本書以MCS-51系列單片機為例介紹單片機的工作原理、基本應用及開發(fā)技術。主要內(nèi)容包括:單片機基礎知識、MCS-51單片機硬件系統(tǒng)、單片機并行I/O端口應用及C51語言編程、單片機顯示和輸入模塊、單片機中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器、單片機的數(shù)-模與模-數(shù)轉(zhuǎn)換、單片機串行接口及通信、串行總線技術、單片機應用系統(tǒng)設計等。本書體系結(jié)構(gòu)嚴謹、內(nèi)容系統(tǒng)全面、通俗易懂、圖文并茂、易教易學。全書以C51編程語言作為貫穿全書各章節(jié)的主線,并將單片機仿真軟件Proteus和C51編譯軟件Keil的用法與之緊密銜接。本書適合作為普通高等院校電子、通信、自動化、計算機等信息工程類相關專業(yè)的教材,也可供具有C語言基礎的單片機初學者,以及從事單片機技術應用與研究的專業(yè)技術人員使用。
單片機技術以其實用性強、應用領域廣和簡單易學等特點,幾乎成為每個電子及電子信息工程師都必須掌握的一種技術。另外,從學科發(fā)展角度來看,單片機原理與應用是一門比較基礎的應用型課程,是軟、硬件相結(jié)合的一個初級平臺,同時也是學習嵌入式及DSP(數(shù)字信號處理)等高起點課程的基礎。
本書主要針對有C語言基礎的單片機初學者,從解決基本問題著手,重基礎、重實踐,具有內(nèi)容系統(tǒng)全面、通俗易懂、圖文并茂、易教易學的特點。本書從最基本的應用開始,通過實例并結(jié)合仿真調(diào)試軟件的使用逐步引導,使讀者能夠真正掌握單片機基本硬件電路的設計、C51程序的設計以及編譯與仿真軟件(書中由Proteus軟件繪制的電路圖形符號與國家標準符號不一致,二者對照關系詳見附錄A)的使用等基礎知識和技能,從而為以后的提高打下良好的基礎。
本書由9章組成,每章的內(nèi)容概要如下:
第1章介紹了單片機的發(fā)展史、單片機的分類、MCS-51單片機的型號、單片機常用封裝、單片機的命名規(guī)則、單片機的應用領域。同時強調(diào)單片機的學習方法和學習單片機必備的基礎知識,并詳細介紹了單片機系統(tǒng)開發(fā)的軟件環(huán)境和仿真平臺的搭建過程。
第2章介紹了MCS-51單片機最小系統(tǒng)的組成,包括單片機的外部引腳功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、時鐘電路和復位電路。詳細闡述了單片機的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的地址分配、特殊功能寄存器的功能及頭文件的使用。
第3章介紹了在學習標準C語言時常被忽視而在單片機編程中又經(jīng)常使用的一些基本知識,對單片機的并行I/O端口技術進行了介紹,并介紹了單片機控制LED閃爍的編程方法。
第4章介紹了以最常用的外圍設備擴展單片機I/O端口的應用方法,介紹了LED數(shù)碼管、LED點陣屏、LCD液晶等顯示模塊,還介紹了鍵盤輸入設備的電路設計。
第5章介紹了中斷的基本概念,單片機中斷系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理、相關寄存器的應用及外部中斷的應用。此外,還介紹了單片機片內(nèi)的定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作方式及定時器/計數(shù)器的應用。
第6章介紹了D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理,并以DAC0832和ADC0809芯片為例介紹了單片機如何控制D/A轉(zhuǎn)換器或者A/D轉(zhuǎn)換器進行模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。
第7章介紹了異步通信、同步通信、波特率和電平等串行通信的基本概念,以及51單片機中串行接口的相關寄存器和程序編寫的流程,還介紹了單片機雙機通信、單片機與PC通信、藍牙通信和WiFi通信等串行接口的應用實例。
第8章介紹了I2C總線技術、SPI總線技術和單總線技術等串行總線技術,并以簡單的示例介紹了通過串行接口對單片機進行外圍擴展的方法。
第9章介紹了單片機應用系統(tǒng)的構(gòu)成、設計步驟、設計方法,并詳細介紹了交通燈的模擬控制設計、簡易波形發(fā)生器設計、溫度的測量與報警系統(tǒng)設計等設計實例。
本書由廈門大學嘉庚學院《單片機原理與應用技術》編寫組編寫,編寫組成員均為多年從事大學單片機課程教學的教師,具有豐富的教學及單片機系統(tǒng)研發(fā)實踐經(jīng)驗。書中很多編寫素材均來自教學或研發(fā)項目,具有很強的實用性。各章的編寫分工如下:
第1、2章由劉萍編寫,第3章由張思民編寫,第4章由紀藝娟編寫,第5章由任歡編寫,第6、8章由陳炳飛編寫,第7章由高鳳強編寫,第9章由周朝霞編寫,全書由張思民負責最后統(tǒng)稿。
本書例題源程序可以在中國鐵道出版社網(wǎng)站(http://www51edscom)或編者網(wǎng)站空間(http://1140793510qzoneqqcom/2)下載。
由于時間倉促,加之編者水平有限,疏漏與不妥之處在所難免,懇請專家和讀者批評指正。
《單片機原理與應用技術》編寫組
2016年12月
第1章單片機基礎知識
11初識單片機
111單片機的發(fā)展歷程
112單片機的分類
113MCS-51系列單片機
114單片機的應用領域
12如何學好單片機及單片機系統(tǒng)
開發(fā)
121學習單片機前的必備
知識
122單片機系統(tǒng)開發(fā)的軟件
環(huán)境搭建
123單片機系統(tǒng)開發(fā)仿真平臺的
搭建
小結(jié)
習題
第2章MCS-51單片機硬件系統(tǒng)
21MCS-51單片機的最小系統(tǒng)
211MCS-51單片機外圍引腳
及內(nèi)部結(jié)構(gòu)
212時鐘電路
213復位電路
22點亮二極管實例
221存儲器
222頭文件
小結(jié)
習題
第3章單片機并行I/O端口應用及
C51語言編程
31單片機并行I/O端口
311并行I/O端口結(jié)構(gòu)及
功能
312I/O端口的工作原理
32單片機C51語言程序
321單片機C51語言程序的結(jié)構(gòu)
與數(shù)據(jù)類型
322單片機C51語言中的
位運算
33I/O 端口應用設計
331單片機I/O端口控制發(fā)光
二極管原理
332LED的流水燈控制設計
333P1口輸入,P0口輸出功能的
控制設計
334P2口輸出功能的控制
設計
小結(jié)
習題
第4章單片機顯示和輸入模塊
41LED數(shù)碼管
411數(shù)碼管的工作原理
412數(shù)碼管的接口控制
413數(shù)碼管的應用電路
42LED點陣屏
421點陣屏的工作原理
422點陣屏的應用電路
423點陣屏的擴展實例
43LCD1602字符型液晶顯示
431LCD液晶簡介
432LCD1602字符型液晶的
應用控制
433LCD1602字符型液晶的
應用實例
44鍵盤設計
441獨立按鍵介紹
442獨立式鍵盤的應用
443矩陣式鍵盤的應用
小結(jié)
習題
第5章單片機中斷系統(tǒng)與定時器/
計數(shù)器
51中斷技術概述
51189C51的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
512中斷響應
513中斷服務函數(shù)的設計
514外部中斷的應用
52單片機定時器/計數(shù)器
521計數(shù)定時原理
522定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)
523定時器/計數(shù)器的控制
寄存器
524定時器/計數(shù)器的4種
工作方式
525定時器/計數(shù)器的應用
小結(jié)
習題
第6章單片機的數(shù)-模與模-數(shù)
轉(zhuǎn)換
61D/A轉(zhuǎn)換器
611D/A轉(zhuǎn)換原理
612D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能
指標
613DAC0832的使用
614D/A轉(zhuǎn)換的編程和仿真
62A/D轉(zhuǎn)換器
621A/D轉(zhuǎn)換器概述
622逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的
轉(zhuǎn)換原理
623A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能
指標
624ADC0809的使用
625A/D轉(zhuǎn)換的編程和仿真
小結(jié)
習題
第7章單片機串行接口及通信
71串行通信概述
711異步通信和同步通信
712串行通信的數(shù)據(jù)傳送
方向
713串行通信的波特率
714單片機串行通信的標準
715單片機串行通信線的
連接
728051單片機的串行接口
721串行接口的結(jié)構(gòu)
722串行通信的控制寄存器
723單片機串行接口的工作
方式
72451單片機串行接口的編程
流程
73基于串行接口的有線通信
731單片機雙機通信
732單片機與PC通信
74基于串行接口的無線通信
741藍牙通信
742WiFi通信
小結(jié)
習題
第8章串行總線技術
81I2C總線技術
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