單片機(jī)控制技術(shù)與應(yīng)用（第二版）

學(xué)習(xí)情境一 單片機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域 1
1.1 初識(shí)單片機(jī) 1
1.1.1 什么是單片機(jī) 1
1.1.2 單片機(jī)發(fā)展歷史與高速SOC單片機(jī)C8051F 2
1.1.3 Cygnal C8051F系列單片機(jī)特點(diǎn) 2
1.1.4 有關(guān)C8051系列CPU 3
1.2 單片機(jī)介紹 4
1.2.1 MCS-51單片機(jī)基本功能介紹 5
1.2.2 CIP-51單片機(jī)基本功能介紹 5
1.3 單片機(jī)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí) 7
1.3.1 數(shù)制和編碼 7
1.3.2 邏輯運(yùn)算 9
1.3.3 真值與機(jī)器數(shù) 9
1.3.4 原碼、反碼、補(bǔ)碼 9
1.3.5 BCD碼 10
1.3.6 常用邏輯元件及功率輸出元件 11
思考題 15
學(xué)習(xí)情境二 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 16
2.1 MCS-51單片機(jī)基本組成及引腳功能 16
2.1.1 單片機(jī)的基本組成 16
2.1.2 單片機(jī)的引腳及其功能 17
2.1.3 MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器 19
2.2 CIP-51單片機(jī)基本功能介紹 26
2.3 單片機(jī)復(fù)位 27
2.3.1 通電復(fù)位 28
2.3.2 斷電復(fù)位 28
2.3.3 外部復(fù)位 29
2.3.4 軟件強(qiáng)制復(fù)位 29
2.3.5 時(shí)鐘丟失檢測(cè)器復(fù)位 29
2.3.6 比較器0復(fù)位 29
2.3.7 外部CNVSTR引腳復(fù)位 30
2.3.8 看門狗定時(shí)器復(fù)位 30
思考題 31
學(xué)習(xí)情境三 單片機(jī)指令系統(tǒng) 32
3.1 指令 32
3.2 程序設(shè)計(jì)語言 32
3.3 Cygnal(80C51)單片機(jī)指令 33
3.4 匯編語言的特點(diǎn) 37
3.5 匯編指令的格式 37
3.6 指令系統(tǒng)符號(hào)的意義 38
3.7 尋址方式 38
3.8 Cygnal系列單片機(jī)指令 39
3.8.1 數(shù)據(jù)傳送和交換類指令 39
3.8.2 算術(shù)操作類指令(24) 42
3.8.3 邏輯運(yùn)算指令 45
3.8.4 控制轉(zhuǎn)移類指令 46
3.8.5 位操作指令 48
思考題 49
學(xué)習(xí)情境四 實(shí)現(xiàn)交通燈自動(dòng)控制 53
4.1 匯編語言程序設(shè)計(jì)概述 53
4.2 偽指令 54
4.3 單片機(jī)匯編語言程序的基本結(jié)構(gòu)形式 54
4.4 Cygnal單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)舉例 60
思考題 67
學(xué)習(xí)情境五 在電機(jī)控制中應(yīng)用中斷 68
5.1 中斷系統(tǒng)的概述 68
5.1.1 中斷原理介紹 68
5.1.2 使用中斷的好處 69
5.2 單片機(jī)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 70
5.2.1 中斷源 70
5.2.2 中斷控制系統(tǒng)中的特殊功能寄存器(SFR) 71
5.3 中斷響應(yīng) 74
5.3.1 中斷響應(yīng)條件 74
5.3.2 中斷響應(yīng)過程 74
5.3.3 中斷響應(yīng)時(shí)間 74
5.4 外部中斷方式的選擇 75
5.4.1 電平觸發(fā)方式 75
5.4.2 脈沖觸發(fā)方式 75
5.5 中斷程序設(shè)計(jì) 75
5.5.1 中斷初始化程序 75
5.5.2 中斷服務(wù)程序 76
思考題 77
學(xué)習(xí)情境六 電機(jī)轉(zhuǎn)速控制與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 79
6.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作原理及結(jié)構(gòu) 79
6.1.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu) 80
6.1.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器 81
6.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式 82
6.2.1 方式0:13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 82
6.2.2 方式1:16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 83
6.2.3 方式2:8位自動(dòng)重裝載的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 83
6.2.4 方式3:兩個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(僅定時(shí)器0) 84
6.2.5 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)/計(jì)數(shù)范圍 85
6.3 單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 85
6.3.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的編程和使用方法 85
6.3.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)例 86
6.4 門控位的應(yīng)用 90
思考題 92
學(xué)習(xí)情境七 模擬量輸入與實(shí)時(shí)控制輸出 94
7.1 模擬量與數(shù)字量概述 94
7.2 A/D轉(zhuǎn)換原理 95
7.3 A/D轉(zhuǎn)換器及參數(shù)指標(biāo) 96
7.4 典型A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809 99
7.4.1 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理 99
7.4.2 ADC0809典型應(yīng)用 101
7.4.3 應(yīng)用舉例 103
7.5 D/A 轉(zhuǎn)換接口電路 106
7.5.1 D/A 轉(zhuǎn)換器的技術(shù)性能指標(biāo) 106
7.5.2 典型D/A 轉(zhuǎn)換器芯片DAC0832 107
學(xué)習(xí)情境八 PWM波輸出 109
8.1 PWM波的產(chǎn)生原理 110
8.2 PWM波變頻控制原理 111
8.2.1 PWM脈寬調(diào)制基本知識(shí) 111
8.2.2 軟件產(chǎn)生PWM波的調(diào)速原理 112
8.2.3 實(shí)現(xiàn)任務(wù)的軟件方式之一 112
8.3 Cygnal可編程計(jì)數(shù)器陣列 115
8.4 Cygnal的PCA計(jì)數(shù)器/定時(shí)器 115
8.5 Cygnal的捕捉/比較模塊 117
8.5.1 邊沿觸發(fā)的捕捉方式 118
8.5.2 軟件定時(shí)器(比較)方式 118
8.5.3 高速輸出方式 119
8.5.4 頻率輸出方式 120
8.5.5 8位脈寬調(diào)制器方式 121
8.5.6 16位脈寬調(diào)制器方式 121
8.6 PCA0寄存器說明 122
思考題 125
學(xué)習(xí)情境九 串行外設(shè)通信SPI0與UART 126
9.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí) 126
9.2 MCS-51單片機(jī)串行口結(jié)構(gòu)及工作方式 128
9.3 串行口的應(yīng)用 132
9.4 串行外設(shè)接口總線(SPI0) 138
9.4.1 信號(hào)說明 138
9.4.2 SPI0操作 139
9.4.3 串行時(shí)鐘時(shí)序 141
9.4.4 SPI特殊功能寄存器 141
9.5 UART0 144
9.5.1 UART0工作方式 144
9.5.2 多機(jī)通信 148
9.5.3 幀錯(cuò)誤和傳輸錯(cuò)誤檢測(cè) 149
9.5.4 UART0特殊功能寄存器 150
思考題 151
學(xué)習(xí)情境十 集成開發(fā)環(huán)境 153
10.1 系列單片機(jī)下載使用 153
10.1.1 ByteBlaster下載線電路 153
10.1.2 AT89S系列的ISP方法 153
10.2 AVR系列的ISP方法 155
10.3 工具箱 156
10.4 硬件連接 156
10.5 軟件安裝 156
10.6 Silabs集成開發(fā)環(huán)境 157
10.6.1 系統(tǒng)要求 157
10.6.2 匯編程序和連接程序 157
10.6.3 評(píng)估版C51C編譯器 157
10.6.4 在SilabsIDE上使用Keil8051軟件工具 157
10.6.5 源程序?qū)嵗?158
10.6.6 寄存器定義文件(頭文件) 158
10.7 目標(biāo)板 158
10.7.1 系統(tǒng)時(shí)鐘源 158
10.7.2 按鍵和發(fā)光二極管 159
10.7.3 串口J5 159
10.7.4 模擬輸入輸出口J11和J20 159
10.7.5 外擴(kuò)I/O連接器(J24) 160
10.7.6 電源檢測(cè)器禁止跳線器J23 161
10.7.7 目標(biāo)板JTAG接口J4 161
10.7.8 I/O 接口連接器(J12～J19) 161
10.7.9 VREF連接器(J22) 162
10.8 串行適配器 162
10.9 U-EC5操作指南 162
10.9.1 U-EC5調(diào)試適配器操作說明 163
10.9.2 應(yīng)用專用軟件(U-EC5中文編程軟件)快速燒錄C8051FMCU操作說明 167
10.10 在5V系統(tǒng)中應(yīng)用3.3V Cygnal單片機(jī)解決方案 171
10.10.1 電源選擇 171
10.10.2 用5V輸出驅(qū)動(dòng)3V輸入 172
10.10.3 用3V輸出驅(qū)動(dòng)5V輸入 172
學(xué)習(xí)情境十一 單片機(jī)知識(shí)擴(kuò)展 174
11.1 嵌入式系統(tǒng) 174
11.2 ARM 開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí) 174
11.2.1 ARM簡介 174
11.2.2 ARM微處理器特點(diǎn) 175
11.2.3 ARM應(yīng)用領(lǐng)域 175
11.2.4 ARM內(nèi)核 175
11.2.5 開發(fā)工具 176
11.2.6 開發(fā)流程 178
11.3 DSP基礎(chǔ)知識(shí) 179
11.3.1 DSP芯片 179
11.3.2 DSP系統(tǒng)的運(yùn)算量 180
11.3.3 DSP系統(tǒng)的特點(diǎn) 181
11.3.4 DSP芯片的應(yīng)用 181
參考文獻(xiàn) 182