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本書從微控制器應(yīng)用開發(fā)的角度出發(fā)，以80C51系列微控制器為背景，介紹其硬件結(jié)構(gòu)和原理、指令系統(tǒng)及匯編語言程序設(shè)計、中斷系統(tǒng)和定時/計數(shù)器、串行通信技術(shù)、C51程序設(shè)計入門、微控制器常用接口技術(shù)、微控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)技術(shù)。本書為微控制器技術(shù)初學(xué)人員輕松入門微控制器應(yīng)用而編寫，全書共分為8章：前6章為基礎(chǔ)應(yīng)用篇，后2章為擴展提高篇。在內(nèi)容的選取、編排上根據(jù)學(xué)生的認知能力，循序漸進，注重學(xué)生對應(yīng)用性知識的理解與掌握，講述翔實，案例充實。每章都有學(xué)習(xí)重點及難點、小結(jié)，以及題型豐富的自測題。附錄中還提供了完整的單片機指令表、微控制器學(xué)習(xí)和應(yīng)用的常用網(wǎng)站等資料，以幫助讀者獲得基本的微控制器應(yīng)用開發(fā)能力，盡快掌握微控制器開發(fā)技術(shù)。本書適合作為高職高專院校信息技術(shù)類、電類計算機應(yīng)用、自動控制、電氣電子、機械等工科專業(yè)的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)及工程技術(shù)人員的參考用書。

微控制器以成本低、功能強、簡單易學(xué)、使用方便等獨特的優(yōu)勢，在智能儀表、工業(yè)測控、數(shù)據(jù)采集、計算機通信等各個領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。目前，微控制器開發(fā)技術(shù)已經(jīng)成為電子信息、自動化、通信、電氣、機電一體化、計算機應(yīng)用等專業(yè)學(xué)生、相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的技術(shù)。本書選材按照高職必需，夠用為度的原則，從實用的角度，采用階梯化、模塊化結(jié)構(gòu)。知識點描述力求循序漸進，清晰易懂，便于教學(xué)和自學(xué)。書中提供許多可供實用的電路和程序，且都給出詳細的硬件電路圖和完整的參考程序，便于學(xué)生得到從硬件設(shè)計到軟件編程的完整訓(xùn)練，盡快掌握微控制器應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)。本書針對微控制器課程理論性和實踐性都很強但不同院校實驗條件和設(shè)備又不盡相同的現(xiàn)狀，注重基礎(chǔ)知識和理論，引入Proteus 仿真軟件進行應(yīng)用系統(tǒng)的仿真調(diào)試，融教、學(xué)、做于一體，幫助學(xué)生理解微控制器應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路的構(gòu)成和程序的編寫，以達到提高微控制器知識的綜合應(yīng)用能力。本書為微控制器技術(shù)初學(xué)人員輕松入門微控制器應(yīng)用而編寫，全書共分為 8 章：前 6 章為基礎(chǔ)應(yīng)用篇，后 2 章為擴展提高篇。全書以 80C51系列微控制器為背景，介紹其硬件結(jié)構(gòu)和原理、指令系統(tǒng)及匯編語言程序設(shè)計、中斷系統(tǒng)和定時/計數(shù)器、串行通信技術(shù)、C51 程序設(shè)計入門、微控制器常用接口技術(shù)、微控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)技術(shù)。每章都有學(xué)習(xí)重點及難點、小結(jié)，以及題型豐富的自測題。附錄中還提供了完整的單片機指令表、微控制器學(xué)習(xí)和應(yīng)用的常用網(wǎng)站等資料，以幫助讀者獲得微控制器應(yīng)用開發(fā)的基本能力，盡快掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)。本書由陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉喜勛、劉璟任主編，姜慶偉任副主編，全書由劉喜勛負責(zé)統(tǒng)稿和定稿。具體編寫分工如下：劉喜勛編寫第1～4章，姜慶偉編寫第5章、第6章，劉璟編寫第7章、第8 章及附錄。在編寫本書的過程中我們走訪了大量的企業(yè)一線工程技術(shù)人員，聽取了很多寶貴意見和建議，在此深表感謝。雖然我們做了很多努力，但是由于水平有限，書中難免存在疏漏與不妥之處，敬請廣大同行和讀者不吝指正，以便我們及時改進。編者 2016年4月

基礎(chǔ)應(yīng)用篇第1章基礎(chǔ)知識.........................................................................................................1 1.1 微控制器簡介................................................................................................................... 1 1.1.1 微型計算機的組成............................................................................................... 1 1.1.2 微控制器的定義................................................................................................... 2 1.1.3 微控制器的發(fā)展歷程及應(yīng)用................................................................................ 2 1.2 計算機中數(shù)據(jù)的表示........................................................................................................ 5 1.2.1 進位計數(shù)制及其轉(zhuǎn)換............................................................................................ 5 1.2.2 常用名詞術(shù)語及字符的表示................................................................................ 8 1.3 微控制器應(yīng)用系統(tǒng)........................................................................................................... 9 1.3.1 微控制器的硬件系統(tǒng)............................................................................................ 9 1.3.2 微控制器的軟件系統(tǒng).......................................................................................... 10 1.3.3 微控制器開發(fā)時用到的程序設(shè)計語言............................................................... 10 1.4 微控制器應(yīng)用開發(fā)軟硬件準(zhǔn)備...................................................................................... 11 1.4.1 微控制器應(yīng)用開發(fā)硬件準(zhǔn)備.............................................................................. 11 1.4.2 微控制器應(yīng)用開發(fā)編程軟件 Keil ?Vision4 介紹................................................ 11 小結(jié)....................................................................................................................................... 17 自測題.................................................................................................................................... 17 第2章80C51系列微控制器硬件結(jié)構(gòu)和原理..............................................................19 2.1 用 80C51 微控制器控制 LED 燈閃爍............................................................................. 19 2.1.1 80C51的引腳定義及功能................................................................................... 19 2.1.2 實例分析............................................................................................................. 21 2.2 80C51 微控制器的存儲器結(jié)構(gòu)....................................................................................... 22 2.2.1 程序存儲器......................................................................................................... 23 2.2.2 數(shù)據(jù)存儲器......................................................................................................... 23 2.3 80C51 微控制器的結(jié)構(gòu).................................................................................................. 26 2.3.1 80C51的結(jié)構(gòu)框圖.............................................................................................. 26 2.3.2 CPU 結(jié)構(gòu) ............................................................................................................ 28 2.3.3 位（布爾）處理器............................................................................................. 30 2.4 延時時間的計算............................................................................................................. 30 2.4.1 振蕩電路和時鐘電路.......................................................................................... 30 2.4.2 CPU 時序 ............................................................................................................ 31 2.5 80C51 微控制器并行 I/O 接口及設(shè)計要求..................................................................... 33 2.5.1 P0口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與運作..................................................................................... 34 目錄>>>Contents | 2 微控制器原理與應(yīng)用 >>>2.5.2 P1口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與運作..................................................................................... 35 2.5.3 P2口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與運作..................................................................................... 35 2.5.4 P3口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與運作..................................................................................... 36 2.5.5 并行 I/O接口的應(yīng)用要求................................................................................... 36 2.6 微控制器的復(fù)位電路及小系統(tǒng)................................................................................... 37 2.6.1 微控制器的復(fù)位電路.......................................................................................... 37 2.6.2 80C51微控制器小系統(tǒng)的構(gòu)成....................................................................... 38 2.7 微控制器的運行模式...................................................................................................... 38 2.7.1 微控制器低功耗運行模式.................................................................................. 38 2.7.2 一款微控制器的掉電保護電路.......................................................................... 39 小結(jié)....................................................................................................................................... 39 自測題.................................................................................................................................... 40 第3章80C51的指令系統(tǒng)...........................................................................................43 3.1 基本概念和指令格式...................................................................................................... 43 3.1.1 基本概念............................................................................................................. 43 3.1.2 匯編語言指令格式............................................................................................. 44 3.2 操作數(shù)符號約定和尋址方式.......................................................................................... 44 3.2.1 匯編語言指令中操作數(shù)的符號約定................................................................... 44 3.2.2 尋址方式............................................................................................................. 45 3.3 指令系統(tǒng)......................................................................................................................... 49 3.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令................................................................................................. 49 3.3.2 算術(shù)運算類指令................................................................................................. 52 3.3.3 邏輯運算類指令................................................................................................. 56 3.3.4 控制轉(zhuǎn)移類指令................................................................................................. 59 3.3.5 位操作類指令..................................................................................................... 62 小結(jié)....................................................................................................................................... 63 自測題.................................................................................................................................... 64 第4章MCS-51單片機匯編語言程序設(shè)計.................................................................68 4.1 匯編語言程序設(shè)計的基本方法...................................................................................... 68 4.1.1 程序設(shè)計的步驟................................................................................................. 68 4.1.2 偽指令 ................................................................................................................ 69 4.2 匯編語言程序設(shè)計......................................................................................................... 71 4.2.1 順序程序設(shè)計..................................................................................................... 71 4.2.2 分支程序設(shè)計..................................................................................................... 73 4.2.3 循環(huán)程序設(shè)計..................................................................................................... 76 4.2.4 子程序調(diào)用設(shè)計................................................................................................. 78 4.3 綜合程序設(shè)計分析......................................................................................................... 79 小結(jié)....................................................................................................................................... 84 | 3 >>>目錄自測題.................................................................................................................................... 85 第5章80C51中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器與串行接口......................................................88 5.1 80C51 微控制器的中斷系統(tǒng)........................................................................................... 88 5.1.1 中斷的概念......................................................................................................... 88 5.1.2 80C51的中斷系統(tǒng).............................................................................................. 90 5.1.3 中斷控制............................................................................................................. 90 5.1.4 中斷的響應(yīng)條件及響應(yīng)過程.............................................................................. 93 5.2 80C51 微控制器的定時/計數(shù)器...................................................................................... 96 5.2.1 定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理......................................................................... 96 5.2.2 定時/計數(shù)器的工作方式寄存器和控制寄存器.................................................. 97 5.2.3 定時/計數(shù)器的工作方式..................................................................................... 98 5.2.4 定時/計數(shù)器編程步驟...................................................................................... 100 5.3 80C51 微控制器的串行通信 I/O 接口.......................................................................... 102 5.3.1 串行通信概述................................................................................................... 102 5.3.2 串行通信 I/O 接口 ............................................................................................ 104 5.3.3 串行通信 I/O接口編程要點............................................................................. 109 小結(jié)......................................................................................................................................111 自測題.................................................................................................................................. 112 第6章單片機C51語言程序設(shè)計基礎(chǔ)..................................................................... 114 6.1 C51程序的結(jié)構(gòu)............................................................................................................ 114 6.1.1 C51程序的結(jié)構(gòu)特點........................................................................................ 114 6.1.2 C51函數(shù)的一般格式........................................................................................ 116 6.2 C51數(shù)據(jù)類型、常量和變量的定義............................................................................. 117 6.2.1 C51數(shù)據(jù)類型.................................................................................................... 117 6.2.2 常量的定義....................................................................................................... 117 6.2.3 變量的定義....................................................................................................... 118 6.2.4 C51 定義 SFR字節(jié)和位單元............................................................................ 119 6.3 C51程序的運算符、表達式及其語法規(guī)則.................................................................. 120 6.3.1 C51算術(shù)運算符及其表達式............................................................................. 120 6.3.2 C51關(guān)系運算符、表達式及優(yōu)先級................................................................. 122 6.3.3 C51邏輯運算符、表達式及優(yōu)先級................................................................. 122 6.3.4 C51位操作及其表達式.................................................................................... 123 6.3.5 自增減運算符、復(fù)合運算符及其表達式......................................................... 126 6.4 C51程序設(shè)計特點........................................................................................................ 128 6.4.1 C51函數(shù)的分類................................................................................................ 128 6.4.2 中斷子程序的設(shè)計........................................................................................... 130 6.4.3 C51與匯編混合編程........................................................................................ 131 6.5 C51程序設(shè)計舉例........................................................................................................ 135 | 4 微控制器原理與應(yīng)用 >>>小結(jié)..................................................................................................................................... 140 自測題.................................................................................................................................. 140 擴展提高篇第7章單片機常用接口技術(shù)及應(yīng)用..........................................................................142 7.1 LED 數(shù)碼管接口原理及應(yīng)用........................................................................................ 142 7.1.1 LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)和工作原理............................................................................ 142 7.1.2 LED數(shù)碼管的控制方式.................................................................................... 144 7.1.3 多色 LED 顯示器 .............................................................................................. 146 7.2 LED 點陣顯示原理及應(yīng)用............................................................................................ 147 7.2.1 88 LED 點陣簡介............................................................................................ 147 7.2.2 88 LED 點陣的顯示原理................................................................................ 148 7.3 LCD 顯示器接口電路................................................................................................... 150 7.3.1 LCD 顯示器結(jié)構(gòu)和工作原理............................................................................ 150 7.3.2 HS1602A LCD 顯示模塊及接口電路................................................................ 150 7.4 鍵盤接口電路............................................................................................................... 159 7.4.1 獨立式鍵盤....................................................................................................... 159 7.4.2 矩陣式鍵盤....................................................................................................... 162 7.5 D/A、A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口.......................................................................................... 164 7.5.1 D/A 轉(zhuǎn)換器 ....................................................................................................... 164 7.5.2 DAC0832接口技術(shù)........................................................................................... 165 7.5.3 A/D 轉(zhuǎn)換器 ....................................................................................................... 170 7.5.4 ADC0809接口技術(shù)........................................................................................... 171 7.6 步進電動機及驅(qū)動接口................................................................................................ 177 7.6.1 步進電動機的結(jié)構(gòu)及原理................................................................................ 177 7.6.2 步進電動機與 80C51 的接口技術(shù).................................................................... 178 7.7 輸入/輸出通道.............................................................................................................. 182 7.7.1 輸入通道........................................................................................................... 182 7.7.2 輸出通道........................................................................................................... 183 7.8 光電隔離接口............................................................................................................... 184 7.8.1 光耦合器概述................................................................................................... 184 7.8.2 常用的光耦合器件........................................................................................... 185 7.8.3 光耦合器接口電路........................................................................................... 185 小結(jié)..................................................................................................................................... 186 自測題.................................................................................................................................. 187 第8章微控制器應(yīng)用開發(fā)技術(shù).................................................................................188 8.1 微控制器應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計原則與過程......................................................................... 188 8.1.1 微控制器應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計原則........................................................................ 188 8.1.2 微控制器應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程........................................................................ 189 | 5 >>>目錄8.2 微控制器應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計................................................................................. 193 8.2.1 硬件抗干擾設(shè)計............................................................................................... 194 8.2.2 軟件抗干擾設(shè)計............................................................................................... 194 8.3 微控制器應(yīng)用實例....................................................................................................... 196 8.3.1 簡易計算器設(shè)計............................................................................................... 196 8.3.2 數(shù)字時鐘設(shè)計................................................................................................... 207 小結(jié)..................................................................................................................................... 226 自測題.................................................................................................................................. 226 附錄A ACSII碼表...................................................................................................228 附錄B 51微控制器指令表.......................................................................................229 附錄C 常用IC引腳圖.............................................................................................231 附錄D 仿真軟件中的圖形符號與國家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號對照表........................................234 參考文獻....................................................................................................................234

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