本书以MCS-51系列单片机为主线,从实用的角度出发,通过介绍大量单片机技能训练实例和应用实例,指导读者学习和使用单片机。 全书分为基础篇和应用篇两大部分。基础篇讲述单片机的基础知识,包括单片机原理与结构、指令系统、定时与中断、串行通信等。应用篇包括单片机的基础训练和应用实例两部分。
本书各章节由浅入深,前后呼应,使读者能够在理解掌握单片机原理的基础上,很快学会单片机的使用。本书可作为高职高专学生的单片机实训教材,也可作为从事单片机系统开发的工程技术人员的参考用书。
第1篇 基础篇
第1章 MCS-51单片机系统结构
本章学习目标
1.1 概述
1.1.1 单片机的发展历程
1.1.2 单片机的发展趋势
1.1.3 单片机系列产品介绍
1.1.4 单片机的应用及特点
1.2 单片机的内部结构
1.2.1 内部结构框图
1.2.2 引脚定义及功能
1.3 单片机的存储器结构
1.3.1 程序存储器
1.3.2 数据存储器
1.4 单片机并行I/0口
1.4.1 P0~P3口的功能
1.4.2 P0~P3口的特点
1.5 单片机的复位电路
1.5.1 复位方式
1.5.2 复位方法
1.6 单片机的时钟与时序
1.6.1 时钟电路
1.6.2 CPU时序
本章小结
习题与思考题
第2章 单片机的指令系统
本章学习目标
2.1 指令系统概述
2.1.1 指令分类
2.1.2 指令格式
2.1.3 指令字长和指令周期
2.2 寻址方式
2.2.1 直接寻址
2.2.2 立即寻址
2.2.3 寄存器寻址
2.2.4 寄存器间接寻址
2.2.5 变址寻址
2.2.6 相对寻址
2.2.7 位寻址
2.2.8 寻址方式小结
2.3 指令功能介绍
2.3.1 数据传送类指令
2.3.2 算术运算类指令
2.3.3 逻辑运算指令
2.3.4 控制转移类指令
2.3.5 位操作指令
2.3.6 伪指令
本章小结
习题与思考题
第3章 单片机的中断系统与定时器/计数器
本章学习目标
3.1 中断系统
3.1.1 中断的概念
3.1.2 中断源
3.1.3 中断控制
3.1.4 中断响应
3.1.5 中断的嵌套
3.2 单片机的定时器/计数器
3.2.1 定时器/计数器的结构
3.2.2 定时器/计数器的控制方式
3.2.3 定时器/计数器的工作方式
3.3 外部中断源的扩展
3.3.1 利用定时器/计数器溢出中断扩展外部中断源
3.3.2 使用硬件申请和软件查询法扩展外部中断源
3.3.3 用串行口进行外部中断扩展
3.3.4 应用中断控制器8259扩展外部中断源
本章小结
习题与思考题
第4章 单片机的串行通信
本章学习目标
4.1 串行通信的概念
4.1.1 串行通信的制式
4.1.2 串行通信的方式
4.2 MCS-51串行口的结构及工作方式
4.2.1 单片机串行口的结构及串行口控制寄存器
4.2.2 串行口的4种工作方式
4.2.3 串行通信的波特率
4.3 串行通信的应用
4.3.1 利用串行口扩展I/O口
4.3.2 双机通信
4.3.3 多机通信
本章小结
习题与思考题
第2篇 应用篇
第5章 单片机实用开发步骤
5.1 单片机应用系统设计的一般流程
5.2 单片机汇编程序的编辑方法
5.2.1 伟福仿真器软件包
5.2.2 汇编源程序的编辑方法
5.3 源程序的编译
5.4 程序的仿真调试
5.4.1 仿真调试的一般步骤
5.4.2 仿真调试的一般命令
5.4.3 程序的写入与运行
第6章 程序设计集锦
本章学习目标
6.1 循环程序
6.1.1 延时程序
6.1.2 数据排序程序
6.2 查表程序
6.3 分支程序
6.3.1 条件分支转移程序
6.3.2 散转程序
6.4 常用子程序集
6.4.1 子程序设计和参数传递方法
6.4.2 数制和码制转换程序
6.4.3 定点数运算程序
6.4.4 浮点数运算程序
本章小结
习题与思考题
第7章 基本I/O口的应用
7.1 P1口的应用
7.2 P0口的扩展
7.3 矩阵式LED显示器的扩展
7.4 矩阵式键盘的扩展
7.5 8255A的应用
7.6 8155的应用
7.7 8279可编程键盘/显示器接口控制实验
第8章 MCS-51单片机外部中断的应用
8.1 外部中断的应用
8.2 外部中断源的扩展
第9章 定时器/计数器的应用
9.1 定时器/计数器定时功能的应用
9.2 简易方波发生器
9.3 外部脉冲宽度的测量
第10章 串行口的应用
10.1 串行口扩展显示器
10.2 串行口扩展的键盘
10.3 双机通信练习
10.4 用电流环实现的远距离串行通信
10.5 计算机与单片机的通信练习
10.6 多机通信练习
第11章 A/D.D/A转换器的应用
11.1 8位A/D转换器ADC0809的应用
11.2 12位A/D转换器AD574A的应用
11.3 串行A/D转换器MAXl247的应用
11.4 8位D/A转换器DA00832的应用
11.5 串行D/AMAX525的应用
11.6 8位A/D.D/A转换器PCF8591的应用
第12章 步进电动机的单片机控制
12.1 步进电动机控制原理
12.1.1 步进电动机基本知识
12.1.2 步进电动机的驱动方式
12.2 步进电动机的单片机开环控制
12.2.1 串行控制
12.2.2 并行控制
12.3 步进电动机的转速控制
12.4 步进电动机加减速定位控制
12.4.1 加减速定位控制原理
12.4.2 加减速定位控制的程序设计
第1 3章 单片机的综合应用
13.1 多功能低频函数信号发生器
13.2 单片机控制的语音电路
13.3 T69630控制的液晶显示设计
13.4 由单片机构造的智能CAN总线结点
第14章 单片机系统抗干扰技术
14.1 干扰的来源
14.2 硬件抗干扰技术
14.3 软件抗干扰技术
14.4 单片机系统的抗干扰技术应用
附录A ASCII字符表
附录B MCS-51系列单片机指令表
参考文献
高职高专教育的根本任务是培养技术应用型专门人才,学生应在掌握必要的基础知识和专业知识的基础上,重点掌握从事本专业领域实际工作所需的基本知识和职业技能。为适应高职高专教育的需要,根据高职高专教育的特点,编者参考大量国内外文献资料,并总结多年积累的单片机教学与科研实践经验,从培养学生实践应用能力的角度出发,编写了本书。
本书与图书市场上大量的同类单片机书籍相比较,具有以下特点:
(1)本书为高职高专单片机实训教程,面向初学单片机的读者,并兼顾具有一定单片机应用基础的读者。
(2)全书尽量精简单片机基础部分,突出学生实践技能的培养与训练,重点指导学生掌握学习单片机的方法。
(3)本书强化单片机各个功能部件的使用,通过大量生动的实例,使学生即学即用,大大缩短了从初学到使用之间的距离。
(4)书中实训实例选材新颖、循序渐进、易于实现. 体现了直观性和可操作性。
(5)应用篇中的应用实例大多是完整的单片机应用系统,对读者具有示范和借鉴的作用,可开阔读者的视野,并使读者尽快掌握单片机系统开发的全过程。
关于本书的使用需作如下说明:
(1)为了兼顾不同程度读者的需求,本书采用基础知识与应用实训部分分开介绍的结构形式. 具有一定单片机应用基础的读者,可直接阅读应用篇,在实训和应用实例中涉及的相关基础知识(如指令、寄存器地址、寄存器功能等)可在前4章相关章节中查阅。
(2)对于初学者,学完第2章“单片机的指令系统”,即可参照第6章进行编程练习,学完第3章“单片机的中断系统与定时器/计数器”后,可参照第8章和第9章进行中断与定时的训练,学完第4章“单片机的串行通信”后,即可参照第10章进行单片机串行口训练。
(3)读者可根据实验条件对基础训练中出现的硬件电路作适当改动,对应用程序作相应的修改。
(4)为更好地学习本书内容,建议读者上机运行书中的应用程序,并能单一反三,以达到快速掌握、灵活应用的目的。
本书共14章。 第2、6、12章由李叶紫编写,第1、3、9、11、14章及13.2节和13.4节由王喜斌编写,第7章及13.1节和13.3节由胡辉编写,第4、5、10章由孙东辉编写,第8章由刘静编写,全书由李叶紫统稿。袁莉参与了绘图方面的工作,在此一并表示感谢。
由于时间仓促和水平有限,书中难免存在错误与不妥之处,敬请读者批评指正。