以80C51系列单片机为主体,详细介绍了单片机的工作原理和应用方面的知识,内容包括单片机结构、指令系统以及典型接口器件等。
作者为本书的写作开发了实验仿真板;设计了实验电路板;以动画形式记录了多个使用实验仿真板进行实验的过程及现象。本书融进了作者多年教学、科研实践所获取的经验及实例,是作者在对单片机课程进行教学改革的基础上编写而成,摒弃了以学科体系为主线的编排方式,而采用以读者的认知规律为主线的编排方式。
随书光盘提供了作者所设计的实验仿真板、实验电路板的原理图和印刷线路板图、书中所有的例子、一些常用工具软件、作者自编软件、实验过程及现象的动画等。读者获得的不仅是一本文字教材,更是一个完整的学习环境。
本书可作为中等专业技术学校、中等职业学校、电视大学等的教学用书,也是业余电子爱好者或PC机编程爱好者自学单片机很好的教材。
第1章 概 述
1.1 单片机的发展
1.2 学习单片机的准备
1.3 计算机数据表示
1.4 计算机中常用的基本术语
1.5 存储器
思考题与习题
第2章 一步一步学单片机
2.1 软件实验环境的建立
2.2 用单片机控制LED
2.3 单片机控制单个LED闪烁发光
2.4 单片机的复位电路
2.5 省电工作方式
2.6 单片机控制8个LED闪烁发光
2.7 用按钮控制LED
2.8 并行I/O口
2.9 用单片机实现流水灯
2.10 单片机内部结构分析
2.11 硬件实验环境的建立
思考题与习题
第3章 定时/计数器、中断和串行接口
3.1 定时/计数的基本概念
3.2 单片机的定时/计数器
3.3 中断系统
3.4 定时/计数器的应用
3.5 串行通信
思考题与习题
第4章 指令系统
4.1 概 述
4.2 指令的寻址方式
4.3 数据传送类指令及练习
4.4 算术运算类指令
4.5 逻辑运算类指令
4.6 控制转移类指令
4.7 位操作类指令
4.8 程序设计实例
思考题与习题
第5章 接口技术
5.1 LED显示器的接口
5.2 键盘接口
5.3 I C总线接口
5.4 SPI总线接口
5.5 A/D转换接口
5.6 D/A转换接口
5.7 字符型液晶显示器接口
思考题与习题
第6章 应用设计举例
6.1 秒 表
6.2 可预置倒计时时钟
6.3 AT24C01A的综合应用
6.4 X5045的综合应用
6.5 发动机传感器控制仪的研制
6.6 综合练习
思考题与习题
附录A 实战——接真正的灯
A.1 工作原理
A.2 元器件的选择
A.3 安装及调试
附录B 单片机常见问题问与答
附录C 利用实验仿真板进行单片机教学的探讨
C.1 问题的提出
C.2 解决方案
C.3 教学实例
C.4 一些问题的说明
附录D 进阶与提高
D.1 DPJ8实验仿真板的使用
D.2 进阶型实验电路板
D.3 性价比较高的两款开发工具
附录E 配套光盘使用说明
E.1 文件夹内容说明
E.2 使 用
参考文献
以80C5l为内核的系列单片机在我国已应用多年,80C5土系列单片机教材数不胜数,本书则是一本引导初学者轻松入门的教材。
本书融进了作者多年教学、科研实践所获取的经验及实例,更是在作者对单片机课程进行教学改革的基础上编写的,由一些较新的教学理论作为指导,编排方式与传统的教材不完全相同,主要采用“以任务为中心”的教学模式来编排。作者在课堂教学过程中,改革了原有的授课模式,如在讲解“单片机的结构与原理”这部分知识时,安排了5个任务,以任务为核心,配置了为完成该任务而必须掌握的指令、硬件结构知识、软件操作知识等;学完这些知识以后完成该任务,然后较为系统地学习一些硬件结构知识。通过这种方式将学生普遍感到比较困难的该部分知识分解,把一个高的台阶变成若干低的台阶,使得学习者从一开始就能体会到成功的喜悦,有利于学习的顺利进行。在讲授其它部分的内容时,也打破了学科体系的束缚,以学习者的实际需求为目标,如授课时将定时/计数器、中断、串行接口部分知识安排在指令部分之前;但教学中并没有因为指令部分未学而不举例,而是直接将指令拿来使用。在教学实践中也可以看到,学习者并没有因为尚未学“指令”这一概念而无法掌握这些指令的用法。单片机的指令部分内容枯燥乏味又较抽象,是教学中的另一个难点;但按这种教学方法,在学习指令部分的知识之前,学习者已掌握多条指令的用法,加之通过前面内容的学习,有很多知识可用以对指令中的一些抽象概念作出解释,因而学得较轻松:
内容安排
在本书内容取舍方面,着重从中等职业学校、中等技术学校以及业余电子爱好者的实际出发,适当增加常用计算机基础知识,内容力求深入浅出,尽量结合实例说明问题。
第1—章介绍单片机的基本知识、计算机中数据的表示方法、计算机中常用的基本术语、存储器的工作原理及分类。
第2章是本书的重点,首先在2.1节中介绍Keil软件的使用、实验仿真板的使用。然后以5个待完成的任务为中心,介绍相关的单片机结构与原理、单片机的指令,并且应用Keil软件、实验仿真板来完成这些任务。一些不便集成到任务中的知识则分散在各任务之间介绍。最后在2.11节介绍实验电路板的制作和编程器的知识,建立一个硬件实验环境。学完本章,实际已实现初步入门,可以做一些简单的模仿性的开发、编程工作。
第3章介绍定时/计数器、中断系统、串行接口等单片机内部常用的“外围”电路。本章内容的安排不受学科体系的束缚,视每一部分为待完成的任务,以此配置知识点。学习本部分知识时,指令部分的知识尚未学习,但在本章的举例时用了多条指令。书中对这些指令的用法作了详细介绍,读者不必拘泥于指令的概念,应着重掌握这些指令的用法。
第4章介绍80C5l的指令系统,汇编语言程序设计。由于这一部分的内容相对较为枯燥、抽象,因此学习起来比较乏味,通常这是单片机学习中的一个难点。为此,本书将这部分知识安排在第2、3章以后。读者在学习本章内容时,注意结合第2、3章有关知识米字习。
第5章是接口技术的介绍,主要介绍键盘、显示器、D/A转换器、A/D转换器、具有I2C总线接口的AT24CXX系列芯片、具有SPI总线接口的X5045芯片、字符型液晶显示器等接口知识。,单片机应用面极广,所涉及的接口技术也非常多,一本书中难以全面介绍,因此本章内
容以实用为主,介绍单片机开发中典型、常用的接口技术以及目前较为流行的接口技术。虽难
免挂一漏万,但读者在掌握了这些知识后,就可以开始做一些实际的项目开发工作,并在开发
中继续学习。
第6章引导读者从入门到开发。本章首先用实验电路板设计若干个简单但比较全面的程序,读者可以利用它们来做一些比较完整的“产昂”;然后就某一个项目展开讨论,介绍这个项目开发的全部过程,并提供原理图、源程序等材料,为读者提供一个范例,以了解项目开发的过程。
附录A介绍一块强电接口板,可与2.11节介绍的单片机实验板配合使用,控制较大功率电器,如制作成真正的流水灯等。
附录B为单片机常见问题问答,这是从与作者通信的上千封电子邮件中精选出来的,其问题由学习者提出而非作者凭空想出来的,它真实地反映了各层次的学生在学习单片机时遇到的问题。
附录-C介绍作者应用单片机实验仿真板进行教学的探索过程,给出一种单片机教学、实习的新思路。
附录D则给出了让读者在入门的基础上进一步提高的方案。
附录E为本书所附光盘内容简介。
本书特点
作者为本书的写作开发了实验仿真板,设计了实验电路板。随书光盘提供了作者所设计的实验仿真板、实验电路板的原理图和印刷线路板图、书中所有的例子、一些常用工具软件、作者自编软件、记录使用实验仿真板实验过程的动画等。读者获得的不仅是一本文字教材,更是一个完整的学习环境。
单片机是一门实践性很强的学科,必须通过较多的实践操作才能学好这门课程。由于本书面向对象之一是业余电子爱好者,同时考虑到中等技术学校、职业中学的实际情况,所以在安排有关实践内容时,不假设读者是能够随时在实验室中,身边随时有老师教,而是立足于自力更生。书中不仅使用文字对有关实验内容进行细致的分析,而且在附带的光盘上还大量应用动画形式提供实验效果以供参考,对于部分内容还提供完整操作过程的动画记录,保证读者可以无师自通。
本书安排的例子大部分是由作者编写的,有一些是参考相关资料改写的,全部程序都由作者调试并通过。对于例子的使用说明也尽量详细,力争让读者“看则能用,用则能成”,保证读者在动手的过程中常常体会到成功的乐趣,而不是常常遇到挫折。
致 谢
马四锋先生提供了其设计的ispro下载型编程器,并授权将其PC端软件收入光盘;龚建伟先生提供了其设计的串口助手软件,并授权收入光盘;华旭东、夏爱联、吕向阳、史建福等参与了部分硬件电路的设计、制作及调试工作;卢忠涛、张庆明等参与了部分程序的调试;陈素娣参与了本书的多媒体制作、插图绘制、文字输入及排版等工作,在此表示由衷的感谢。
本书作者在提供文字教材的同时也通过网络为广大读者提供服务,欢迎读者与我探讨。
网站:平凡单片机工作室(http:// www.mcustudio.com);
单片机技术与教学BBS(http://bbs.Mcustudio.com)。
由于教学改革采用了较新的教学理论作为指导,可能尚未完全成熟,加之作者水平有限,书中错误与不妥之处在所难免,恳请广大读者批评指正。