開設(shè)。
本書以國內(nèi)最常用的MCS-51系列單片機硬件和軟件的使用為背景,由淺入深地介紹了MCS-51系列單片機的基礎(chǔ)知識及各種應(yīng)用開發(fā)技術(shù)。按照認知與技能形成規(guī)律,循序漸進,把知識與實踐緊密結(jié)合,以“必需、實用、拓展”為準(zhǔn)則引導(dǎo)直觀的學(xué)習(xí)。
本書以MCS-51系列單片機的硬件與軟件應(yīng)用為主要對象,詳細介紹了MCS-51系列單片機的硬件結(jié)構(gòu)和組成,單片機指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計,MCS-51系列單片機的中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器,單片機I/O口的應(yīng)用和接口擴展技術(shù),MCS-51系列單片機串行通信及其應(yīng)用等相關(guān)知識,并在基礎(chǔ)知識與應(yīng)用實驗及設(shè)計的基礎(chǔ)上提供了仿真實例。在選材上本書特別注意從實用角度出發(fā),以大量的編程方法實踐和應(yīng)用實例貫穿全書,以幫助讀者能更快地理解和掌握單片機技術(shù)及使用方法。在編寫風(fēng)格上力求由淺入深、通俗易懂,并注重實用性。整本書的內(nèi)容理論與實踐同時并存等特點特別適合該類圖書,特別是針對單片機應(yīng)用及電路綜合設(shè)計內(nèi)容等方面的知識圖文并茂,要求讀者在一定的單片機實用技能基礎(chǔ)上拓展知識點,這樣有利于使用。
為便于廣大教師類讀者選用本書,我們隨書附贈電子課件。凡一次性選用本書30冊(含)以上當(dāng)作教材使用的各位老師,均可與我們聯(lián)系索取電子課件,聯(lián)系的電子信箱為buptzjh@163com。我們核實無誤后,會盡快將電子課件發(fā)出。
本書由福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院王雅芳編寫,在編寫過程中,得到了同仁的大力支持,在此表示衷心感謝。
由于編者水平有限,時間倉促,書中難免有錯誤和不妥之處,敬請廣大讀者批評指正。
王雅芳,女,碩士畢業(yè)于廈門大學(xué),現(xiàn)主要從事教學(xué)和科研工作。已發(fā)表在中文核心期刊及以上刊物多篇論文,論文大都具有新穎的學(xué)術(shù)見解和較高的學(xué)術(shù)價值,具有重要的應(yīng)用價值和實際意義。王雅芳老師多年來一直都從事電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)和科研工作,編寫了多種深受市場認可和讀者喜愛的圖書。這些圖書都具有內(nèi)容實用、案例豐富的特點,所以既可作為高等院校電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課的教材使用,也適合廣大工程技術(shù)人員自學(xué)參考!
前言
第1章單片機概述1
1.1單片機的基本概念1
1.2單片機的發(fā)展歷史1
1.3單片機的特點與應(yīng)用領(lǐng)域2
★1.3.1單片機的特點2
★1.3.2單片機的應(yīng)用領(lǐng)域3
1.4單片機的發(fā)展使用趨勢3
1.5MCS系列和STC系列單片機4
★1.5.1MCS-51系列單片機4
★1.5.2STC系列單片機6
★1.5.3其他類型單片機7
★1.5.4單片機開發(fā)工具的使用10
1.6單片機中使用的數(shù)制與碼制19
★1.6.1進位計數(shù)制20
★1.6.2進位計數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換20
★1.6.3單片機的原碼、反碼和補碼21
★1.6.4數(shù)碼和字符的代碼表示23
1.7單片機的存儲器24
★1.7.1RAM存儲器24
★1.7.2ROM存儲器24
第2章MCS-51系列單片機的硬件結(jié)構(gòu)和組成26
2.1MCS-51系列單片機的硬件結(jié)構(gòu)26
★2.1.18051單片機的硬件組成26
★2.1.28051單片機的中央處理器26
★2.1.38051單片機的引腳30
★2.1.48051單片機存儲器的結(jié)構(gòu)31
★2.1.58051單片機的I/O接口35
★2.1.68051單片機的最小系統(tǒng)應(yīng)用37
★2.1.7時鐘電路與時序37
★2.1.8復(fù)位操作和復(fù)位電路41
★2.1.9看門狗定時器42
★2.1.10低功耗節(jié)電模式42
2.2AT89系列單片機的結(jié)構(gòu)43
★2.2.1AT89S51單片機簡介44
★2.2.2AT89系列單片機Flash的編程和校驗46
第3章單片機指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計47
3.1單片機指令系統(tǒng)概述 47
★3.1.1MCS-51系列單片機匯編指令的格式48
★3.1.2指令中的符號標(biāo)識和注釋符49
3.280C51單片機尋址方式49
★3.2.1寄存器尋址方式50
★3.2.2直接尋址方式50
★3.2.3寄存器間接尋址方式50
★3.2.4立即尋址方式51
★3.2.5變址間接尋址方式51
★3.2.6相對尋址方式52
★3.2.7位尋址方式53
3.380C51單片機指令系統(tǒng)54
★3.3.1數(shù)據(jù)傳送類指令54
★3.3.2算術(shù)運算類指令60
★3.3.3邏輯運算類指令65
★3.3.4控制轉(zhuǎn)移類指令68
★3.3.5位操作類指令75
★3.3.6訪問I/O接口指令的使用說明 78
3.480C51匯編語言程序設(shè)計79
★3.4.1偽指令79
★3.4.2常見匯編程序設(shè)計應(yīng)用83
★3.4.3匯編語言程序設(shè)計舉例91
第4章MCS-51系列單片機的中斷系統(tǒng)99
4.1單片機中斷概述99
★4.1.1中斷的基本概念99
★4.1.2中斷的作用與功能99
★4.1.3中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)100
4.2中斷源類型100
★4.2.1定時中斷類101
★4.2.2串行中斷類101
★4.2.380C51中斷系統(tǒng)101
★4.2.4中斷請求觸發(fā)方式102
4.3中斷控制102
★4.3.1中斷允許控制寄存器103
★4.3.2中斷優(yōu)先級控制寄存器103
★4.3.3中斷的響應(yīng)104
★4.3.4技術(shù)中斷的處理106
★4.3.5中斷的返回106
★4.3.6中斷請求撤除106
★4.3.7中斷響應(yīng)時間107
4.4中斷程序設(shè)計及舉例107
★4.4.1中斷初始化程序107
★4.4.2中斷服務(wù)程序108
★4.4.3中斷應(yīng)用舉例109
★4.4.480C51外部中斷源擴展110
第5章MCS-51系列單片機的定時/計數(shù)器112
5.1定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理112
★5.1.1工作方式寄存器TMOD113
★5.1.2控制寄存器TCON114
5.2定時器T0、T1的工作方式115
★5.2.1 方式0(模式0)115
★5.2.2方式1(模式1)116
★5.2.3方式2(模式2)116
★5.2.4方式3(模式3)117
5.3定時/計數(shù)器T0、T1的應(yīng)用舉例117
★5.3.1定時/計數(shù)器對輸入信號的要求117
★5.3.2定時控制、脈寬檢測119
★5.3.3電壓/頻率轉(zhuǎn)換128
5.4定時/計數(shù)器T2128
★5.4.1特殊功能寄存器T2MOD128
★5.4.2T2的狀態(tài)控制寄存器T2CON129
★5.4.3T2的工作方式 130
★5.4.4定時/計數(shù)器T2的應(yīng)用132
第6章I/O接口的擴展應(yīng)用135
6.1I/O接口的使用135
★6.1.1I/O接口的主要作用135
★6.1.2I/O接口的編址136
★6.1.3I/O接口的數(shù)據(jù)傳送方式136
6.2并行I/O接口擴展137
★6.2.1并行接口的結(jié)構(gòu)137
★6.2.2并行接口的操作137
★6.2.3單片機控制的跑馬燈138
★6.2.4I/O接口輸入/輸出應(yīng)用140
6.3單片機系統(tǒng)中的鍵盤接口設(shè)計141
★6.3.1鍵盤接口設(shè)計141
★6.3.2矩陣式鍵盤掃描應(yīng)用142
6.4單片機系統(tǒng)中的LED數(shù)碼顯示器146
★6.4.1LED數(shù)碼顯示器的結(jié)構(gòu)與原理146
★6.4.2單片機控制單管數(shù)碼顯示器147
★6.4.3秒鐘計時數(shù)碼管顯示電路149
6.5單片機系統(tǒng)中的LCD液晶顯示器151
★6.5.1字符型液晶顯示模塊的組成和基本特點151
★6.5.2LCD1602模塊接口引腳功能151
★6.5.3LCD液晶顯示器應(yīng)用154
6.6單片機控制點陣模塊信息顯示156
★6.6.1點陣模塊結(jié)構(gòu)與顯示原理156
★6.6.2單片機控制點陣模塊的應(yīng)用157
6.7并行I/O接口擴展應(yīng)用161
★6.7.18×55可編程并行I /O接口擴展161
★6.7.2用74HC系列芯片擴展I/O接口168
★6.7.3數(shù)碼管接口擴展168
★6.7.4LED點陣顯示器接口技術(shù)172
6.8D-A和A-D轉(zhuǎn)換接口技術(shù)174
★6.8.1DAC0832與MCS-51系列單片機的接口174
★6.8.2ADC0809與MCS-51系列單片機的接口176
6.9串行總線接口技術(shù)178
★6.9.1I2C串行總線擴展178
★6.9.2SPI串行總線擴展181
★6.9.31-Wire 單總線擴展184
★6.9.4Microwire總線擴展185
6.10外部存儲器擴展186
★6.10.1外部存儲器擴展方式186
★6.10.228SF040A并行存儲器接口設(shè)計187
★6.10.3擴展外部存儲器測試電路設(shè)計187
第7章MCS-51系列單片機串行通信及其應(yīng)用190
7.1概述190
★7.1.1串行通信的數(shù)據(jù)通路形式192
★7.1.2串行通信的傳輸速率192
7.2MCS51系列單片機的串行通信接口 193
★7.2.1通用的異步接收/發(fā)送器UART193
★7.2.2串行接口的控制寄存器SCON193
★7.2.3特殊功能寄存器PCON194
★7.2.4串行接口的工作方式195
★7.2.5波特率設(shè)計196
7.3串行通信應(yīng)用199
★7.3.1RS-232標(biāo)準(zhǔn)串行總線接口及應(yīng)用200
★7.3.2RS-422、RS-485標(biāo)準(zhǔn)串行總線接口及應(yīng)用202
★7.3.3移位寄存器方式203
★7.3.4雙機、多機通信應(yīng)用206
★7.3.5單片機與微機的串行通信208
第8章單片機基礎(chǔ)知識與應(yīng)用設(shè)計的仿真實例213
8.1基礎(chǔ)應(yīng)用知識213
★8.1.1門鈴聲213
★8.1.2電動機控制215
★8.1.3花樣流水燈217
★8.1.4串行接口通信測試220
8.2接口設(shè)計應(yīng)用實訓(xùn)224
★8.2.1電子琴224
★8.2.2溫度測試227
★8.2.3交通燈設(shè)計233
★8.2.4數(shù)據(jù)采集236
★8.2.5作息實時控制241
參考文獻248