內容簡介
《單片微型計算機原理及工程套用》立足於MCS.51系列單片機,以目前使用最廣泛的MSC.51兼容產品——Atmel 89C51/89S51為對象,全面介紹了此架構類型單片機的歷史沿革、結構組成、基本原理、接口擴展技術;對以單片機為核心控制器的嵌入式系統構建,從工程套用的角度,闡述了其主要的設計方法和技術。
全書共分9章及幫助讀者自學和實踐的附錄,內容涵蓋三個層次:單片機硬體結構組成與工作原理、單片機軟體系統、單片機工程套用設計。具體包括:單片機基礎知識、51系列單片機基本結構、指令系統與程式設計、中斷系統和定時器計數器、並行串列擴展技術、單片機常用接口技術、單片機工程套用技術,KeilμVision2與Proteus、單片機高級語言C51。為了幫助讀者閱讀和學習,在每一章節前列出了本章的重點和難點內容,每章結尾給出本章小結,並為讀者開闢一個延伸閱讀關鍵字區域,幫助讀者進行深入閱讀,書中的例程都提供模擬仿真資料以各讀者練習。
《單片微型計算機原理及工程套用》是在參考了大量單片機的最新資料、汲取了工程開發套用中的許多成果和經驗後編寫而成的,兼顧了通俗性、系統性、先進性和實用性,可以作為高等院校、高職高專電氣工程及其自動化、自動化、機械設計製造及其自動化、電子信息工程、通信工程等工科專業計算機原理、單片機原理及套用的教材,也可以作為工程技術人員的參考和自學資料。
圖書目錄
第1章 單片機基礎知識 1
1.1 微機及工業控制用計算機 1
1.1.1 微型計算機的組成與工作原理 1
1.1.2 微型計算機的形態 3
1.1.3 控制用微機及其套用 3
1.2 嵌入式系統與單片機 5
1.2.1 嵌入式系統的概念 5
1.2.2 單片機的概念 6
1.2.3 單片機的分類 7
1.2.4 單片機的特點與優點 7
1.2.5 單片機的套用 8
1.3 單片機的發展 10
1.3.1 單片機的發展歷史 10
1.3.2 單片機的發展趨勢 11
1.3.3 8位單片機——MCS-51系列及其兼容機 11
1.4 計算機運算基礎知識 15
1.4.1 數制 15
1.4.2 碼制 17
1.4.3 定點數與浮點數 21
本章小結 22
習題與思考題 22
第2章 51系列單片機基本結構 24
2.1 51系列單片機的邏輯結構與引腳信號 24
2.1.1 51單片機的內部結構與功能部件 24
2.1.2 51單片機的封裝與引腳 24
2.2 單片機的微處理器 28
2.2.1 運算部件 28
2.2.2 控制部件 29
2.2.3 與CPU有關的專用暫存器組 29
2.3 單片機的時鐘與復位 31
2.3.1 時鐘電路 31
2.3.2 CPU時序 31
2.3.3 復位狀態與復位電路 33
2.3.4 CHMOS單片機的低功耗工作方式 35
2.4 存儲器組織和存儲空間 36
2.4.1 存儲器分類 37
2.4.2 程式存儲器 37
2.4.3 內部數據存儲器 38
2.4.4 外部數據存儲器 42
2.4.5 外部存儲器的訪問 42
2.4.6 單片機存儲器空間的訪問規則 43
2.5 並行I/O連線埠 44
2.5.1 P0口的結構和功能 44
2.5.2 P1口的結構和功能 46
2.5.3 P2口的結構和功能 47
2.5.4 P3口的結構和功能 47
2.6 AT89S52的增強功能 48
本章小結 50
習題與思考題 50
第3章 51單片機指令系統 52
3.1 51單片機指令系統概述 52
3.1.1 指令的語言形式 52
3.1.2 51系列單片機指令的格式 53
3.1.3 定址方式 54
3.2 數據傳送類指令 57
3.2.1 數據傳送指令 57
3.2.2 數據交換指令 60
3.2.3 堆疊操作指令 60
3.2.4 數據傳送類指令套用分析 60
3.3 算術運算類指令 61
3.3.1 算術運算類指令 62
3.3.2 算術運算類指令套用分析 63
3.4 邏輯運算類指令 64
3.4.1 邏輯運算類指令 64
3.4.2 邏輯運算類指令套用分析 65
3.5 位操作類指令 66
3.5.1 位操作類指令 66
3.5.2 位操作類指令套用分析 67
3.6 控制轉移類指令 67
3.6.1 控制轉移類指令 68
3.6.2 控制轉移類指令套用分析 71
本章小結 72
習題與思考題 72
第4章 彙編語言程式設計 74
4.1 彙編語言程式設計概述 74
4.1.1 設計彙編語言程式的方法 74
4.1.2 偽指令 76
4.1.3 彙編語言程式的結構 78
4.2 順序程式設計 79
4.3 分支程式設計 81
4.4 循環程式設計 83
4.5 子程式設計 86
4.6 程式設計舉例 89
本章小結 97
習題與思考題 97
第5章 中斷系統和定時器/計數器 100
5.1 輸入/輸出數據傳送方式 100
5.2 51單片機中斷系統 101
5.2.1 中斷及中斷技術 101
5.2.2 51系統的中斷結構 102
5.2.3 51系統的中斷處理過程 105
5.2.4 中斷的編程和套用 109
5.3 定時器/計數器 111
5.3.1 定時器/計數器結構 111
5.3.2 定時器/計數器的工作方式 113
5.3.3 定時器/計數器的編程和套用 116
本章小結 118
習題與思考題 118
第6章 並行系統擴展技術 120
6.1 並行擴展概述 120
6.1.1 最小套用系統 121
6.1.2 並行匯流排 122
6.2 並行擴展原理 123
6.2.1 並行擴展內容與方法 123
6.2.2 基本擴展晶片簡介 123
6.2.3 並行擴展編址技術 125
6.3 程式存儲器的擴展 127
6.3.1 常用程式存儲器晶片 127
6.3.2 程式存儲器擴展舉例 129
6.4 數據存儲器的擴展 133
6.4.1 常用數據存儲器晶片 133
6.4.2 數據存儲器擴展舉例 134
6.4.3 存儲器綜合擴展舉例 134
6.5 並行I/O接口擴展 137
6.5.1 I/O接口技術概述 137
6.5.2 簡單並行I/O擴展 139
6.5.3 可程式並行接口擴展方法——8255A 140
本章小結 146
習題與思考題 147
第7章 串列通信及串列擴展技術 148
7.1 串列通信概述 148
7.1.1 串列通信的基本方式 149
7.1.2 串列通信的數據傳送方式 151
7.2 常用的串列通信匯流排 152
7.2.1 RS-232C接口標準 152
7.2.2 RS-422A及RS-485接口標準 153
7.3 51系列單片機的串列接口 155
7.3.1 51單片機串列接口結構 155
7.3.2 51單片機串列接口控制暫存器 156
7.3.3 51單片機串列口的工作方式及波特率 157
7.3.4 51單片機串列口的套用 161
7.4 單片機串列擴展技術 164
7.4.1 串列擴展的種類 164
7.4.2 I2C串列匯流排 164
7.4.3 SPI及Microwire串列匯流排 171
7.4.4 1-wire串列匯流排 173
7.4.5 CAN BUS現場匯流排簡介 175
本章小結 176
習題與思考題 176
第8章 單片機常用接口技術 178
8.1 鍵盤接口 178
8.1.1 鍵盤的結構與工作原理 178
8.1.2 獨立式鍵盤 179
8.1.3 矩陣式鍵盤 180
8.2 顯示器接口 182
8.2.1 LED顯示接口 182
8.2.2 LCD顯示接口 190
8.3 數/模轉換接口 193
8.3.1 D/A轉換器概述 193
8.3.2 典型並行接口D/A轉換器晶片DAC0832 194
8.3.3 典型串列接口D/A轉換器晶片TLC5620 197
8.4 模/數轉換接口 199
8.4.1 A/D轉換器概述 199
8.4.2 典型A/D轉換器晶片ADC0809 200
8.4.3 典型串列接口A/D轉換器晶片TLC1543 205
本章小結 206
習題與思考題 207
第9章 單片機工程套用技術 208
9.1 單片機工程套用系統設計 208
9.1.1 單片機套用系統的結構 208
9.1.2 單片機套用系統設計的要求與內容 211
9.1.3 單片機套用系統設計過程及方法 211
9.1.4 單片機套用系統的開發調試工具 215
9.2 單片機套用中的抗干擾技術 217
9.2.1 硬體抗干擾設計 218
9.2.2 軟體抗干擾設計 220
9.3 單片機穩壓電源電路設計 221
9.3.1 三端穩壓器介紹 221
9.3.2 基於三端穩壓器的電源穩壓電路設計 222
9.4 開關量輸出功率驅動電路設計 223
9.4.1 三極體驅動電路 224
9.4.2 光電耦合器件驅動電路 225
9.4.3 晶閘管驅動電路 226
9.4.4 繼電器驅動電路 227
本章小結 231
習題與思考題 232
附錄A ASCII碼錶 233
附錄B MCS-51單片機指令表 234
附錄C Keil μVision2與Proteus 241
C.1 μVision2集成開發環境上機操作 241
C.1.1 μVision2的安裝 241
C.1.2 μVision2創建工程檔案 242
C.1.3 μVision2環境中的工程設定 243
C.1.4 μVision2調試 244
C.2 Proteus電路圖設計、仿真軟體
上機操作 247
C.2.1 Proteus ISIS調試 248
C.2.2 Proteus ARES設計 251
C.2.3 Proteus與Keil的聯調 252
附錄D 單片機高級語言——C51 254
D.1 標準程式格式 254
D.2 C51數據類型與存儲類型 255
D.3 單片機資源的C51定義 256
D.4 C51運算符與表達式 258
D.5 C51控制語句 260
D.6 C51的函式 261
D.7 C51程式設計舉例 262
附錄E 常用積體電路引腳排列 263
參考文獻 266