《單片機原理及套用（第4版）》是由張毅剛主編，高等教育出版社於2021年9月6日出版的“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材、iCourse·教材、高等學校電氣名師大講堂推薦教材。該書可作為各類工科院校和職業技術學院電氣類、電子信息類、自動化類、計算機類、儀器類等專業的單片機課程教材，也可供從事單片機套用設計的工程技術人員參考。
該書共14章，介紹了美國ATMEL公司的增強型AT89S52單片機的硬體結構及片內各外圍部件的工作原理、彙編語言指令系統以及常用程式設計，並從套用設計的角度介紹AT89S52單片機的各種擴展接口設計、接口驅動程式設計以及套用系統設計，給出較多的實際設計案例，同時還對AT89S52單片機套用系統設計中用到的各種流行器件進行了介紹，此外還介紹了單片機套用系統的抗干擾與可靠性設計。
基本介紹
- 書名：單片機原理及套用（第4版）
- 作者：張毅剛
- 類別：“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材、iCourse·教材、高等學校電氣名師大講堂推薦教材
- 出版社：高等教育出版社
- 出版時間：2021年9月6日
- 頁數：388 頁
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787040562927
- 字數：520千字
- CIP核字號：2021122365
成書過程,內容簡介,教材目錄,教學資源,教材特色,作者簡介,
成書過程
該書是在《單片機原理及套用（第3版）》的基礎上修訂而成的，融入了哈爾濱工業大學自動化測試與控制研究所教學以及開發工作的經驗體會。
該書由張毅剛擔任主編，完成了第1、2、3、5、7章的編寫以及全書統稿。副主編由趙光權（第4章、第6章）與劉連勝（第9~14章）擔任。該書由哈爾濱工業大學計算機科學與技術學院李東教授擔任主審，其為提高書稿的質量提出了修改意見。
2021年9月6日，《單片機原理及套用（第4版）》由高等教育出版社出版發行。
內容簡介
該書共分為14章，介紹與8051單片機兼容的代表性機型即美國ATMEL公司的增強型AT89S52單片機，介紹了AT89S52單片機工作原理與套用系統設計。第1~6章從套用角度介紹AT89S52單片機的硬體結構、指令系統、常用的彙編語言源程式設計以及片內各外圍部件（中斷系統、定時器/計數器及UART串列口）的工作原理和套用設計舉例。第7~10章介紹AT89S52單片機外圍擴展接口的設計，例如與鍵盤、顯示器、微型印表機、外擴存儲器、數字I/O、D/A轉換器、A/D轉換器的各種硬體接口電路設計，並對各種擴展接口的驅動程式設計也作了介紹。第11章介紹了較為流行的各種單片機串列擴展技術，如單匯流排、SPI匯流排串列、IC匯流排串列擴展技術，重點介紹了IC匯流排的串列擴展。第12章介紹了套用較多的其他擴展接口設計及套用編程。第13章對單片機套用系統的抗干擾與可靠性設計給予較詳細闡述。第14章介紹了單片機套用系統設計的基本方法以及基本調試方法。
教材目錄
前輔文 第1章 單片機概述 1.1 單片機簡介 1.2 單片機的發展歷史 1.3 單片機的特點 1.4 單片機的套用 1.5 單片機的發展趨勢 1.6 MCS-51系列與AT89S5×系列單片機 1.6.1 MCS-51系列單片機 1.6.2 AT89S5×系列單片機簡介 1.7 各種衍生品種的8051單片機 1.7.1 STC系列單片機 1.7.2 C8051F×××單片機 1.7.3 ADμC812單片機 1.7.4 華邦W77系列、W78系列單片機 1.8 PIC系列單片機與AVR系列單片機 1.8.1 PIC系列單片機 1.8.2 AVR系列單片機 1.9 其他的嵌入式處理器簡介 1.9.1 嵌入式DSP處理器 1.9.2 嵌入式微處理器 思考題及習題1 第2章 AT89S52單片機的片內硬體結構 2.1 AT89S52單片機的硬體組成 2.2 AT89S52單片機的引腳功能 2.2.1 電源及時鐘引腳 2.2.2 控制引腳 2.2.3 並行I/O口引腳 2.3 AT89S52單片機的CPU 2.3.1 運算器 2.3.2 控制器 2.4 AT89S52單片機的存儲器結構 2.4.1 程式存儲器空間 2.4.2 數據存儲器空間 2.4.3 特殊功能暫存器 2.4.4 位地址空間 2.4.5 存儲器結構總結 2.5 AT89S52單片機的並行I/O連線埠 2.5.1 P0口 2.5.2 P1口 2.5.3 P2口 2.5.4 P3口 2.6 時鐘電路與時序 2.6.1 時鐘電路設計 2.6.2 時鐘周期、機器周期、指令周期與指令時序 2.7 復位操作和復位電路 2.7.1 復位操作 2.7.2 復位電路設計 2.8 AT89S52單片機的最小套用系統 2.9 看門狗定時器（WDT）功能簡介 2.10 低功耗節電模式 2.10.1 空閒模式 2.10.2 掉電模式 思考題及習題2 第3章 8051指令系統與編程基礎 3.1 指令系統概述 3.2 指令格式 3.3 指令系統的定址方式 3.4 8051指令系統分類介紹 3.4.1 數據傳送類指令 3.4.2 算術運算類指令 3.4.3 邏輯操作類指令 3.4.4 控制跳轉類指令 3.4.5 位操作類指令 3.5 8051指令系統匯總 3.6 某些指令的說明 3.7 8051彙編語言程式設計基礎 3.7.1 程式語言概述 3.7.2 彙編語言語句和格式 3.7.3 偽指令 3.7.4 彙編語言源程式的彙編 3.8 8051彙編語言程式設計舉例 3.8.1 子程式的設計 3.8.2 查表程式設計 3.8.3 分支轉移程式設計 3.8.4 循環程式設計 思考題及習題3 第4章 AT89S52單片機的中斷系統 4.1 單片機中斷技術概述 4.2 AT89S52單片機的中斷系統結構 4.2.1 中斷請求源 4.2.2 中斷請求標誌暫存器 4.3 中斷允許與中斷優先權的控制 4.3.1 中斷允許暫存器IE 4.3.2 中斷優先權暫存器IP 4.4 回響中斷請求的條件 4.5 外部中斷的回響時間 4.6 外部中斷的觸發方式選擇 4.6.1 電平觸發方式 4.6.2 跳沿觸發方式 4.7 中斷請求的撤銷 4.8 中斷服務子程式的套用設計 4.9 多外部中斷源系統設計 4.9.1 定時器/計數器作為外部中斷源的使用方法 4.9.2 中斷和查詢結合的方法 4.9.3 用優先權編碼器擴展外部中斷源 思考題及習題4 第5章 AT89S52單片機的定時器/計數器 5.1 定時器/計數器T0與T1的結構 5.1.1 工作方式控制暫存器TMOD 5.1.2 定時器/計數器控制暫存器TCON 5.2 定時器/計數器T0與T1的4種工作方式 5.2.1 方式 5.2.2 方式 5.2.3 方式 5.2.4 方式 5.3 定時器/計數器T2的結構與工作方式 5.3.1 T2的特殊功能暫存器T2MOD和T2CON 5.3.2 T2的3種工作模式 5.4 對外部輸入的計數信號的要求 5.5 定時器/計數器的編程和套用 5.5.1 T1、T0的方式1套用 5.5.2 T1、T0的方式2套用 5.5.3 T1、T0的方式3套用 5.5.4 T1、T0的門控制位GATEx的套用——測量脈衝寬度 5.5.5 使用T1、T0的實時時鐘設計 5.5.6 T2實現1秒定時 5.5.7 使用T2測量脈衝的周期 思考題及習題5 第6章 AT89S52單片機的串列口 6.1 串列通信基礎 6.1.1 並行通信與串列通信 6.1.2 同步通信與異步通信 6.1.3 串列通信的傳輸模式 6.1.4 串列通信的錯誤校驗 6.2 串列口的結構 6.2.1 串列口控制暫存器SCON 6.2.2 特殊功能暫存器PCON 6.3 串列口的4種工作方式 6.3.1 方式 6.3.2 方式 6.3.3 方式 6.3.4 方式 6.4 多機通信 6.4.1 多機通信的工作原理 6.4.2 多機通信設計舉例 6.5 波特率的制定方法 6.5.1 波特率的定義 6.5.2 定時器T1產生波特率的計算 6.5.3 定時器/計數器T2作為波特率發生器 6.5.4 定時器/計數器T2的可程式時鐘輸出 6.6 串列通信接口標準 6.6.1 RS-232C雙機通信接口 6.6.2 RS-422A雙機通信接口 6.6.3 RS-485雙機通信接口 6.6.4 20mA電流環串列接口 6.6.5 各種串列接口性能比較 6.7 串列口的套用設計舉例 6.7.1 串列通信設計需要考慮的問題 6.7.2 雙機串列通信軟體編程 | 6.7.3 PC與單片機的點對點串列通信接口設計 6.7.4 PC與多個單片機的串列通信接口設計 思考題及習題6 第7章 顯示、開關/鍵盤及微型印表機接口設計 7.1 單片機控制發光二極體的顯示 7.1.1 單片機與發光二極體的連線 7.1.2 單片機I/O連線埠控制發光二極體的編程 7.2 開關狀態檢測 7.3 單片機控制LED數碼管的顯示 7.3.1 LED數碼管顯示原理 7.3.2 LED數碼管的顯示方式 7.3.3 LED數碼管靜態顯示設計 7.3.4 LED數碼管動態掃描顯示設計 7.4 單片機控制LED點陣顯示器顯示 7.4.1 LED點陣顯示器結構與顯示原理 7.4.2 控制16×16LED點陣顯示器的設計 7.5 單片機控制LCD1602液晶顯示器的顯示 7.5.1 LCD1602液晶顯示模組簡介 7.5.2 單片機控制字元型LCD1602的顯示案例 7.6 鍵盤接口設計 7.6.1 鍵盤接口設計應解決的問題 7.6.2 獨立式鍵盤的設計 7.6.3 矩陣式鍵盤的設計 7.6.4 單片機與專用鍵盤/顯示器晶片HD7279的接口設計 7.7 AT89S52單片機與微型印表機TPμP-40A/16A的接口 7.7.1 TPμP-40A/16A微型印表機簡介 7.7.2 AT89S52單片機與TPμP-40A/16A微型印表機的接口設計 7.8 單片機與BCD碼撥盤的接口設計 思考題及習題7 第8章 AT89S52單片機外部存儲器的並行擴展 8.1 系統並行擴展結構 8.2 地址空間分配和外部地址鎖存器 8.2.1 存儲器地址空間分配 8.2.2 外部地址鎖存器 8.3 靜態數據存儲器RAM的並行擴展 8.3.1 常用的靜態RAM（SRAM）晶片 8.3.2 外擴數據存儲器的讀/寫操作時序 8.3.3 AT89S52單片機與RAM的接口設計與軟體編程 8.4 片內Flash存儲器的編程 8.4.1 使用通用編程器的程式寫入 8.4.2 使用下載線的ISP編程 8.5 E2PROM的並行擴展 8.5.1 並行E2PROM晶片簡介 8.5.2 E2PROM的工作方式 8.5.3 AT89S52單片機擴展E2PROM AT2864的設計 思考題及習題8 第9章 AT89S52單片機的I/O擴展 9.1 I/O接口擴展概述 9.1.1 擴展的I/O接口功能 9.1.2 I/O連線埠的編址 9.1.3 I/O數據的傳送方式 9.1.4 I/O接口電路 9.2 AT89S52擴展I/O接口晶片82C55的設計 9.2.1 82C55晶片簡介 9.2.2 工作方式選擇控制字及連線埠PC置位/復位控制字 9.2.3 82C55晶片的3種工作方式 9.2.4 單片機擴展82C55晶片的接口設計 9.2.5 AT89S52單片機擴展82C55晶片的套用舉例 9.3 利用74LSTTL電路擴展並行I/O口 9.4 用AT89S52單片機的串列口擴展並行口 9.4.1 用74LS165晶片擴展並行輸入口 9.4.2 用74LS164晶片擴展並行輸出口 9.5 用I/O口控制的聲音報警接口 9.5.1 蜂鳴音報警接口 9.5.2 音樂報警接口 思考題及習題9 第10章 AT89S52單片機與DAC、ADC的接口 10.1 單片機擴展D/A轉換器概述 10.2 單片機擴展並行8位DAC0832的設計 10.2.1 DAC0832晶片簡介 10.2.2 單片機與8位D/A轉換器0832的接口設計 10.3 AT89S52單片機與12位D/A轉換器AD667的接口設計 10.3.1 12位D/A轉換器AD667簡介 10.3.2 AD667晶片與AT89S52單片機的接口設計 10.4 AT89S52與串列輸入的12位D/A轉換器AD7543的接口設計 10.4.1 AD7543晶片簡介 10.4.2 單片機擴展AD7543晶片的接口設計 10.5 單片機擴展A/D轉換器概述 10.6 單片機擴展並行8位A/D轉換器ADC 10.6.1 ADC0809晶片簡介 10.6.2 單片機與ADC0809晶片的接口設計 10.7 AT89S52單片機擴展12位串列ADC-TLC2543晶片的設計 10.7.1 TLC2543晶片的特性及工作原理 10.7.2 單片機擴展TLC2543晶片的設計 10.8 AT89S52單片機與雙積分型A/D轉換器MC14433的接口 10.8.1 MC14433 A/D轉換器簡介 10.8.2 單片機與MC14433晶片的接口設計 10.9 AT89S52單片機與V/F轉換器的接口 10.9.1 用V/F轉換器實現A/D轉換的原理 10.9.2 常用V/F轉換器LM331簡介 10.9.3 V/F轉換器與單片機的接口設計 10.9.4 V/F轉換的套用設計 思考題及習題10 第11章 單片機套用系統的串列擴展 11.1 單匯流排串列擴展 11.1.1 單匯流排系統的典型套用——DS18B20的溫度測量系統 11.1.2 單匯流排DS18B20溫度測量系統的設計 11.2 SPI匯流排串列擴展 11.3 I2C匯流排的串列擴展 11.3.1 I2C串列匯流排系統的基本結構 11.3.2 I2C匯流排的數據傳送規定 11.3.3 AT89S52的I2C匯流排系統擴展 11.3.4 I2C匯流排數據傳送的模擬 11.3.5 利用I2C匯流排擴展E2PROM AT24C02的IC卡設計 思考題及習題11 第12章 其他套用接口設計 12.1 步進電機的控制 12.1.1 控制步進電機的工作原理 12.1.2 控制步進電機的設計案例 12.2 直流電機的控制 12.2.1 控制直流電機的工作原理 12.2.2 控制直流電機的設計案例 12.3 基於時鐘/日曆晶片DS1302的電子鐘設計 12.3.1 DS1302晶片的工作原理 12.3.2 DS1302晶片的套用設計案例 思考題及習題12 第13章 單片機套用系統抗干擾與可靠性設計 13.1 干擾的來源 13.2 供電系統干擾及其抗干擾措施 13.2.1 電源噪聲來源、種類及危害 13.2.2 供電系統的抗干擾設計 13.3 過程通道干擾的抑制措施——隔離 13.3.1 光電隔離的基本配置 13.3.2 光電隔離的實現 13.4 空間干擾及抗干擾措施 13.4.1 接地技術 13.4.2 禁止技術 13.5 反電勢干擾的抑制 13.6 印製電路板的抗干擾設計 13.6.1 地線及電源線設計 13.6.2 去耦電容的配置 13.6.3 印製電路板布線的抗干擾設計 13.7 軟體抗干擾措施 13.7.1 軟體抗干擾的一般方法 13.7.2 指令冗餘和軟體陷阱 13.7.3 軟體濾波 13.7.4 開關量輸入/輸出軟體抗干擾設計 13.8 看門狗定時器的使用 思考題及習題13 第14章 單片機套用系統的設計與調試 14.1 單片機套用系統的設計步驟 14.2 單片機套用系統設計 14.2.1 硬體設計應考慮的問題 14.2.2 典型的單片機套用系統 14.2.3 系統設計中的匯流排驅動 14.2.4 軟體設計考慮的問題 14.2.5 軟體的總體框架設計 14.3 單片機套用系統的仿真開發與調試 思考題及習題14 參考文獻 |
（註：目錄排版順序為從左列至右列）
教學資源
- 配套教材
《單片機原理及套用（第4版）》配套有《單片機原理及套用（第4版）習題解答、基礎實驗及課程設計》電子書，電子書的主要內容為與主教材配套的各章習題與解答，用於考試的16套試題及其參考答案，以及22個基礎實驗題目和87個課程設計題目。
- 課程資源
《單片機原理及套用（第4版）》的數字課程資源包括與全書配套的電子教案（PPT檔案）、Proteus 總體功能介紹、Proteus ISIS演示視頻檔案和25個案例運行檔案。此外，讀者也可以登錄中國大學MOOC網站或愛課程網站學習由哈爾濱工業大學開設的“單片機原理及套用”MOOC。
教材特色
- 注重原理與套用相結合。避免僅從原理上對AT89S52單片機進行介紹，該書不僅介紹各種硬體接口的設計，而且對如何進行系統設計也做了介紹，並將原理與案例設計相結合。
- 突出了選取內容的實用性、典型性。書中所介紹的各種設計方案，均為實用的典型方案，並提供了接口設計實例及程式實例，有利於學生提高設計工作的效率。
- 對單片機套用系統設計中用到的各種器件進行了補充和更新，刪除了先前版本中某些陳舊、落後的內容和淡出市場的器件，補充了當前設計中常用的典型器件。
- 為便於自學，該書文字精練，書中各章末均有思考題與習題，供學生鞏固、消化、理解課堂所學內容之用。
作者簡介
張毅剛，哈爾濱工業大學電氣學院自動化測試與控制系教授，國家精品課、國家精品資源共享課、中國大學MOOC“單片機原理”課程負責人，黑龍江省教學名師，中華人民共和國教育部全國高校網路培訓中心“單片機原理”骨幹教師高級研修班特聘主講教授。
