高等學校應用型特色規(guī)劃教材：單片機原理與接口技術應用教程
定 價：38 元
- 作者：郝立 著 王賢勇 ，趙傳申 編 郝立 校
- 出版時間：2010/3/1
- ISBN：9787302219613
- 出 版 社：清華大學出版社
- 中圖法分類：TP368.1
- 頁碼：399
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《單片機原理與接口技術應用教程》是根據(jù)高等教育“單片機原理與接口技術”課程教學基本要求而編寫的。《單片機原理與接口技術應用教程》選擇MCS-51系列單片機作為主講機型，系統(tǒng)全面地介紹MCS-51單片機內(nèi)部的功能結構、軟硬件資源的原理與應用，以及使用外部電路進行功能擴展的方法。全書共12章，主要內(nèi)容包括MCS-51單片機的內(nèi)部結構、指令系統(tǒng)、匯編語言和C語言程序設計、并行接口和并行設備的擴展、中斷系統(tǒng)結構與應用、定時器／計數(shù)器原理與應用、串行接口與串行通信、模擬量接口以及單片機應用系統(tǒng)設計技術。
《單片機原理與接口技術應用教程》提供了大量實例，硬件電路、程序代碼完整，絕大部分可以作為設計“定式”，稍加修改即可重復使用。各章的實訓案例，演示了應用系統(tǒng)的開發(fā)步驟，可作為相關專業(yè)學生進行畢業(yè)設計和工程技術人員的參考資料。
《單片機原理與接口技術應用教程》提供了“單片機多功能控制板”，適合學生做多層次的簡單電機實驗。既可以實現(xiàn)單片機課程的綜合課程設計，又可以實現(xiàn)電機相關課程設計。使學生既能掌握單片機的使用，又能提高綜合應用能力。
《單片機原理與接口技術應用教程》可用作高等院校計算機、控制、電子、電工、通信等專業(yè)的教材或教學參考書，也可供從事相關專業(yè)的技術人員參考。
《單片機原理與接口技術應用教程》贈送電子教案 創(chuàng)新的體系結構——融硬件原理和軟件管理于一體。 新穎的教材內(nèi)容——基礎理論知識與實訓指導完美融合。 豐富的教學資源——免費提供電子課件、習題庫及其參考答案�！ 秵纹瑱C原理與接口技術應用教程》特別提供單片機多功能控制板，適合學生做多層次的電機實驗，提升綜合應用能力。
單片微型計算機是指在一塊大規(guī)�；虺笠�(guī)模集成電路芯片上制成的微型計算機，簡稱單片機。單芯片形式所具有的體積小、功耗低、性價比高、應用靈活等優(yōu)點，使其可以作為一個部件嵌入到各種裝置和產(chǎn)品中，廣泛應用于家用電器、辦公設備、工業(yè)控制、儀器儀表、汽車電子等領域，單片機因此又被稱為微控制器或嵌入式微控制器。
Intel公司的MCS-51系列8位單片機，以其完善的結構、豐富的功能、開放的體系，盛行30年而不衰。眾多半導體廠商(如Atmel、Microchip、Motorola、Philips等)獲得Intel公司的授權后，融合各自先進技術，針對市場需求，在兼容產(chǎn)品的設計中有所取舍，使這一單片機家族一直保持著旺盛的生命力。本書選擇MCS-51系列單片機作為主講機型，系統(tǒng)全面地介紹MCS-51單片機內(nèi)部的功能結構、軟硬件資源的原理與應用，以及使用外部電路進行功能擴展的方法。書中提供的應用實例，大多具有工程背景；各章的實訓案例演示了應用系統(tǒng)的開發(fā)步驟，可作為相關專業(yè)學生進行畢業(yè)設計和工程技術人員的參考資料。
作為“高等學校應用型特色規(guī)劃教材”叢書之一，本書力求在內(nèi)容選擇、編排順序和教學方法上有所創(chuàng)新和突破，讓學生能夠快速理解單片機內(nèi)部各功能模塊的應用特點，掌握控制電路設計和程序開發(fā)的基本工具和方法，樹立從元件到系統(tǒng)、從指令到軟件、從思路到產(chǎn)品的整體設計思想，進而提高綜合運用計算機軟硬件知識解決實際問題的能力。
本書內(nèi)容
本書共12章，各章的主要內(nèi)容簡述如下。
第1章和第2章分別介紹單片機的基本知識和MCS-51單片機的內(nèi)部結構、組織形式。這兩章為單片機應用的硬件基礎。
第3章介紹MCS-51的指令系統(tǒng)，第4章和第5章介紹匯編語言和C語言程序設計知識，以及單片機軟件系統(tǒng)開發(fā)工具和手段。這三章為單片機應用的軟件基礎。
第6章介紹并行接口和并行設備的擴展，包括并行接口的擴展、鍵盤和顯示接口、并行存儲器的擴展等；第7章介紹中斷系統(tǒng)結構、應用以及中斷源的擴展方法；第8章介紹定時器/計數(shù)器的原理與應用，包括單片機內(nèi)部的定時器/計數(shù)器，以及監(jiān)視定時器、日歷時鐘芯片的用法；第9章介紹串行接口與串行通信，內(nèi)容包括內(nèi)部串行口的結構與應用、串行總線接口SPI和I2C的結構與用法；第10章介紹模擬量接口技術。這五章的重點內(nèi)容是單片機內(nèi)部硬件資源和外部接口的特性，以及在實際應用中連接、控制各種接口部件的方法。
第11章介紹單片機應用系統(tǒng)設計技術，主要內(nèi)容包括應用系統(tǒng)設計過程以及硬件、軟件設計中的具體問題，從系統(tǒng)設計的角度綜合運用前十章的內(nèi)容。
第12章介紹一個實際的單片機應用系統(tǒng)的設計過程，作為單片機知識應用的總結。
本書特點
(1) 結構清晰，知識完整。全書按“從CPU到外設，再到系統(tǒng)”，外設接口部分按“從片內(nèi)資源到片外擴展、相關應用，再到案例實訓”的順序組織，由淺入深、循序漸進，方便學生自學，也便于教師根據(jù)教學對象、學時進行刪減。
(2) 取材均衡，內(nèi)容全面。本書從介紹芯片功能講解如何發(fā)揮電路作用入手，將單片機應用中的軟硬件設計過程合為一體，適于不同專業(yè)基礎的學生學習；在詳解單片機經(jīng)典技術的同時，對近年成功應用于單片機領域的新技術、新器件，如Flash存儲器、日歷時鐘芯片、串行總線擴展等也給出了具體應用。
(3) 實例豐富，面向應用。書中提供了大量實例，描述了問題求解過程的框架和細節(jié)，硬件電路、程序代碼完整，解析得當，突出了各知識點的應用特性。絕大部分可以作為設計“定式”，稍加修改即可重復使用。
(4) 舉一反三，對比優(yōu)化。多數(shù)實例中分析了不同的求解思路，并采用匯編語言和C語言對照編程的方式進行介紹。對于大部分硬件電路和軟件代碼，進行了結構、效率、精度、可靠性等方面的對比，而且討論了所采用手段的可擴展性。
(5) 學以致用，注重能力。各章后面的實訓案例均來自實際項目，案例說明、電路設計、軟件設計對應于項目開發(fā)過程中的分析、設計、實現(xiàn)階段的任務，便于學生樹立工程思想、提高綜合素質(zhì)。
(6) 本書提供了“單片機多功能控制板”，適合學生做多層次的簡單電機實驗。既可以實現(xiàn)單片機課程的綜合課程設計，又可以實現(xiàn)電機相關課程設計。使學生既能掌握單片機的使用，又能提高綜合應用能力。
本書由王賢勇、趙傳申主編，由東南大學自動化學院郝立老師主審。全書框架由何光明、王珊珊擬定，參與本書編寫、資料整理、校對、電路和程序調(diào)試的還有楊華慶、薛凌燕、魏茂雪、王明合、李海、吳婷、陳玉旺、陳海燕、陳智、趙梨花等，在此一并表示謝意。
本書可用作高等院校計算機、控制、電子、電工、通信等專業(yè)單片機原理與應用課程的教學用書，也可供從事相關專業(yè)的技術人員參考。
由于編者水平有限，疏漏與不足之處在所難免，懇請讀者批評指正。
注：如需“單片機多功能控制板”，請聯(lián)系我們。電話：18951878787，郵箱：iteditor@126.com。
編 者
第1章 緒論
1.1 單片機簡介
1.1.1 計算機的基本組成
1.1.2 單片機的基本結構
1.2 單片機的發(fā)展
1.2.1 單片機的發(fā)展歷史
1.2.2 單片機技術的發(fā)展特點
1.3 單片機體系結構
1.3.1 CPU設計
1.3.2 存儲器設計
1.3.3 總線結構
1.3.4 單片機與微處理器
1.3.5 單片機與嵌入式系統(tǒng)
1.4 單片機內(nèi)部數(shù)據(jù)的表示
1.4.1 數(shù)據(jù)的表示
1.4.2 數(shù)據(jù)的運算
1.4.3 指令的表示
1.5 單片機的應用與選型
1.5.1 單片機的應用
1.5.2 單片機的選型
1.5.3 單片機的學習
小結
習題
第2章 MCS-51單片機的結構
2.1 MCS-51單片機的內(nèi)部結構
2.2 MCS-51單片機的引腳功能
2.3 MCS-51單片機的CPU
2.3.1 控制器
2.3.2 運算器
2.3.3 布爾處理器
2.3.4 時鐘電路
2.3.5 時序
2.4 MCS-51單片機的存儲器組織
2.4.1 程序存儲器
2.4.2 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器
2.4.3 特殊功能寄存器
2.4.4 外部數(shù)據(jù)存儲器
2.5 MCS-51單片機的工作方式
2.5.1 復位方式
2.5.2 程序執(zhí)行方式
2.5.3 低功耗方式
2.5.4 編程和校驗方式
2.6 案例實訓——單片機最小系統(tǒng)
小結
習題
第3章 MCS-51單片機的指令系統(tǒng)
3.1 MCS-51單片機指令系統(tǒng)概述
3.1.1 指令格式
3.1.2指令分類
3.1.3 指令系統(tǒng)中使用的符號
3.2 MCS-51單片機的尋址方式
3.2.1 立即數(shù)尋址
3.2.2 直接尋址
3.2.3 寄存器尋址
3.2.4 寄存器間接尋址
3.2.5 變址尋址
3.2.6 位尋址
3.2.7 相對尋址
3.2.8 尋址方式總結
3.3 數(shù)據(jù)傳送類指令
3.3.1 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令
3.3.2 外部數(shù)據(jù)傳送指令
3.3.3 查表指令
3.3.4 堆棧操作指令
3.3.5 數(shù)據(jù)交換指令
3.4 算術邏輯運算類指令
3.4.1 算術運算指令
3.4.2 邏輯運算指令
3.4.3 移位指令
3.4.4 累加器清零指令
3.4.5 累加器內(nèi)容取反指令
3.5 位操作指令
3.5.1 位傳送指令
3.5.2 位修改指令
3.5.3 位運算指令
3.5.4 位控制轉移指令
3.6 流程控制類指令
3.6.1 無條件轉移指令
3.6.2 條件轉移指令
3.6.3 減1不為零轉移指令
3.6.4 子程序調(diào)用與返回指令
3.6.5 空操作指令
3.7 案例實訓——簡單程序設計
小結
習題
第4章 MCS-51匯編語言程序設計
4.1 匯編語言概述
4.1.1 程序設計語言
4.1.2 匯編語言程序的開發(fā)過程
4.2 匯編語言格式
4.2.1 匯編語言程序示例
4.2.2 程序語句格式
4.2.3 表達式
4.2.4 偽指令語句
4.2.5 通用的轉移和調(diào)用語句
4.2.6 條件匯編
4.2.7 程序結構
4.3 匯編程序的工作過程
4.3.1 手工匯編過程
4.3.2 機器匯編過程
4.3.3 Intel HEX文件
4.4 匯編語言程序設計
4.4.1 順序結構
4.4.2 分支結構
4.4.3 循環(huán)結構
4.4.4 子程序設計
4.5 案例實訓——HEX格式文件處理
小結
習題
第5章 MCS-51 C語言程序設計
5.1 C語言與MCS-51單片機
5.1.1 C語言程序開發(fā)過程
5.1.2 C語言的特點
5.1.3 單片機C語言的移植
5.2 單片機C語言的擴充
5.2.1 數(shù)據(jù)類型
5.2.2 存儲器類型
5.2.3 存儲模式
5.2.4 硬件資源訪問
5.2.5 指針
5.3 C語言程序結構
5.3.1 函數(shù)
5.3.2 流程控制
5.3.3 輸入與輸出
5.3.4 程序的入口
5.4 C語言與匯編語言的混合編程
5.5 案例實訓——單片機系統(tǒng)命令
接口
小結
習題
第6章 并行接口及應用
6.1 MCS-51的并行接口
6.1.1 P1口
6.1.2 P1口
6.1.3 P2口
6.1.4 P3口
6.1.5 并行接口的驅動能力
6.1.6 并行接口的應用
6.2 并行接口的擴展
6.2.1 MCS-51的總線結構
6.2.2 并行輸入接口的擴展
6.2.3 并行輸出接口的擴展
6.2.4 可編程并行接口芯片8255A
6.3 鍵盤接口
6.3.1 按鍵的抖動
6.3.2 獨立式鍵盤接口
6.3.3 矩陣式鍵盤接口
6.4 顯示接口
6.4.1 LED顯示接口
6.4.2 LCD顯示模塊接口
6.5 并行存儲器的擴展
6.5.1 程序存儲器的擴展
6.5.2 并行數(shù)據(jù)存儲器的擴展
6.5.3 Flash存儲器的擴展
6.6 內(nèi)部Flash存儲器與并行編程
6.6.1 Flash存儲器的操作方式
6.6.2 Flash存儲器的并行編程
6.6.3 Flash存儲器的其他操作
6.6.4 Flash存儲器的加密
6.7 案例實訓——交通燈控制電路
小結
習題
第7章 中斷系統(tǒng)及應用
7.1 中斷的概念
7.1.1 中斷的過程
7.1.2 中斷的作用
7.1.3 中斷系統(tǒng)的主要功能
7.2 MCS-51中斷系統(tǒng)的結構
7.2.1 中斷源
7.2.2 中斷向量
7.3 中斷的控制
7.3.1 中斷請求標志
7.3.2 中斷請求方式
7.3.3 中斷允許
7.3.4 中斷優(yōu)先級
7.4 中斷的響應
7.4.1 中斷的響應過程
7.4.2 中斷響應時間
7.4.3 中斷服務程序
7.4.4 中斷請求的撤銷
7.5 中斷系統(tǒng)的應用
7.5.1 中斷控制程序的編寫
7.5.2 巾斷服務程序的編寫
7.5.3 MCS-51的單步操作
7.6 中斷系統(tǒng)的擴展
7.6.1 中斷優(yōu)先級的擴充
7.6.2 中斷源的擴展
7.7 案例實訓——帶中斷的交通燈控制電路
小結
習題
第8章 定時器／計數(shù)器及應用
8.1 定時器／計數(shù)器T0、T1
8.1.1 T0、T1的內(nèi)部結構
8.1.2 T0、T1的工作方式
8.2 定時器／計數(shù)器T2
8.2.1 T2的結構
8.2.2 T2的工作方式
8.3 定時器／計數(shù)器的應用
8.3.1 工作方式的選擇
8.3.2 定時常數(shù)的計算
8.3.3 定時器／計數(shù)器應用舉例
8.3.4 信號的測量
8.3.5 讀取定時器／計數(shù)器
8.4 監(jiān)視定時器
8.4.1 監(jiān)視定時器的原理
8.4.2 監(jiān)視定時器芯片MAX813L
8.4.3 AT89S51的內(nèi)部監(jiān)視定時器
8.5 日歷時鐘芯片DS1302
8.5.1 DS1302簡介
8.5.2 DS1302的操作
8.5.3 DS1302的應用
8.6 案例實訓——簡易電子琴電路
小結
習題
第9章 串行接口與串行通信
9.1 串行通信簡介
9.1.1 串行通信技術分類
9.1.2 串行通信的軟件實現(xiàn)
9.1.3 串行接口與RS-232C標準
9.2 MCS-51串行口的結構
9.2.1 MCS-51串行口的結構
9.2.2 MCS-51串行U的控制
9.3 MCS-51串行U的工作方式
9.3.1 方式0——同步移位
寄存器
9.3.2 方式1——8位UART
9.3.3 方式2和3——9位UART
9.4 串行口的應用
9.4.1 波特率的計算
9.4.2 方式0的應用
9.4.3 方式1的應用
9.4.4 方式2和3的應用
9.5 多機通信方式
9.5.1 多機通信原理
9.5.2 通信協(xié)議的設計
9.6 SPI總線接口
9.6.1 SPI總線結構
9.6.2 SPI總線應用
9.7 I2C總線接口
9.7.1 I2C總線簡介
9.7.2 I2C總線協(xié)議
9.7.3 I2C串行EEPROM及其應用
9.7.4 I2C并行擴展芯片PCF8574
9.8 內(nèi)部Flash存儲器與串行編程
9.8.1 串行編程過程
9.8.2 串行編程指令
9.9 案例實訓——與PC機的通信
小結
習題
第10章 模擬量接口
10.1 D／A轉換器
10.1.1 D／A轉換原理
10.1.2 D／A轉換器的指標
10.1.3 D／A轉換器的選型
10.2 D／A轉換器的應用
10.2.1 DAC0832的結構
10.2.2 DAC0832的應用
10.2.3 DACl208的結構與應用
10.3 A／D轉換器
10.3.1 A／D轉換原理
10.3.2 A／D轉換器的指標
10.3.3 MD轉換器的選擇
10.4 A／D轉換器的應用
10.4.1 ADC0809的結構
10.4.2 ADC0809的應用
10.4.3 AD574A的結構與應用
10.5 案例實訓——模擬信號的疊加
小結
習題
第11章 單片機應用系統(tǒng)設計
11.1 單片機應用系統(tǒng)設計過程
11.1.1 單片機應用系統(tǒng)開發(fā)周期
11.1.2 軟件開發(fā)過程
11.1.3 硬件開發(fā)過程
11.1.4 軟、硬件集成測試
11.2 硬件設計中的問題
11.2.1 硬件設計的主要內(nèi)容
11.2.2 驅動與隔離技術
11.2.3 電源與低功耗系統(tǒng)
11.2.4 硬件可靠性設計
11.3 軟件設計中的問題
11.3.1 單片機應用系統(tǒng)軟件特點
11.3.2 單片機應用系統(tǒng)軟件結構
11.3.3 軟件緩沖區(qū)的使用
11.3.4 系統(tǒng)運行過程的監(jiān)控
11.3.5 軟件可靠性設計
11.4 案例實訓——自動打鈴機電路
小結
習題
第12章 單片機應用系統(tǒng)設計實踐
12.1 系統(tǒng)總體設計
12.1.1 系統(tǒng)說明
12.1.2 方案設計
12.1.3 功能設計
12.2 硬件系統(tǒng)設計
12.2.1 總體設計
12.2.2 指紋模塊簡介
12.2.3 用戶界面設計
12.3 軟件系統(tǒng)設計
12.3.1 軟件體系結構
12.3.2 軟件框架
12.3.3 硬件自檢和初始化部分
12.3.4 消息處理
12.3.5 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的設計
小結
習題
附錄A 各章習題提示與參考答案
附錄B MCS-51指令速查表
附錄C MCS-51指令(按功能順序)
參考文獻
單片微型計算機是指在一塊大規(guī)�；虺笠�(guī)模集成電路芯片上制成的微型計算機，簡稱單片機。
單芯片形式所具有的體積小、功耗低、性價比高、應用靈活等優(yōu)點，使其可以作為一個部件嵌入到各種產(chǎn)品中，而不是以常見的計算機系統(tǒng)形式出現(xiàn)。作為許多工業(yè)、自動化和消費類產(chǎn)品的核心部件，單片機用于多種場合：超市的收銀機和電子秤；家庭的烤箱、洗衣機、鬧鐘、空調(diào)、.錄像機、玩具、立體聲音響；辦公室的打印機和復印機；汽車的儀表盤和點火系統(tǒng)：工廠里的機床、設備；甚至PC機的鍵盤、磁盤驅動器等。
因為單片機通常是嵌入到實際產(chǎn)品中發(fā)揮其控制作用的，所以單片機的另一個名字是微控制器；或者根據(jù)它在產(chǎn)品中所處的地位，稱為嵌入式微控制器（EmbeddedMicrocontroller），其應用也稱為嵌入式應用。
單片機系統(tǒng)的構成與常見的微型計算機系統(tǒng)類似，其發(fā)展也與微型計算機的發(fā)展同步。只是由于面向的應用領域不同，技術進步在產(chǎn)品研發(fā)中體現(xiàn)出不同的側重點。我們先從一般計算機的構成開始介紹。
1.1.1 計算機的基本組成
現(xiàn)代計算機所遵循的是馮。諾依曼提出的體系結構，其核心即存儲程序原理：計算機在工作前，必須將保證計算機正常工作的程序以及為解決各種問題所需要的程序和數(shù)據(jù)預先存儲在具有記憶功能的存儲器中：計算機上電工作時，按照預先規(guī)定的順序依次從指定的存儲器單元中讀取程序中的每一條指令，對其分析并執(zhí)行所規(guī)定的各種動作，直到程序全部執(zhí)行完為止。
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