本书是“机电一体化技术”丛书之一。本书结合具体实例,着重介绍了单片机的内部结构、工作原理、程序设计以及各种常用的接口技术,包括中断系统、定时器/计数器、8255I/O扩展、显示器和键盘接口、数模和模数转换技术。
本书围绕使学生掌握如何运用单片机解决具体问题这一目的,安排了大量实例,且在设计时采取了循序渐进的方式,按照章节内容的安排改变或添加功能,最终实现较复杂的任务,旨在培养和锻炼学生的基本应用技能。以图解的方式说明问题是本书的另一特色。
样章试读
目录
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第1章 单片机概述 1
1.1 单片机与嵌入式系统 1
1.1.1 单片机与个人计算机的区别 1
1.1.2 嵌入式系统与单片机的关系 2
1.1.3 位、字节、字长 3
1.2 单片机与C51系列单片机 3
1.3 单片机的应用及其工作内容 4
1.3.1 单片机的应用领域 4
1.3.2 单片机的工作内容 4
1.4 学习单片机的数学基础 8
1.4.1 二进制(Binary) 8
1.4.2 十六进制(Hexadecimal) 13
1.4.3 BCD码 14
1.4.4 ASCII码 16
1.5 单片机应用程序的开发语言 17
1.6 单片机开发工具 18
1.7 TKStudio集成开发环境使用简介 19
1.8 知识与技能归纳 23
思考与练习 24
第2章 单片机的结构和原理 25
2.1 单片机的内部组成 25
2.1.1 总线结构 26
2.1.2 单片机的内部结构 27
2.1.3 引脚定义及功能 28
2.2 单片机的工作原理 30
2.3 单片机的存储器 34
2.3.1 半导体存储器 34
2.3.2 存储器的主要指标 35
2.3.3 8051单片机的存储器 36
2.4 输入/输出(I/O)端口 45
2.4.1 并行I/O口的结构和特点 45
2.4.2 并行I/O口的应用实例 49
2.5 CPU时序及时钟电路 57
2.5.1 CPU时序 57
2.5.2 时钟电路 58
2.6 单片机的工作方式 59
2.6.1 复位方式 59
2.6.2 程序执行方式 61
2.7 知识与技能归纳 61
思考与练习 62
第3章 单片机的指令系统 65
3.1 指令系统概述 65
3.1.1 汇编语言指令格式 65
3.1.2 指令系统标识符 66
3.1.3 寻址方式 67
3.1.4 伪指令 68
3.2 数据传送类指令 70
3.2.1 内部RAM数据传送指令(16条) 71
3.2.2 外部RAM数据传送指令(4条) 74
3.2.3 查表指令(2条) 75
3.2.4 数据交换指令(5条) 77
3.2.5 堆栈操作指令(2条) 78
3.3 算术运算类指令 81
3.3.1 加法指令(14条) 81
3.3.2 减法指令(8条) 86
3.3.3 乘法和除法指令(2条) 87
3.4 逻辑操作类指令 89
3.5 控制转移类指令 94
3.5.1 无条件转移指令(4条) 94
3.5.2 条件转移指令(8条) 97
3.5.3 子程序调用与返回指令(4条) 103
3.5.4 空操作指令(1条) 105
3.6 位操作类指令 106
3.6.1 位数据传送指令(2条) 106
3.6.2 位逻辑操作指令(6条) 107
3.6.3 位状态(置位、清0)控制指令(4条) 108
3.6.4 位条件(控制)转移指令(5条) 108
3.7 知识与技能归纳 109
思考与练习 110
第4章 汇编语言程序设计 113
4.1 汇编语言程序设计步骤 113
4.2 汇编语言程序设计 114
4.2.1 顺序程序设计 114
4.2.2 分支程序设计 115
4.2.3 循环程序设计 118
4.2.4 子程序设计 124
4.3 综合程序设计 129
4.3.1 查表程序 129
4.3.2 散转程序 134
4.3.3 数制转换程序 135
4.3.4 算术运算程序 137
4.4 汇编语言程序的调试方法 139
4.5 汇编语言程序开发实例 140
4.5.1 任务一 140
4.5.2 任务二 142
4.5.3 任务三 144
4.5.4 任务四 145
4.6 知识与技能归纳 148
思考与练习 149
第5章 中断系统 151
5.1 中断概述 151
5.1.1 数据传送方式 151
5.1.2 中断技术基础 152
5.2 8051单片机中断系统 155
5.2.1 中断源 156
5.2.2 中断控制 156
5.2.3 中断响应 163
5.2.4 中断请求信号的撤除 165
5.3 中断程序的设计与应用 167
5.3.1 中断程序设计 167
5.3.2 中断程序设计实例 170
5.3.3 中断程序的调试方法 178
5.4 知识与技能归纳 179
思考与练习 179
第6章 定时器/计数器 181
6.1 定时/计数器概述 181
6.1.1 定时/计数器的结构 182
6.1.2 定时/计数器的工作原理 183
6.2 定时/计数器的控制 185
6.2.1 控制寄存器TCON 185
6.2.2 工作方式寄存器TMOD 186
6.3 定时/计数器的工作方式 188
6.3.1 方式0 188
6.3.2 方式1 189
6.3.3 方式2 190
6.3.4 方式3 192
6.4 定时/计数程序的设计与应用 192
6.4.1 定时/计数程序设计 192
6.4.2 定时/计数程序设计实例 195
6.5 知识与技能归纳 209
思考与练习 210
第7章 常用接口技术 213
7.1 单片机系统扩展概述 213
7.1.1 单片机扩展系统结构 213
7.1.2 扩展系统编址技术 215
7.2 并行I/O接口扩展技术 219
7.2.1 并行I/O口扩展概述 219
7.2.2 简单并行I/O口扩展 220
7.2.3 可编程并行I/O口扩展 223
7.3 输入输出通道接口技术 228
7.3.1 D/A转换接口技术 229
7.3.2 A/D转换接口技术 237
7.4 键盘及显示器接口技术 244
7.4.1 键盘接口技术 245
7.4.2 显示器接口技术 250
7.4.3 键盘和显示器综合接口设计实例 259
7.5 接口技术应用实例 260
7.5.1 任务一 260
7.5.2 任务二 262
7.5.3 任务三 263
7.5.4 任务四 265
7.6 知识与技能归纳 266
思考与练习 268
第8章 单片机应用系统的设计与开发 269
8.1 单片机应用系统的结构 269
8.2 单片机应用系统的设计过程 270
8.3 单片机应用系统设计实例 270
8.3.1 室内环境控制系统 270
8.3.2 水位控制系统 275
8.4 知识与技能归纳 277
思考与练习 277
第9章 课程设计项目 279
9.1 电子秒表的设计 279
9.2 电子时钟的设计 280
9.3 步进电机的控制 280
9.4 直流电机的控制 281
9.5 数字温度计的设计 282
9.6 交通灯控制系统的设计 282
9.7 波形发生器1的设计 283
9.8 波形发生器2的设计 284
9.9 项目设计报告参考格式 285
参考文献 287
附录 8051指令速查表 289