本書深入淺出、循序漸進(jìn)、全面系統(tǒng)地從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)開始,介紹了MCS-51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口、存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、并行I/O接口的擴(kuò)展、輸入/輸出設(shè)備及接口技術(shù)等的基本原理及應(yīng)用實(shí)例。全書注重理論聯(lián)系實(shí)際,特別注重應(yīng)用實(shí)例的典型性。大部分章后附有思考題與習(xí)題。
本書可供機(jī)械、電氣、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等工科專業(yè)大學(xué)本科生使用,也可作為高等�？茖W(xué)校、高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院及成人教育學(xué)院相關(guān)專業(yè)的教材和從事動(dòng)態(tài)測(cè)試、控制和智能儀器儀表等工作的科技人員的參考用書。
全書注重理論聯(lián)系實(shí)際,特別注重應(yīng)用實(shí)例的典型性。大部分章后附有思考題與習(xí)題。
隨著社會(huì)的發(fā)展,人們的生活水平日益提高,對(duì)各個(gè)方面的個(gè)性化需求也變得更加強(qiáng)烈,作為已經(jīng)深入到各行各業(yè)并已成為基礎(chǔ)工業(yè)的機(jī)械行業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。進(jìn)入21世紀(jì)以來,機(jī)械行業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)突出了現(xiàn)代化高新技術(shù)的綜合利用,其趨勢(shì)是柔性化、敏捷化、智能化和信息化。
國家“十四五”發(fā)展規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)均指出,要加強(qiáng)高端科研儀器設(shè)備的研發(fā)制造,加快推進(jìn)制造強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國建設(shè),促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合,培育先進(jìn)制造業(yè)集群,推動(dòng)集成電路、航空航天、機(jī)器人、工程機(jī)械、高端數(shù)控機(jī)床等產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。
本書的編寫內(nèi)容創(chuàng)新點(diǎn)及實(shí)用性的具體表現(xiàn)如下:
1)本書以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)開篇,覆蓋單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、典型應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全部基本內(nèi)容,創(chuàng)新性地設(shè)立了單片機(jī)原理教材的結(jié)構(gòu)體系,滿足中小學(xué)時(shí)情況下的教學(xué)需要。
2)本書是以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,圍繞機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、操作等控制問題展開闡述,結(jié)合機(jī)械工程實(shí)例的應(yīng)用特點(diǎn),面向新工科專業(yè)的單片機(jī)原理及應(yīng)用教材。
本書的具體編寫形式創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾點(diǎn):
1)編寫的指導(dǎo)思想:在新工科背景下,基于產(chǎn)出導(dǎo)向要求,對(duì)于機(jī)械類與近機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的單片機(jī)原理課程體系,做到既與機(jī)械類專業(yè)背景相適應(yīng)、相融合,又要考慮單片機(jī)原理及應(yīng)用的完備體系,不僅使學(xué)生掌握扎實(shí)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng),還要使學(xué)生具備對(duì)機(jī)電系統(tǒng)測(cè)控等典型復(fù)雜問題進(jìn)行分析、編程和控制的能力,具備對(duì)機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、軟件組成的必要設(shè)計(jì)分析計(jì)算的能力。
2)結(jié)構(gòu)體系:以單片機(jī)原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本體系結(jié)構(gòu)為主,綜合考慮開發(fā)軟件和典型應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì);以單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)聯(lián)系運(yùn)動(dòng)控制器,以指令系統(tǒng)編程聯(lián)系控制軟件設(shè)計(jì)。
3)書中結(jié)合課程思政元素:以機(jī)械工程中的工程倫理為抓手,結(jié)合我國在機(jī)械工程領(lǐng)域的研究成果,培養(yǎng)學(xué)生的工程責(zé)任意識(shí)、四個(gè)自信意識(shí)。
由于時(shí)間倉促,并限于編者的水平和經(jīng)驗(yàn),書中疏漏及錯(cuò)誤之處在所難免,懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
高等學(xué)校教師
前言
第1章單片機(jī)概述
1.1單片機(jī)的概念及主要特點(diǎn)
1.1.1單片機(jī)的概念
1.1.2單片機(jī)的特點(diǎn)
1.2單片機(jī)的歷史及發(fā)展概況
1.3常見單片機(jī)生產(chǎn)廠家及機(jī)型
1.3.1MCS-51系列與AT89×××系列單片機(jī)
1.3.2衍生品種的8051單片機(jī)
1.3.3PIC系列單片機(jī)與AVR系列單片機(jī)
1.3.4ARM內(nèi)核單片機(jī)
1.3.5其他的嵌入式處理器簡(jiǎn)介
1.4單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)
1.4.1單片機(jī)的應(yīng)用
1.4.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
1.5單片機(jī)的開發(fā)流程與開發(fā)工具
1.5.151單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)流程
1.5.2Keil C51開發(fā)工具簡(jiǎn)介
1.5.3Proteus軟件使用簡(jiǎn)介
1.5.4單片機(jī)開發(fā)仿真器
思考題與習(xí)題1
第2章MCS-51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)
2.1MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能
2.1.1MCS-51系列單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)組成
2.1.2MCS-51系列單片機(jī)的引腳功能
2.2MCS-51系列單片機(jī)的CPU
2.2.1運(yùn)算器
2.2.2控制器
2.2.3布爾處理器
2.3時(shí)鐘和CPU時(shí)序
2.3.1時(shí)鐘電路
2.3.2CPU時(shí)序
2.4復(fù)位與節(jié)電工作方式
2.4.1復(fù)位
2.4.2節(jié)電工作方式
2.5MCS-51系列單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)
2.5.1程序存儲(chǔ)器
2.5.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM
2.5.3特殊功能寄存器
2.5.4位地址空間
2.6MCS-51并行I/O端口
2.6.1I/O端口的特點(diǎn)
2.6.2各端口功能
2.6.3端口結(jié)構(gòu)
2.6.4端口的讀-修改-寫操作
2.6.5端口的負(fù)載能力與要求
2.7單片機(jī)的最小系統(tǒng)
思考題與習(xí)題2
單片機(jī)原理及應(yīng)用
目錄第3章MCS-51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)
3.1指令系統(tǒng)概述
3.1.1機(jī)器碼指令與匯編語言指令
3.1.2指令格式
3.1.3指令系統(tǒng)說明
3.1.4偽指令
3.2尋址方式
3.2.1寄存器尋址
3.2.2直接尋址
3.2.3立即尋址
3.2.4寄存器間接尋址
3.2.5基址寄存器+變址寄存器間接尋址(變址尋址)
3.2.6相對(duì)尋址
3.2.7隱含尋址
3.3MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)
3.3.1數(shù)據(jù)傳送指令
3.3.2算術(shù)運(yùn)算指令
3.3.3邏輯運(yùn)算指令
3.3.4位操作指令
3.3.5控制轉(zhuǎn)移指令
3.4匯編語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
3.4.1程序設(shè)計(jì)的基本步驟
3.4.2匯編語言源程序的格式
3.5匯編語言程序設(shè)計(jì)舉例
3.5.1順序程序設(shè)計(jì)
3.5.2分支程序設(shè)計(jì)
3.5.3循環(huán)程序設(shè)計(jì)
3.5.4子程序設(shè)計(jì)
3.5.5查表程序設(shè)計(jì)
3.5.6散轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì)
思考題與習(xí)題3
第4章MCS-51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)
4.1中斷的概念
4.2中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及中斷控制
4.2.1中斷源
4.2.2中斷控制
4.3中斷響應(yīng)及中斷處理過程
4.3.1中斷響應(yīng)
4.3.2中斷處理
4.3.3中斷返回
4.3.4中斷請(qǐng)求的撤銷
4.4中斷程序舉例
4.4.1主程序
4.4.2中斷服務(wù)程序
思考題與習(xí)題4
第5章MCS-51系列單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器
5.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器概述
5.1.1計(jì)數(shù)和定時(shí)
5.1.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)
5.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用
思考題與習(xí)題5
第6章MCS-51系列單片機(jī)的串行口
6.1串行通信的基本知識(shí)
6.1.1數(shù)據(jù)通信
6.1.2串行通信的傳輸方式
6.1.3異步通信和同步通信
6.2串行口的結(jié)構(gòu)
6.2.1串行口控制寄存器SCON
6.2.2電源控制寄存器PCON
6.3串行口的工作方式
6.3.1串行口工作方式0
6.3.2串行口工作方式1
6.3.3串行口工作方式2和方式3
6.4波特率設(shè)置
6.4.1波特率的定義
6.4.2定時(shí)器T1產(chǎn)生波特率的計(jì)算
6.5多機(jī)通信
6.5.1通信標(biāo)準(zhǔn)
6.5.2多機(jī)通信原理
6.6串行口的應(yīng)用設(shè)計(jì)舉例
6.6.1單片機(jī)與單片機(jī)之間或單片機(jī)與外設(shè)之間的通信
6.6.2單片機(jī)與PC之間的通信
思考題與習(xí)題6
第7章MCS-51系列單片機(jī)并行擴(kuò)展原理及應(yīng)用
7.1MCS-51系列單片機(jī)并行擴(kuò)展原理
7.2MCS-51存儲(chǔ)器擴(kuò)展
7.2.1常見的EPROM芯片介紹
7.2.2程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展
7.2.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展
7.3MCS-51系列單片機(jī)I/O接口擴(kuò)展
7.3.1簡(jiǎn)單I/O接口擴(kuò)展
7.3.28255A可編程I/O接口擴(kuò)展
7.3.38155可編程I/O接口擴(kuò)展
7.4數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換電路接口技術(shù)
7.4.1D/A轉(zhuǎn)換的基本原理
7.4.2DAC0832接口原理與應(yīng)用
7.4.3AD7520接口原理與應(yīng)用
7.5模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路接口技術(shù)
7.5.1A/D轉(zhuǎn)換的基本原理
7.5.2ADC0809接口原理與應(yīng)用
7.5.3TLC1543接口原理與應(yīng)用
7.6單片機(jī)控制LCD 1602液晶顯示器的顯示
7.6.1LCD 1602液晶顯示模塊簡(jiǎn)介
7.6.2單片機(jī)控制字符型LCD 1602的顯示案例
思考題與習(xí)題7
第8章MCS-51系列單片機(jī)串行擴(kuò)展原理及應(yīng)用
8.1LIN總線擴(kuò)展原理及應(yīng)用
8.1.1LIN總線簡(jiǎn)介
8.1.2LIN總線數(shù)據(jù)幀定義與工作方式
8.1.3LIN總線擴(kuò)展應(yīng)用
8.2I2C總線擴(kuò)展原理及應(yīng)用
8.2.1I2C總線簡(jiǎn)介
8.2.2I2C總線數(shù)據(jù)幀定義與工作方式
8.2.3I2C總線擴(kuò)展應(yīng)用
8.3SPI總線擴(kuò)展原理及應(yīng)用
8.3.1SPI總線簡(jiǎn)介
8.3.2SPI總線數(shù)據(jù)幀定義與工作方式
8.3.3SPI總線擴(kuò)展應(yīng)用
思考題與習(xí)題8
第9章單片機(jī)綜合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)
9.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本流程
9.2單片機(jī)綜合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例
9.2.1汽油發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火線圈電阻篩選儀
9.2.2基于總線通信的稱重采集模塊
9.2.3立柱式碼垛機(jī)械手單片機(jī)控制系統(tǒng)
附錄
附錄AMCS-51系列單片機(jī)指令表
附錄BASCII(美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼)表
參考文獻(xiàn)
書單推薦
