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单片机应用设计培训教程——理论篇 [单片机与嵌入式系统 ┈→ 单片机]
 
定价:29元
作者:张迎新 等
书号:978-7-81124-193-8
配盘:无盘
丛书名:
出版日期:200801
开本:787×1092 1/16开
字数:426千字
点击次数:8057 次
内容简介
    本书是信息产业部中国电子企业协会、全国单片机应用设计师考试认证委员会指定的职业认证培训教材——《单片机应用设计培训教程》套书中的理论篇。

    以80C51系列中的89系列单片机为例,介绍单片机的硬件结构、工作原理、指令系统、汇编语言程序设计、接口技术、中断系统及单片机应用等内容。在各章中对关键性内容都结合实例予以说明,同时还安排了大量的思考题和习题,以利于读者对所述内容的理解、掌握、巩固和应用。

    本书的特点是深入浅出,阐述清晰,编排合理,例题丰富,适于自学和入门。

    本书既可作为单片机应用设计的培训教材,也可作为大专院校单片机课程的理论教材,以及广大工程技术人员学习开发单片机的参考用书。

前言
    单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、国防工业、工业控制、日常生活等众多领域,它不但使人类进入一个新的科学技术和工业革命,而且是发展新技术、改造老技术的强有力的武器。单片机技术加快了智能控制系统的革命,促进了生产力的发展和人类智能化的进程。单片机应用的迅速发展和普及,使得单片机应用设计师人才供不应求,十分紧俏。正是在这种形势下,推出了全国单片机应用设计师技术培训的计划。


    职业技能教育是提高我国从业人员技能水平的重要措施。《单片机应用设计培训教程》套书是为配合单片机职业培训的需要而编写的,是信息产业部中国电子企业协会、全国单片机应用设计师考试认证委员会指定的职业认证培训教材。本书是《单片机应用设计培训教程》套书中的理论篇。

    本书既可作为单片机应用设计的培训教材,也可作为大专院校单片机课程的理论教材,以及广大工程技术人员学习开发单片机的参考用书。

    为适应社会发展的需要,计算机技术发展迅速,使得单片机产品更新换代也很快,如MCS51系列单片机已经停产多年,ATMEL公司畅销多年的AT89C51/52在2003年也已经停产。目前这些产品在市场上已经很难找到,且价格较高,因而在教学内容上必须作相应改进。为使单片机教学能及时跟上单片机的发展,本书编写中结合了单片机的最新发展。 

    本书是以80C5l 系列为基础进行讲解的。在介绍具体型号时选用了美国ATMEL公司的AT89系列产品。由于该系列产品所具有的显著特点,使其在单片机市场中很快脱颖而出,并在市场上占有较大的份额。AT89系列单片机的成功使得几个著名的半导体厂家也相继生产了类似的产品,例如Philips公司的P89系列、美国 SST公司的SST89系列等,后来人们就简称此类产品为89系列单片机,它实际上还是属于80C51系列,简称为51系列。89系列单片机虽然功能不是最强,技术不是最先进,但它是源于经典的MCS51系列,考虑到教学的连续性及89系列单片机和所用开发装置的普及性,因而本书的单片机芯片实例将采用ATMEL公司的AT89S51/52单片机,它是AT89C51/52的替代产品。但是Philips等公司仍然有89C51/52的兼容产品,因此在作一般共性介绍时还是用80C51符号表示。

    本教材以单片机的基础理论为主。

    第1章为单片机概论。

    第2章为单片机结构与原理,以89系列单片机代替MCS51系列进行介绍,具体型号为AT89S51/52。

    第3章为指令系统。

    第4章为汇编语言程序设计。

    第5章为单片机的C语言程序设计。

    第6章为80C51的基本功能模块,包括定时/计数器、UART串行接口和中断系统。

    第7章为单片机的系统扩展,内容包括并行和串行总线接口的扩展方法和应用。

    第8章是接口技术,内容包括键盘、显示器等常用外设的接口原理与方法。 

    本书是作者多年教学和科研的积累。同时为了使内容更加丰富和完整,本书也引用了部分国内外的文献资料,主要来源见参考文献。在此,对有关作者表示衷心感谢。

    本套教材由何立民教授统一筹划。

    本书由张迎新主编,王胜利副主编。北京工业大学的张俊谟老师编写了第5章的部分章节,王盛军编写了5.3节,姚静波编写了3.3节,迟明华编写了8.3节,其余由张迎新编写。

    在本书的编写过程中,清华大学陆延丰老师、浙江万里学院万光毅老师、北京航空航天大学的夏继强老师、邢春香老师以及周立功等都提出了很好的建议,并提供了部分章节的素材。迟明华画了部分插图,王盛军帮助审阅了部分章节,在此一并表示衷心感谢。

    由于作者水平有限,书中的错误与不妥之处在所难免,恳请广大读者批评指正。

    本教材还配有教学课件。需要用于教学的教师,请与北京航空航天大学出版社联系。北京航空航天大学出版社联系方式如下:

    通信地址: 北京海淀区学院路37号北京航空航天大学出版社教材推广部

    邮    编: 100083

    电    话: 01082317027

    传    真: 01082328026

    E-mail:  bhkejian@126.com

    作  者  


    2007年12月

目录
第1章  概  述
1.1  计算机的发展1
1.2  单片机概述2
1.2.1  单片机的发展历史2
1.2.2  单片机的组成及特点3
1.2.3  单片机的发展趋势5
1.2.4  单片机与嵌入式系统6
1.3  单片机应用系统的结构与开发7
1.3.1  单片机应用系统的结构7
1.3.2  单片机应用系统的开发9
1.4  80C51系列单片机12
1.4.1  80C51系列单片机的发展12
1.4.2  89系列单片机的特点及分类13
第2章  单片机的结构及原理
2.1  单片机的结构15
2.1.1  标准型单片机的组成与结构15
2.1.2  引脚定义及功能18
2.2  单片机的工作原理20
2.2.1  指令与程序概述20
2.2.2  CPU的工作原理21
2.2.3  单片机执行程序的过程22
2.3  单片机的存储器25
2.3.1  存储器结构和地址空间25
2.3.2  程序存储器26
2.3.3  数据存储器27
2.4  特殊功能寄存器SFR30
2.4.1  80C51系列的SFR30
2.4.2  AT89S51/S52的SFR地址分布及寻址31
2.4.3  SFR的功能及应用33
2.5  输入/输出端口36
2.5.1  P0口37
2.5.2  P1口38
2.5.3  P2口39
2.5.4  P3口41
2.5.5  读引脚与读端口操作42
2.5.6  4个I/O端口的主要异同点42
2.6  CPU时序及时钟电路43
2.6.1  CPU时序及有关概念43
2.6.2  振荡器和时钟电路45
2.6.3  指令时序46
2.7  复位和复位电路48
2.7.1  内部复位信号的产生48
2.7.2  复位状态48
2.7.3  外部复位电路设计49
2.8  单片机的低功耗方式50
2.8.1  电源控制寄存器PCON51
2.8.2  待机方式51
2.8.3  掉电方式52
思考与练习52
第3章  指令系统
3.1  指令系统简介54
3.2  寻址方式55
3.2.1  符号注释55
3.2.2  寻址方式说明56
3.3  指令系统分类介绍60
3.3.1  数据传送类指令60
3.3.2  算术运算类指令67
3.3.3  逻辑操作类指令72
3.3.4  控制转移类指令75
3.3.5  位操作类指令79
思考与练习82
第4章  汇编语言程序设计
4.1  概  述86
4.1.1  程序设计语言86
4.1.2  汇编语言的规范87
4.1.3  汇编语言程序设计步骤90
4.2  顺序与循环程序设计91
4.2.1  顺序程序设计91
4.2.2  循环程序设计92
4.3  分支程序设计95
4.3.1  分支程序设计综述95
4.3.2  无条件/条件转移程序设计95
4.3.3  散转程序设计97
4.4  查表程序设计99
4.4.1  查表程序综述99
4.4.2  规则变量的查表程序设计99
4.4.3  非规则变量的查表程序设计101
4.5  子程序设计103
4.5.1  子程序结构与设计注意事项103
4.5.2  子程序调用与返回104
4.5.3  子程序嵌套104
4.5.4  子程序设计105
思考与练习108
第5章  C51语言程序设计
5.1  单片机的C语言概述110
5.1.1  C语言的主要优点110
5.1.2  单片机C语言使用的工具111
5.1.3  使用C语言的注意事项113
5.2  Keil C51对通用 C语言的扩展113
5.2.1  数据类型 114
5.2.2  数据的存储区类型 116
5.2.3  存储模式117
5.2.4  指  针118
5.2.5  函  数120
5.2.6  C51语言对单片机硬件的访问122
5.3  C语言与汇编语言的混合编程124
5.3.1  C语言与汇编语言混合编程注意事项124
5.3.2  带参数传递的函数调用125
5.3.3  无参数传递的函数调用127
5.3.4  混合编程举例127
思考与练习128
第6章  单片机的基本功能模块
6.1  定时/计数器129
6.1.1  定时/计数器T0、T1概述129
6.1.2  定时/计数器的控制方法131
6.1.3  定时器T0、T1的工作方式134
6.1.4  定时器T0、T1应用举例137
6.1.5  定时/计数器T2141
6.1.6  WDT监视定时器149
6.2  UART串行接口151
6.2.1  串行通信概述151
6.2.2  80C51串行口简介154
6.2.3  串行通信工作方式159
6.2.4  串行口应用举例163
6.3  中断系统169
6.3.1  概  述169
6.3.2  AT89S51单片机的中断系统172
6.3.3  中断处理过程178
6.3.4  中断程序的设计与应用183
思考与练习191
第7章  单片机的系统扩展
7.1  并行扩展概述193
7.1.1  外部并行扩展总线193
7.1.2  并行扩展的寻址方法194
7.2  存储器的并行扩展195
7.2.1  数据存储器扩展概述196
7.2.2  访问片外RAM的操作时序196
7.2.3  数据存储器扩展举例197
7.3  并行I/O接口的扩展198
7.3.1  简单并行I/O接口的扩展199
7.3.2  可编程I/O接口的扩展200
7.4  串行扩展概述204
7.4.1  常用串行总线与串行接口简介205
7.4.2  串行扩展的模拟技术208
7.4.3  串行扩展的主要特点209
7.5  I2C总线209
7.5.1  I2C总线的特点209
7.5.2  I2C总线的组成及基本工作原理210
7.5.3  I2C总线的传输时序210
7.5.4  I2C总线的通用模拟软件包213
7.5.5  I2C总线应用举例217
7.6  SPI串行接口223
7.6.1  SPI串行接口的特点223
7.6.2  SPI系统的组成及基本原理223
7.6.3  SPI串行接口的传输时序224
7.6.4  SPI串行接口的通用软件包225
7.6.5  SPI串行接口应用举例226
思考与练习229
第8章  接口技术
8.1  键盘接口230
8.1.1  键盘工作原理230
8.1.2  独立式按键232
8.1.3  行列式键盘233
8.2  显示器接口238
8.2.1  LED显示器的结构与原理239
8.2.2  LED静态显示方式241
8.2.3  LED动态显示方式243
8.2.4  液晶显示器概述245
8.2.5  字符型液晶显示模块LCM的组成及原理246
8.2.6  字符型液晶显示模块LCM的引脚及说明249
8.2.7  LCM的指令250
8.2.8  LCM的复位及初始化253
8.2.9  LCM的接口及应用举例254
8.3  D/A转换接口258
8.3.1  D/A转换器原理259
8.3.2  D/A转换器的主要技术指标260
8.3.3  并行D/A转换器260
8.3.4  串行D/A转换器264
8.4  A/D转换器268
8.4.1  A/D转换器的主要技术指标269
8.4.2  逐次逼近式A/D转换器原理270
8.4.3  逐次逼近式并行A/D转换器271
8.4.4  逐次逼近式串行A/D转换器274
思考与练习277
附录A  80C51指令表278
附录B  常用芯片引脚图284
附录C  ASCII码表286
附录D  8位二进制数的不同表达方式287
参考文献288


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