《單片機原理及其接口技術(shù)》介紹:MCS.51單片機的組成原理、基本結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計、中斷系統(tǒng)、各類接口技術(shù)及其單片機應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計,在此基礎(chǔ)上討論單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法并給出一些應(yīng)用實例!秵纹瑱C原理及其接口技術(shù)》內(nèi)容包括微型計算機基礎(chǔ)、MCS.51單片機工作原理、MCS.51單片機指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、MCS.51中斷系統(tǒng)、并行接口技術(shù)、串行接口技術(shù)、A/D與D/A接口技術(shù)、單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾設(shè)計、單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例。每章后均附有一定量的習(xí)題,方便學(xué)生復(fù)習(xí)、提高。書中適時引入了當今流行的計算機輔助設(shè)計開發(fā)和仿真軟件Keil與Proteus,并貫穿于全書的重要章節(jié);單片機應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計也作為一個重要章節(jié)做了較為詳細的介紹。
《單片機原理及其接口技術(shù)》可作為高等院校電子信息、電氣工程、自動控制、通信工程、計算機科學(xué)與技術(shù)以及其他相關(guān)專業(yè)的教材,也可作為從事相關(guān)工作的工程技術(shù)人員的參考書。
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目錄
前言
第1章 微型計算機基礎(chǔ) 1
1.1 微型計算機中數(shù)制及數(shù)的相互轉(zhuǎn)換 1
1.1.1 微型計算機中的數(shù)制 1
1.1.2 數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換 2
1.2 微型計算機中數(shù)的表示形式 4
1.2.1 定點數(shù)的表示方法 4
1.2.2 浮點數(shù)的表示方法 5
1.2.3 二進制數(shù)的運算 5
1.3 微型計算機中數(shù)和字符的編碼 8
1.3.1 原碼、反碼和補碼 8
1.3.2 補碼運算及其變形 10
1.3.3 BCD碼和ASCII碼 12
1.4 單片微型機的發(fā)展及應(yīng)用 13
1.4.1 單片微型機的發(fā)展過程 13
1.4.2 單片微型機的產(chǎn)品近況 14
1.4.3 單片微型機的應(yīng)用 15
習(xí)題 15
第2章 MCS-51單片機工作原理 17
2.1 MCS-51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) 17
2.1.1 CPU結(jié)構(gòu) 18
2.1.2 存儲器結(jié)構(gòu) 19
2.1.3 I/O端口 24
2.1.4 定時/計數(shù)器與中斷系統(tǒng) 26
2.2 MCS-51單片機引腳功能 27
2.3 MCS-51草片機工作方式 30
2.3.1 復(fù)位方式 30
2.3.2 程序運行方式 31
2.3.3 節(jié)電方式 31
2.3.4 編程和校驗方式 32
2.4 MCS-51單片機工作時序 33
2.4.1 時鐘周期、機器周期、指令周期和典型工作時序 33
2.4.2 單片機的讀寫時序 35
習(xí)題 37
第3章 MCS-51單片機指令系統(tǒng) 39
3.1 指令系統(tǒng)概述 39
3.1.1 指令格式及指令的表示形式 39
3.1.2 指令系統(tǒng) 40
3.1.3 指令分類 40
3.2 尋址方式 42
3.2.1 直接尋址 42
3.2.2 立即數(shù)尋址 43
3.2.3 寄存器尋址 44
3.2.4 寄存器間接尋址 44
3.2.5 變址尋址 45
3.2.6 相對尋址 46
3.2.7位尋址 47
3.3 數(shù)據(jù)傳送指令 47
3.3.1 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令 48
3.3.2 外部數(shù)據(jù)傳送指令 50
3.3.3 堆棧操作指令 53
3.3.4 數(shù)據(jù)交換指令 54
3.4 算術(shù)與邏輯運算和移位指令 55
3.4.1 算術(shù)運算指令 55
3.4.2 邏輯運算指令 61
3.4.3 移位指令 63
3.5 控制轉(zhuǎn)移和位操作指令 65
3.5.1 控制轄移指令 65
3.5.2 位操作指令 75
習(xí)題 77
第4章 匯編語言程序設(shè)計 80
4.1 匯編語言概述 80
4.1.1 匯編語言格式 80
4.1.2 匯編語言構(gòu)成 81
4.2 匯編語言程序設(shè)計方法 85
4.2.1 匯編語言源程序的設(shè)計步驟 85
4.2.2 程序編寫的方法和技巧 86
4.3 常用程序結(jié)構(gòu)設(shè)計 87
4.3.1 順序程序設(shè)計 87
4.3.2 分支程序設(shè)計 88
4.3.3 循環(huán)程序設(shè)計 91
4.4 子程序設(shè)計 92
4.4.1 調(diào)用現(xiàn)場的保護與恢復(fù) 93
4.4.2 主程序和子程序的參數(shù)傳遞 94
4.4.3 常用子程序介紹 97
4.5 KeiI μVision及Proteus使用指南 1 1 1
4.5.1 Keil μVision使用入門 1 1 1
4.5.2 Proteus使用入門 124
4.5.3 應(yīng)用舉例 133
習(xí)題 137
第5章 MCS-51中斷系統(tǒng) 138
5.1 概述 138
5.1.1 中斷的定義和作用 138
5.1.2 MCS-51中斷源及中斷分類 141
5.1.3 MCS-51中斷系統(tǒng) 143
5.1.4 中斷控制 147
5.2 MCS-51的外部中斷 150
5.2.1 MCS-51的外部中斷 150
5.2.2 MCS-51的外部中斷擴展 152
5.3 MCS-51的定時器/計數(shù)器 154
5.3.1 MCS-51的定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu)和工作原理 155
5.3.2 MCS-51的定時器/計數(shù)器工作方式 157
5.3.3 MCS-51的定時器/計數(shù)器應(yīng)用 159
習(xí)題 167
第6章 并行接口技術(shù) 169
6.1 1I/O接口概述 169
6.1.1 1I/O接口的定義及作用 170
6.1.2 1I/O接幾的叫種傳送方式 171
6.1.3 1I/O接口的編址技術(shù) 173
6.2 內(nèi)部I/O端口 174
6.2.1 內(nèi)部I/O端口的結(jié)構(gòu)與工作原理 174
6.2.2 內(nèi)部I/O口的應(yīng)用 177
6.3 MCS-51與外部存儲器的接口 179
6.3.1 外部存儲器 180
6.3.2 譯碼技術(shù) 186
6.3.3 外部存儲器的擴展 194
6.4 8255擴展技術(shù) 198
6.4.1 8255概述 198
6.4.2 8255的擴展 206
6.5 顯示、鍵盤接口技術(shù) 211
6.5.1 顯示接口技術(shù) 21 1
6.5.2 鍵盤接口技術(shù) 226
習(xí)題 234
第7章 串行接口技術(shù) 236
7.1 串行通信概述 236
7.1.1 串行通信基本概念 236
7.1.2 串行通信接口標準 240
7.2 MCS-51單片機串行口及其應(yīng)用 242
7.2.1 串行口結(jié)構(gòu) 242
7.2.2 串行口工作方式 245
7.2.3 串行口通信波特率 246
7.2.4 串行口應(yīng)用 247
7.3 I2C總線接口技術(shù) 269
7.3.1 I2C總線基礎(chǔ) 269
7.3.2 I2C總線時序 272
7.3.3 MCS-51與AT24C02C的接口 274
習(xí)題 282
第8章 D/A、A/D接口技術(shù) 283
8.1 D/A接口技術(shù) 283
8.1.1 D/A轉(zhuǎn)換器的原理 283
8.1.2 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標 285
8.1.3 MCS-51與8位D/A轉(zhuǎn)換器的接口 286
8.1.4 MCS-51與12位D/A轉(zhuǎn)換器的接口 293
8.2 A/D接口技術(shù) 296
8.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器的原理 296
8.2.2 MCS-51與8位A/D轉(zhuǎn)換器的接口 299
8.2.3 MCS-51與12位A/D轉(zhuǎn)換器的接口 305
習(xí)題 309
第9章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾設(shè)計 311
9.1 抗干擾設(shè)計的概述 311
9.1.1 干擾及其分類 311
9.1.2 干擾的耦合方式 312
9.1.3 抗干擾技術(shù)的重要性 316
9.2 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件抗干擾設(shè)計 3 1 7
9.2.1 硬件抗干擾技術(shù)原理與方法 317
9.2.2 電源的抗干擾設(shè)計 327
9.2.3 主控單元的抗干擾設(shè)計 33 1
9.2.4 數(shù)字信號傳輸通道的抗干擾設(shè)計 334
9.2.5 PCB電路板的抗干擾設(shè)計 338
9.3 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟件抗干擾設(shè)計 343
9.3.1 指令冗余設(shè)計 343
9.3.2 軟件陷阱設(shè)計 344
9.3.3 軟件“看門狗”設(shè)計 347
9.3.4 數(shù)字濾波設(shè)計 350
9.3.5 開關(guān)量輸入輸m抗干擾設(shè)計 359
習(xí)題 360
第10章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 362
10.1 手持式抄表系統(tǒng)設(shè)計 362
10.1.1 背景意義 362
10.1.2 總體方案設(shè)計 362
10.1.3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 363
10.1.4 單元電路設(shè)計 365
10.1.5 系統(tǒng)程序的設(shè)計 373
10.2 溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計 380
10.2.1 背景意義 380
10.2.2 總體方案設(shè)計 380
10.2.3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 381
10.2.4 系統(tǒng)程序的設(shè)計 388
10.3 基于PTR8000的無線數(shù)據(jù)傳輸 393
10.3.1 背景意義 393
10.3.2 總體方案設(shè)計 393
10.3.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 394
10.3.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 398
習(xí)題 401
參考文獻 402
附錄 MCS-51系列單片機指令表 403
算法是對具體問題的描述方法。在任務(wù)分析的基礎(chǔ)上,對已明確的系統(tǒng)功能要求和性能指標用數(shù)學(xué)模型進行描述。再根據(jù)系統(tǒng)的實時過程和邏輯關(guān)系,進一步把數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換成計算機能夠處理的程序算法。同一數(shù)學(xué)模型,可以有不同的算法表述,程序設(shè)計人員需要對不同的算法進行分析比較,從中選取切合實際的最優(yōu)算法。
3.流程描述
這是程序設(shè)計前的準備階段,目的在于進行程序的總體構(gòu)建。首先需要確定程序結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)形式、資源分配和參數(shù)計算。然后根據(jù)程序運行的過程,規(guī)劃程序執(zhí)行的邏輯順序,并繪制出相應(yīng)的程序流程圖。對于簡單的應(yīng)用程序,可以不需要流程圖。但對于較為復(fù)雜的程序設(shè)計,繪制流程圖是一個良好的編程習(xí)慣。
4.編寫匯編語言源程序這一階段,設(shè)計人員根據(jù)程序流程圖完成匯編語言源程序的編寫。設(shè)計者應(yīng)在掌握程序編寫基本方法和技巧的基礎(chǔ)上,注意所編程序的正確性和可讀性,必要時在程序的合適位置添加注釋。
5.上機調(diào)試
上機調(diào)試的目的在于驗證程序設(shè)計的正確性。任何程序的編寫都難免存在缺點和錯誤,只有通過上機調(diào)試才能檢查出這些問題并加以糾正。