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80C51单片机实用技术 [单片机与嵌入式系统 ┈→ 单片机]
 
定价:24元
作者:邹久朋
书号:978-7-81124-294-2
配盘:无盘
丛书名:
出版日期:200804
开本:787×960 1/16开
字数:347千字
点击次数:12699 次
内容简介
    本书从单片机应用中所遇到的问题出发,以系统设计为主线,从多层面揭示开发过程中容易犯的错误;系统地分解、总结软硬件设计的规律;给出许多实用的电路、程序段和成功范例,还有经过加工的速查资料、参数等。

    本书意图旨在对入门后的提高有所帮助。可供学过一些单片机基础知识而想进一步深造的大学生或研究生,从事课堂或实验教学的高等、中等学校教师和实验人员,从事单片机嵌入式系统开发和维护服务的从业人员,以及拟就业人员的学习与培训等参考使用。

前言
    单片机作为嵌入式系统的主要成员,是当今电子信息和工业控制的重要组成部分,并已渗透到各个领域。作为体现当今半导体器件制造和各种软件综合技术的载体,单片机产品的系列和型号层出,更有嵌入式操作系统和开发平台的加入,使单片机嵌入式系统的应用和普及提高到一个新的水平,进一步向高端发展。

    嵌入式系统的应用特点,决定了其发展不会沿袭通用计算机的更高、更快、更强之老路。绝大多数场合,8位机就能做得很好,而且可靠性更高。在高档MCU、MPU价格可接受,嵌入式系统用高端手段开发相对容易的情况下,一味跟风追高,不但会造成资源的浪费,而且会阻碍嵌入式应用的全面普及与提高。

    单片机芯片量体裁衣的设计,决定了其以系统的最小配置满足功能完整性的特点。但以其片上存储单元的数量和运行速度,要求像通用计算机那样调度运行机制也勉为其难,因此只能在耗用成本和开发便利之间折中,或者干脆彻底贯彻低成本、高可靠性的策略。但这样一来,单片机开发这门技术的包络量和含金量比它的硬件成本就高得多,甚至比通用计算机技术还难掌握;加上知识获取和工作性质的系统性不强,因此目前开发人员比例不高,难以满足市场需要和发展。

    由于知识结构的特点,从事单片机开发只能成为“高手”,而很难成为专家学者。可能有人不屑于单片机的区区知识,很快便一览而过,去追求更高的学术目标。其实,单片机是一门实践科技,开发者要面对多方面的问题并必须一一解决,对综合能力的要求高,而不能只靠理论上几点独特见解,因此认为单片机没大用或是旁门左道难归正统的观点是不正确的。

    较之其他领域,单片机技术的封锁更容易。尽管已问世几十年,但有价值的资料还是欠缺,大部分止步于入门阶段,或是基本实验。但在工程实际中却完全是另外一回事,理论再怎么高深,有时面对实际问题也可能一筹莫展,难切时弊。而实践能手也无暇或不愿公开,导致单片机学习路途艰难。

    用过单片机的人都会感受到其中的煎熬与陶醉,不少人会因煎熬太多而放弃。一路走来,都会留下许多经验和教训,但遗憾的是,这些都很难共享。

    为使后来者能多一些陶醉,少一些煎熬,笔者在北京航空航天大学出版社和王鹏编辑等的热情相邀、孜孜鼓励下,经一年多断续磨砺,终于定稿。

    为了打造出能满足读者实际工作需要,知识性和实用性较强的作品,反复遴选最有价值的资料,多次划分与组合对比,以选出最佳层次结构;从多个层面揭示和解析开发中易出的各种具体问题;系统地分解、总结软硬件设计的方法和规律,并依此给出许多实用、好用的电路和程序段;充分介绍和分析新颖且成功的范例,并且给出经过作者加工的速查资料、速选参数和快速设置指令等。

    本书的知识内容和层次结构不同于基础教科书,意图旨在对入门后的提高有所帮助,可供学过一些单片机基础并想进一步深造的大学生或研究生,从事课堂或实验教学的高等、中等学校教师和实验人员,从事单片机嵌入式系统开发和维护服务的从业人员,以及拟就业人员的学习与培训等参考使用。

    本书虽是以80C51系列单片机为开发对象,但其解决问题的思想和措施推广到其他系列也没有障碍。之所以选择如此传统的单片机,一是考虑各种技术资料、开发工具相对齐全;二是作者对此项工作积累了丰富的经验;三是80C51曾经是许多读者单片机入门的首选,因此具有广泛的适用性;四是多家厂商不断推出高性能低成本的新产品,使80C51仍保持着旺盛的生命力和广阔的应用市场。

    为了方便基础不同的读者,本书对深层知识的第一次涉及都尽量讲解,对导致问题和错误的原因和发生的来龙去脉也都细致交代,特别是对各程序段都加上了尽可能多的注释。

    本书是作者集多年的工作和经验的积累所成,作者的研究生魏茂强、董亚超、刘婧、林瑶瑶和周建等,也为本书的图表编排、校对和程序验证等付出辛劳,在此谨向他们,还有为本书编写提供方便的同事和家人表示感谢!同时也向为本书出版提供大力支持的北京航空航天大学出版社和编辑人员表示感谢!

    为增强国家科技实力,不但要有前瞻的科学研究,还要有成熟和精湛的实用技术。科技创新无处不在,在单片机与嵌入式系统的开发设计过程中,技术的灵活应用更显重要,本书希望对读者有所帮助和借鉴。至于水平未到之处,敬请广大读者不吝指正。
 
作者

2007年8月

于大连理工大学

目录
第1章绪论

1.1单片机应用的发展与特点1

1.2单片机系统的设计理念2

1.380C51单片机的综合评述4

1.3.180C51单片机的内部结构4

1.3.280C51单片机的存储器特点7

1.3.380C51单片机的端口特点10

1.3.480C51单片机的中断系统11

1.3.580C51单片机的串行口功能和定时/计数器11

1.3.680C51单片机的指令集12

1.480C51单片机的主要型号及发展12

1.4.1ATMEL89系列单片机13

1.4.2Philips89系列单片机16

1.4.3其他闪存系列的51单片机17

1.4.40TP系列的51单片机 18

第2章系统的硬件配置与80C51接口电路

2.1单片机的接口电路与接口技术19

2.280C51单片机常用的输入接口电路20

2.2.1按键输入接口电路20

2.2.2拨码开关和拨码盘的输入接口电路24

2.2.3脉冲式传感器类型与输入接口电路26

2.2.4比较器和施密特输入电路28

2.2.5A/D转换器输入接口电路30

2.380C51单片机常用的输出接口电路34

2.3.1位输出接口电路34

2.3.2LED显示接口电路37

2.3.3LCD显示器接口电路43

2.3.4D/A转换器接口电路44

2.3.5变宽脉冲RC滤波调压和数字电位器接口电路46

2.4外存储器接口电路和串行收发器接口电路48

2.4.1串行非易失性外存储器的接口电路48

2.4.2并行非易失性外存储器的接口电路50

2.4.3串行总线收发器接口电路52

2.5时钟振荡、复位、μP监控和外接看门狗电路54

第3章I/O口的配置技术与对应的编程

3.180C51单片机各I/O口的特点与使用原则58

3.1.180C51单片机各I/O口的结构特点与注意事项58

3.1.280C51单片机各I/O口的使用原则63

3.2I/O口的复用技术64

3.2.1偶尔承担输入任务的输出口复用技术65

3.2.2第二功能与I/O功能的复用技术67

3.2.3多用途系统中的I/O口复用技术68

3.2.4I/O口复用技术举例69

3.3I/O口的并用技术71

3.3.1增强驱动能力71

3.3.2提高功能适应性72

第4章80C51的软件编程分析

4.180C51单片机的编程环境73

4.2程序的错误分析与避免方法74

4.2.1汇编语言编程的出错问题74

4.2.2主程序和子程序易犯错误的分析与避免75

4.2.3中断服务程序易犯错误的分析与避免83

4.2.4编写特殊指令和程序段易犯的错误86

4.2.5使用串行口方式0易犯的错误90

4.3提高程序实时性的措施91

4.3.1处理随机突发任务提高实时性的措施92

4.3.2使用定时中断来处理简单但不宜耽搁的循环操作95

4.3.3优化程序结构和分层查询96

4.4提高定时精度和软件的细节质量96

4.4.1提高定时精度的措施96

4.4.2提高软件细节质量的几点措施98

第5章常用程序段的结构与编程

5.1程序的合理结构与编程103

5.1.1主程序的合理结构与编程103

5.1.2子程序的合理结构与编程104

5.2键盘扫描程序的编程与分析105

5.2.1键盘扫描程序的组成及各部分的功能105

5.2.2几种常用键盘的扫描查询程序110

5.2.3多功能复用键的编程117

5.3数码管显示程序的编程与分析118

5.3.1并行输出动态驱动数码管的显示程序118

5.3.2译码器输出驱动数码管的显示程序124

5.3.3串行输出静态驱动数码管的显示程序128

第6章80C51设计应用实例

6.1高可靠性警示灯续接控制器133

6.1.1装置原理与硬件最小系统设计133

6.1.2软件的编程设计134

6.2加热炉升温速度和温度曲线调节器137

6.2.1控制续增通电占空比的温升调节器的设计137

6.2.2通过测量比较进行控制的温度曲线跟随调节器的设计141

6.3转速温度测量仪151

6.3.1装置原理与硬件系统设计152

6.3.2软件的编程设计154

6.4基于RS485通信的变频器运行参数显示调节器167

6.4.1硬件系统设计168

6.4.2软件设计与各个功能的协调实现170

6.5 机械平台调节定位控制器180

6.5.1硬件系统的设计180

6.5.2软件程序设计182

第7章单片机系统的可靠性设计

7.1提高安全可靠性的设计原则与措施188

7.1.1输入/输出接口电路的完善性设计188

7.1.2电源的合理设计与选用192

7.1.3器件选择留有适当的负荷充裕度194

7.1.4充分与合理地使用保安保险元器件195

7.1.5合理的布线及安装工艺196

7.2抗干扰措施的选择与使用196

7.2.1硬件的抗干扰设计197

7.2.2软件的抗干扰设计201

7.3系统的容错性设计207

7.3.1系统与外部连接接口的避错与容错207

7.3.2软件的容错性设计208


附录A80C51指令一览表211

附录B80C51的位地址215

附录C80C51的中断设置216

附录D定时器/计数器的设置218

附录E80C51串行口的设置221

附录FAT89S8252增加的SFR224

附录GP89LPC938的SFR一览表227

附录H测量转速值的部分子程序232

参考文献237


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