單片機(jī)原理與接口技術(shù)（第2版）

第1章 單片機(jī)資源認(rèn)識(shí)…………………………………………………… 1
1.1 單片機(jī)的發(fā)展及特點(diǎn)…………………………………………………… 2
1.1.1 單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程………………………………………………… 2
1.1.2 單片機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)………………………………………………… 6
1.2 單片機(jī)選擇及應(yīng)用……………………………………………………… 7
1.2.1 單片機(jī)的選擇……………………………………………………… 7
1.2.2 單片機(jī)的應(yīng)用……………………………………………………… 10
1.3 8051單片機(jī)結(jié)構(gòu)組成及存儲(chǔ)器配置………………………………… 11
1.3.1 8051單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成……………………………………… 14
1.3.2 8051單片機(jī)的存儲(chǔ)器配置……………………………………… 17
1.3.3 8051單片機(jī)I/O接口…………………………………………… 22
1.4 8051單片機(jī)的引腳組成及總線結(jié)構(gòu)………………………………… 26
1.4.1 8051單片機(jī)的引腳組成………………………………………… 26
1.4.2 8051單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)………………………………………… 29
1.5 8051單片機(jī)的工作時(shí)序……………………………………………… 31
1.5.1 8051單片機(jī)的幾種周期及相互關(guān)系…………………………… 31
1.5.2 8051單片機(jī)指令的取指和執(zhí)行時(shí)序…………………………… 32
1.5.3 8051單片機(jī)訪問(wèn)外部ROM 和RAM 的時(shí)序…………………… 33
1.6 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………………… 34
本章總結(jié)……………………………………………………………………… 36
思考與練習(xí)…………………………………………………………………… 37
第2章 單片機(jī)最小資源組成及應(yīng)用………………………………… 38
2.1 計(jì)算機(jī)基本輸入輸出接口概述………………………………………… 38
2.2 輸入輸出接口的編址方式……………………………………………… 40
2.3 輸入輸出接口的工作方式……………………………………………… 40
2.4 8051單片機(jī)輸入輸出接口設(shè)計(jì)……………………………………… 42
2.4.1 8051單片機(jī)輸入輸出接口概述………………………………… 42
2.4.2 8051單片機(jī)輸入輸出(I/O)端口應(yīng)用…………………………… 43
2.4.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)流程………………………………………… 44
2.5 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)……………………………………………… 46
2.5.1 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言……………………………………………………… 46
2.5.2 軟件構(gòu)筑及程序設(shè)計(jì)……………………………………………… 48
2.6 匯編語(yǔ)言編程及開發(fā)環(huán)境……………………………………………… 52
2.6.1 匯編語(yǔ)言的指令分析……………………………………………… 52
2.6.2 匯編語(yǔ)言開發(fā)環(huán)境介紹…………………………………………… 55
2.7 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)……………………………………………………… 55
2.7.1 匯編語(yǔ)言順序程序設(shè)計(jì)…………………………………………… 56
2.7.2 匯編語(yǔ)言分支程序設(shè)計(jì)…………………………………………… 59
2.8 項(xiàng)目設(shè)計(jì)及訓(xùn)練………………………………………………………… 63
2.8.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 63
2.8.2 項(xiàng)目訓(xùn)練…………………………………………………………… 66
本章總結(jié)……………………………………………………………………… 66
思考與練習(xí)…………………………………………………………………… 67
第3章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)及單片機(jī)中斷系統(tǒng)應(yīng)用…………… 68
3.1 匯編語(yǔ)言循環(huán)程序設(shè)計(jì)………………………………………………… 69
3.1.1 循環(huán)程序設(shè)計(jì)概述………………………………………………… 69
3.1.2 匯編語(yǔ)言循環(huán)程序設(shè)計(jì)涉及的條件轉(zhuǎn)移指令………………… 70
3.1.3 匯編語(yǔ)言循環(huán)程序設(shè)計(jì)…………………………………………… 70
3.2 匯編語(yǔ)言子程序設(shè)計(jì)………………………………………………… 72
3.2.1 堆 ?！?72
3.2.2 子程序設(shè)計(jì)………………………………………………………… 76
3.3 中斷概述………………………………………………………………… 78
3.4 單片機(jī)中斷系統(tǒng)………………………………………………………… 79
3.4.1 單片機(jī)的中斷概念………………………………………………… 79
3.4.2 單片機(jī)中斷源介紹………………………………………………… 80
3.4.3 單片機(jī)中斷過(guò)程分析……………………………………………… 82
3.5 單片機(jī)中斷寄存器……………………………………………………… 83
3.5.1 中斷允許控制寄存器IE(A8H) ………………………………… 83
3.5.2 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP(B8H) ……………………………… 84
3.5.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON(88H)………………………… 85
3.6 外部中斷源中斷應(yīng)用設(shè)計(jì)……………………………………………… 86
3.6.1 CPU 響應(yīng)中斷的條件…………………………………………… 86
3.6.2 CPU 中斷響應(yīng)過(guò)程……………………………………………… 87
3.6.3 中斷服務(wù)程序的編寫……………………………………………… 88
3.7 項(xiàng)目設(shè)計(jì)及訓(xùn)練………………………………………………………… 89
3.7.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)1………………………………………………………… 89
2 單片機(jī)原理與接口技術(shù)(第2版)
3.7.2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)2………………………………………………………… 93
3.7.3 項(xiàng)目訓(xùn)練…………………………………………………………… 94
本章總結(jié)……………………………………………………………………… 94
思考與練習(xí)…………………………………………………………………… 96
第4章 單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器原理及應(yīng)用…………………………… 97
4.1 單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)組成和工作原理…………………………… 97
4.1.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)組成…………………………………………… 97
4.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作原理…………………………………………… 98
4.2 單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作寄存器……………………………………… 99
4.2.1 工作方式寄存器TMOD ………………………………………… 99
4.2.2 控制寄存器TCON ……………………………………………… 100
4.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作過(guò)程分析…………………………………………… 101
4.3.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式0工作過(guò)程分析……………………………… 101
4.3.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式1工作過(guò)程分析……………………………… 104
4.3.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式2、3工作過(guò)程分析…………………………… 106
4.4 MCS 51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器典型應(yīng)用…………………………… 109
4.5 MCS 51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用設(shè)計(jì)…………………………… 117
4.6 項(xiàng)目設(shè)計(jì)及訓(xùn)練……………………………………………………… 120
本章總結(jié)……………………………………………………………………… 121
思考與練習(xí)…………………………………………………………………… 122
第5章 單片機(jī)C51語(yǔ)言及人機(jī)接口應(yīng)用……………………… 123
5.1 匯編語(yǔ)言與C51語(yǔ)言………………………………………………… 123
5.1.1 學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言的重要性………………………………………… 123
5.1.2 應(yīng)用C51編程的優(yōu)勢(shì)…………………………………………… 125
5.1.3 單片機(jī)匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)對(duì)照范例………………… 126
5.1.4 匯編語(yǔ)言與C51混合編程……………………………………… 129
5.2 C51對(duì)標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言的擴(kuò)展…………………………………………… 129
5.2.1 C51語(yǔ)法基礎(chǔ)…………………………………………………… 130
5.2.2 C51存儲(chǔ)類型及存儲(chǔ)區(qū)………………………………………… 141
5.2.3 C51存儲(chǔ)器模式………………………………………………… 143
5.2.4 函數(shù)(FUNCTION)的使用……………………………………… 144
5.3 KeilC51的代碼效率………………………………………………… 146
5.3.1 存儲(chǔ)模式的影響………………………………………………… 146
5.3.2 程序結(jié)構(gòu)的影響………………………………………………… 146
5.4 使用C51的技巧……………………………………………………… 147
5.5 C51使用規(guī)范………………………………………………………… 148
5.5.1 注 釋…………………………………………………………… 148
5.5.2 命 名…………………………………………………………… 149
5.5.3 編輯風(fēng)格………………………………………………………… 149
5.5.4 C51編程實(shí)例…………………………………………………… 150
5.6 單片機(jī)人機(jī)接口及顯示應(yīng)用………………………………………… 152
5.6.1 發(fā)光二極管介紹………………………………………………… 153
5.6.2 數(shù)碼管介紹……………………………………………………… 154
5.6.3 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)方式………………………………………………… 156
5.6.4 LED數(shù)碼管的檢測(cè)方法………………………………………… 157
5.7 MCS 51單片機(jī)LED顯示電路設(shè)計(jì)及編程方法………………… 158
5.7.1 單片機(jī)I/O口靜態(tài)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)………… 158
5.7.2 單片機(jī)I/O口動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)………… 162
本章總結(jié)……………………………………………………………………… 167
思考與練習(xí)…………………………………………………………………… 168
第6章 8051單片機(jī)串行通信接口………………………………… 169
6.1 計(jì)算機(jī)串行口通信基礎(chǔ)……………………………………………… 170
6.1.1 通信概述………………………………………………………… 170
6.1.2 串行通信的基本概念…………………………………………… 170
6.1.3 串行通信數(shù)據(jù)的傳送方向……………………………………… 172
6.1.4 串行通信的數(shù)據(jù)校驗(yàn)…………………………………………… 172
6.1.5 串行通信的傳輸速率與傳輸距離……………………………… 173
6.2 8051單片機(jī)串行口結(jié)構(gòu)及工作原理………………………………… 173
6.2.1 8051單片機(jī)串行口結(jié)構(gòu)組成…………………………………… 173
6.2.2 8051單片機(jī)串行口工作原理…………………………………… 175
6.3 串行口涉及的有關(guān)寄存器…………………………………………… 175
6.4 8051單片機(jī)串行口工作方式及工作原理分析……………………… 180
6.5 波特率計(jì)算…………………………………………………………… 184
6.6 8051單片機(jī)串行口方式0應(yīng)用設(shè)計(jì)………………………………… 185
6.7 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)…………………………………………………… 189
6.7.1 RS232C、RS449、RS423/422、RS485標(biāo)準(zhǔn)總線接口…………… 189
6.7.2 RS232C、RS449、RS423/422、RS485標(biāo)準(zhǔn)總線接口介紹……… 190
6.7.3 RS232C電平與TTL電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路……………………… 192
6.8 單片機(jī)與單片機(jī)串行通信電路設(shè)計(jì)………………………………… 193
4 單片機(jī)原理與接口技術(shù)(第2版)
6.9 串行口多機(jī)通信原理及控制方法…………………………………… 203
本章總結(jié)……………………………………………………………………… 204
思考與練習(xí)…………………………………………………………………… 205
附 件………………………………………………………………………… 205
第7章 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)………………………………………… 208
7.1 MCS 51單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展…………………………………………… 208
7.2 單片機(jī)的外部資源并行擴(kuò)展………………………………………… 209
7.2.1 存儲(chǔ)器的空間地址分配………………………………………… 209
7.2.2 單片機(jī)與片外程序存儲(chǔ)器/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的信號(hào)連接…………… 211
7.2.3 外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展………………………………………………… 212
7.3 可編程并行接口8255接口設(shè)計(jì)……………………………………… 216
7.3.1 并行接口8255概述……………………………………………… 216
7.3.2 8255引腳介紹…………………………………………………… 217
7.3.3 8255工作方式及控制字………………………………………… 218
7.4 單片機(jī)鍵盤接口設(shè)計(jì)………………………………………………… 220
7.4.1 單片機(jī)鍵盤工作原理介紹……………………………………… 220
7.4.2 鍵盤的工作方式及按鍵處理…………………………………… 222
7.4.3 獨(dú)立式鍵盤程序的編寫………………………………………… 223
7.4.4 8255與矩陣鍵盤接口設(shè)計(jì)……………………………………… 224
7.4.5 項(xiàng)目訓(xùn)練:獨(dú)立式按鍵編程……………………………………… 225
7.4.6 項(xiàng)目設(shè)計(jì):矩陣式按鍵設(shè)計(jì)與控制……………………………… 230
7.5 DS18B20溫度傳感器應(yīng)用…………………………………………… 233
7.5.1 DS18B20溫度傳感器概述……………………………………… 233
7.5.2 DS18B20溫度傳感器介紹……………………………………… 233
7.5.3 DS18B20溫度檢測(cè)應(yīng)用………………………………………… 242
本章總結(jié)……………………………………………………………………… 247
思考與練習(xí)…………………………………………………………………… 248
附 錄……………………………………………………………………………… 249
附錄1 實(shí)驗(yàn)板原理圖……………………………………………………… 250
附錄2 51單片機(jī)匯編語(yǔ)言指令表………………………………………… 253
附錄3 AT89系列單片機(jī)………………………………………………… 259
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 263