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内容简介

本书以51系列单片机为硬件基础，以汇编语言为软件编程基础，系统全面地介绍51系列单片机的基本知识与基本应用，主要内容包括：微型计算机基础、51系列单片机硬件基础，软件编程基础—汇编语言基础，P0~P3口、中断系统、定时器/计数器、串行口应用基础，并行总线接口扩展技术，串行总线接口扩展技术，液晶与点阵显示器应用示例，应用系统设计基础等。提供大量实例及详细说明与注释，硬件设计实例都经过Proteus仿真，每章配有本章小结、习题、实验与设计等，提供配套电子课件、程序代码、习题参考答案与实验指导。

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ISBN：9787121261916

开本：16开

页数：284

字数：513

本书目录

目    录
 
第1章  微型计算机基础	1
1.1  微型计算机的定义与工作过程	1
1.1.1  定义	1
1.1.2  冯?诺依曼体系	1
1.1.3  工作过程	2
1.2  计算机中的数制和编码基础	3
1.2.1  计算机中的数制及转换	3
1.2.2  原码、反码、补码	3
1.2.3  定点数和浮点数	4
1.2.4  计算机中常用的编码	5
1.3  微型计算机结构	7
1.3.1  微型计算机硬件结构概述	7
1.3.2  微型计算机软件概述	8
1.3.3  CPU、存储器、I/O口、总线	11
1.4  中断、定时器/计数器、串行通信、
并行通信的初步认识	17
1.4.1  中断的初步认识	17
1.4.2  定时器/计数器的初步认识	18
1.4.3  并行通信与串行通信的初步认识	18
1.5  CPU与外设的数据传输方式	20
1.5.1  无条件传输方式	20
1.5.2  程序查询传输方式	20
1.5.3  中断传输方式	21
1.5.4  DMA传输方式	21
本章小结	22
习题	22
第2章  51系列单片机硬件基础	23
2.1  认识单片机	23
2.1.1  单片机的特点、应用、分类、
      发展趋势	23
2.1.2  常用的单片机产品	27
2.1.3  MCS-51单片机已成为国际
      经典	29
2.1.4  单片机与CPU、ARM、嵌入式
      系统的关系	30
2.1.5  单片机应用系统开发的软硬件
      环境	32
2.2  51单片机的总体结构	34
2.2.1  内部结构	34
2.2.2  外部引脚说明	35
2.2.3  CPU的时序周期	38
2.3  51单片机的存储器	39
2.3.1  程序存储器	39
2.3.2  数据存储器	40
2.3.3  特殊功能寄存器	42
本章小结	45
习题	45
第3章  51系列单片机软件编程基础—
        汇编语言	46
3.1  51单片机指令系统概述	46
3.1.1  指令格式	46
3.1.2  操作数的类型	46
3.1.3  指令描述约定	47
3.1.4  寻址方式	47
3.2  51单片机指令系统	50
3.2.1  数据传送类指令	50
3.2.2  算术运算类指令	54
3.2.3  逻辑运算类指令	59
3.2.4  控制转移类指令	61
3.2.5  位操作类指令	66
3.3  51单片机的伪指令	68
3.4  51单片机汇编语言程序设计基础	71
3.4.1  程序设计概述	71
3.4.2  顺序结构程序设计	72
3.4.3  分支结构的程序设计	73
3.4.4  循环结构的程序设计	76
3.4.5  查表程序的设计	80
本章小结	82
习题	82

第4章  51系列单片机P0～P3口应用
         基础	84
4.1  认识51单片机的P0～P3口	84
4.1.1  P1口	84
4.1.2  P3口	85
4.1.3  P0口	85
4.1.4  P2口	86
4.1.5  P0～P3口特点总结	87
4.2  输出操作	87
4.2.1  基本输出操作举例—字节输出
      与位输出	87
4.2.2  扩展输出操作举例—流水灯与
      霹雳灯	88
4.2.3  扩展输出操作举例—8段LED
      静态与动态显示	90
4.3  输入操作	94
4.3.1  闸刀型开关输入信号	95
4.3.2  单个按钮型开关输入信号	95
4.3.3  多个按钮型开关输入信号—
      键盘	98
4.4  实验与设计	103
本章小结	107
习题	107
第5章  51系列单片机中断系统应用
        基础	108
5.1  中断系统的再认识	108
5.1.1  中断的有关概念	108
5.1.2  中断处理过程	109
5.2  认识51单片机中断系统	111
5.2.1  51单片机中断系统结构	111
5.2.2  中断控制寄存器	112
5.2.3  中断优先级与中断响应	113
5.2.4  有中断时的程序结构	115
5.3  外部中断举例	116
5.3.1  外部中断源初始化	116
5.3.2  外部中断实例	117
5.4  实验与设计	121
本章小结	123
习题	123
第6章  51系列单片机的定时器/计数器
      应用基础	124
6.1  可编程的硬件定时器/计数器的
     再认识	124
6.1.1  功能	124
6.1.2  工作原理	124
6.1.3  计数器初值的计算	125
6.2  认识51单片机的定时器/计数器	125
6.2.1  定时器/计数器的的结构	125
6.2.2  定时器/计数器的控制寄存器	126
6.2.3  定时器/计数器工作模式	127
6.3  定时器/计数器的应用举例	130
6.3.1  定时器/计数器的初始化	130
6.3.2  应用举例	132
6.4  实验与设计	138
本章小结	140
习题	141
第7章  51系列单片机串行口应用基础	142
7.1  串行通信的再认识	142
7.1.1  异步串行通信与同步串行通信	142
7.1.2  波特率	145
7.1.3  串行通信的检错与纠错	146
7.1.4  串行接口芯片UART和
      USART	146
7.2  认识51单片机的串行接口	147
7.2.1  串行口的结构原理	147
7.2.2  串行口的应用控制	148
7.3  51单片机串行口的工作方式	149
7.3.1  串行口工作方式0	150
7.3.2  串行口工作方式1	153
7.3.3  串行口工作方式2	157
7.3.4  工作方式3	159
7.4  51单片机串行口的应用举例	160
7.4.1  串行口编程基础	160
7.4.2  串行口应用举例	162
7.5  实验与设计	168
本章小结	170
习题	171
第8章  51系列单片机并行总线接口扩展
        技术	172
8.1  51单片机并行I/O口扩展基础	172
8.1.1  系统扩展总线结构图	172
8.1.2  典型的锁存器芯片74LS273	173
8.1.3  典型的三态缓冲器74LS244	173
8.1.4  可编程的I/O接口芯片8255A	174
8.2  并行总线的连接	178
8.2.1  数据线、控制线的连接	178
8.2.2  译码信号的形成—系统扩展的
      寻址	179
8.3  并行I/O接口芯片扩展示例	181
8.3.1  利用锁存器与缓冲器扩展并行
      的输入/输出口示例	181
8.3.2  利用8255A扩展并行的输入/
      输出口示例	183
8.3.3  利用8255A作为8段LED静态
      显示输出口的示例	184
8.3.4  利用8255A作为8段LED动态
      显示输出口的示例	186
8.4  模拟量接口技术	189
8.4.1  A/D与D/A转换器概述	190
8.4.2  8位并行D/A转换器DAC0832
      接口示例	196
8.4.3  12位并行D/A转换器DAC1208
      接口示例	202
8.4.4  8位并行A/D转换器ADC0809
      接口示例	204
8.5  实验与设计	207
本章小结	210
习题	211
第9章  51系列单片串行总线接口扩展
         技术	212
9.1  I2C总线接口技术	212
9.1.1  认识I2C总线接口	212
9.1.2  I2C总线典型器件AT24C02
      应用举例	214
9.2   SPI总线接口技术	219
9.2.1  认识SPI总线	220
9.2.2  SPI总线典型器件X25045应用
      举例	221
9.3  单总线（1-wire）接口技术	225
9.3.1  认识单总线（1-wire）	225
9.3.2  单总线典型器件DS18B20应用
      举例	226
9.4  典型串行A/D接口芯片TLC2543
     的编程示例	231
本章小结	235
习题	235
第10章  51系列单片机液晶与点阵显示器
          应用示例	236
10.1  51单片机液晶显示器接口技术	236
10.1.1  认识LCD显示器	236
10.1.2  字符型LCD1602液晶显示
       模块接口技术	237
10.1.3  点阵式带汉字库12864液晶
       显示模块接口技术	242
10.2  51单片机点阵LED显示器接口
      技术	250
10.2.1  认识点阵LED显示器	250
10.2.2  一个5×7点阵一个字符
      显示	251
10.2.3  两个8×8点阵字符串显示	252
本章小结	254
习题	254
第11章  51系列单片机应用系统的设计	255
11.1  单片机应用系统结构以及设计
      内容	255
11.1.1  单片机应用系统的一般硬件
       组成	255
11.1.2  单片机应用系统的设计内容	257
11.2  单片机应用系统的一般设计方法	258
11.2.1  确定系统的功能与性能	258
11.2.2  确定系统基本结构	258
11.2.3  单片机应用系统硬件与软件
       设计	259
11.2.4  资源分配	261
11.3  单片机应用系统的调试	262
11.3.1  单片机应用系统调试工具	262
11.3.2  单片机应用系统的一般调试
       方法	263
11.4  单片机应用系统的设计实例——
      集中供暖小型换热站控制系统的
      设计	266
11.4.1  系统描述	267
11.4.2  设计方案	267
11.4.3  硬件电路设计	268
11.4.4  软件设计	271
本章小结	272
习题	273
附录A  ASCII码字符表	274
附录B  单片机应用资料的网上查询方法	275
附录C  Proteus常用分离器件名称	276
参考文献	277

展开

前言

前    言
“微型计算机原理及应用”课程是学习和掌握微型计算机硬件基本知识和软件程序设计的入门课程，通过理论课程和实践环节的学习，掌握微型计算机的基本组成、工作原理、接口技术（硬件与软件），使学生具有应用微型计算机开发产品的初步能力。现代的微型计算机应用系统设计大都是采用单片机—单片机应用系统设计。因此，该课程是：以CPU为核心的自动化产品的设计基础。
作为微型计算机的一个重要分支——单片机发展迅速，应用领域日益扩大，特别是在工业测控、智能仪器仪表、机电一体化产品、家电等领域得到了广泛的应用。因此，世界上许多集成电路生产厂商相继推出了各种类型的单片机，尤其是美国Intel公司生产的MCS-51系列单片机，由于其具有集成度高、处理能力强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，在我国也得到了广泛的应用，并取得了令人瞩目的成果。尽管目前世界各大公司研制的各种高性能、不同型号的单片机不断问世，但由于MCS-51单片机具有易于学习和掌握、性价比高等优点，并且以MCS-51单片机基本内核为核心的各种扩展和增强型的单片机不断推出，另外由于MCS-51单片机内核技术几乎包含了单片机理论基础和技术的全部，具有较好的系统性和完整性，再加上几十年来，国内已积累了丰富的技术资料、完整的实验环境与开发设备，因此51系列单片机技术非常适合课堂教学，学懂、弄通51单片机的基本理论与应用技术，也就打好了学习、应用单片机的基础，即使学、用其他系列的单片机也就不难了。
在ARM微控制器刚推向市场时，曾有人断言，它将独占单片机市场。而几年来市场销售情况证明，8位字长的单片机市场主流没有发生变化，而且今后相当长一段时期内不会改变。随着单片机技术的发展，功能的不断增强及其应用规范性，目前应用于嵌入式系统的计算机内核绝大部分是单片机。所以说，单片机是构成嵌入式应用系统中最典型的主流机型。学好单片机基本理论及其技术，是开发、设计各类嵌入式应用系统的基础。
本书仍以51系列单片机为基础进行编写，充实新的内容，编排的更符合教学规律和要求，力求论述精炼、正确、由浅入深、重点突出、理论联系实际、着重应用，进一步提高全书的系统性、完整性和实用性，力争把本书编写成经典。
本书融入了作者多年的教学和科研经验与应用实例。本书从教学的角度出发，以51单片机硬件为硬件基础，以汇编语言为软件编程基础（部分程序由C语言提供），系统、全面地介绍了51系列单片机的基本知识与基本应用，是一本重在原理与应用、兼顾理论的实用教程。本书通俗易懂、条理清晰、实例丰富，符合当前单片机课程的教学要求。本书主要内容包括：微型计算机基础、51单片机的硬件基础与编程基础、51系列单片机的P0～P3口应用基础、51系列单片机中断系统应用基础、51系列单片机定时器/计数器应用汇基础、51系列单片机串行口应用基础、51系列单片机并行总线扩展技术、51系列单片机串行总线扩展技术、液晶与点阵显示器应用基础、51系列单片机应用系统设计基础等。本书在每一部分都提供了大量的实例进行讲解，在实例的开始进行了实例分析，实例的结束进行了总结，并提出问题让读者思考、修改，硬件设计实例都经过PROTEUS仿真；每章并附有本章小结和习题以巩固所学知识。
本书的另一个特色是对主要章节提供了实验与设计内容。在实验上给出实验目的、电路、基本内容、参考程序，上课教师可以根据具体情况对实验进行丰富与设计；设计题是为了锻炼学生综合分析问题与解决问题的能力，在硬件和软件上都提出了设计要求，学生可以根据所学知识在硬件和软件上进行详细的设计。
本书的作者都是长期使用单片机进行教学、科研和实际生产工作的教师和工程师，有着丰富的教学和实践经验。在内容编排上，按照读者学习的一般规律，结合大量实例讲解，能够使读者快速、真正的掌握51单片机的使用。
本书具有鲜明的以下特点：从零开始，轻松入门；案例清晰、直观；实例引导，专业经典；学以致用，注重实践。
本书的读者对象：高等学校自动化、电气工程、电子类、机电一体化等专业教学用书；自动化公司开发等工作人员的参考用书。
本书由姜志海、刘连鑫、唐诗、孙凯编写。第1、2、3、4章由姜志海编写；第7、8、11章由刘连鑫编写；第5、6、章由唐诗编写；第9、10章由孙凯编写；全书由姜志海负责整理与统稿。
本书在编写过程中得到了许多专家和同行的大力支持和热情帮助，他们对本书提出了许多建设性的建议和意见，在此一并表示衷心的感谢。
鉴于作者水平有限，加之新的单片机芯片不断涌现，其应用技术也在高速发展，书中难免有不完善和不足之处，恳请广大读者批评指正！                          

作  者  
2015年9月

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