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单片机原理与接口技术（第2版）
作者：祁伟，刘克江 著
出版社：北京航空航天大学出版社
出版时间：2017-01-01
ISBN：9787512408135
定价：¥35.00
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内容简介
本书是广东省教学质量工程建设项目“自动化专业基础课程”“电气类主干课程”教学团队项目研究之教材建设规划课程用书。教材撰写中对传统教学内容进行了精选与整合，授课过程以自行开发的实验板为研究对象，改变以理论授课为主的教学方式，将单片机学习需要掌握的理论融汇于项目设计中。项目设计以最终构建总项目为原则。各子项目硬件设计、软件编程前后衔接，循序渐进。学习者完成各章节学习后，稍加集成，即可完成总任务设计（如电子时钟）。本书可引导学习者将零散的知识信息编织成完整的知识结构体系。授课使用的电子教案及相关资料通过邮箱qw1_a@163.com索取。本书可作为高等院校电气类、自动化类、测控技术与仪器类、机电一体化类等相关专业应用型人才培养的教学用书，也可作为单片机爱好者的自学用书或参考书。
作者简介
暂缺《单片机原理与接口技术（第2版）》作者简介
目录
第1章 单片机资源认识…………………………………………………… 1
1.1 单片机的发展及特点…………………………………………………… 2
1.1.1 单片机的发展过程………………………………………………… 2
1.1.2 单片机的发展特点………………………………………………… 6
1.2 单片机选择及应用……………………………………………………… 7
1.2.1 单片机的选择……………………………………………………… 7
1.2.2 单片机的应用……………………………………………………… 10
1.3 8051单片机结构组成及存储器配置………………………………… 11
1.3.1 8051单片机内部结构组成……………………………………… 14
1.3.2 8051单片机的存储器配置……………………………………… 17
1.3.3 8051单片机I/O接口…………………………………………… 22
1.4 8051单片机的引脚组成及总线结构………………………………… 26
1.4.1 8051单片机的引脚组成………………………………………… 26
1.4.2 8051单片机的总线结构………………………………………… 29
1.5 8051单片机的工作时序……………………………………………… 31
1.5.1 8051单片机的几种周期及相互关系…………………………… 31
1.5.2 8051单片机指令的取指和执行时序…………………………… 32
1.5.3 8051单片机访问外部ROM 和RAM 的时序…………………… 33
1.6 单片机的发展趋势……………………………………………………… 34
本章总结……………………………………………………………………… 36
思考与练习…………………………………………………………………… 37
第2章 单片机最小资源组成及应用………………………………… 38
2.1 计算机基本输入输出接口概述………………………………………… 38
2.2 输入输出接口的编址方式……………………………………………… 40
2.3 输入输出接口的工作方式……………………………………………… 40
2.4 8051单片机输入输出接口设计……………………………………… 42
2.4.1 8051单片机输入输出接口概述………………………………… 42
2.4.2 8051单片机输入输出(I/O)端口应用…………………………… 43
2.4.3 单片机应用系统开发流程………………………………………… 44
2.5 单片机应用系统程序设计……………………………………………… 46
2.5.1 程序设计语言……………………………………………………… 46
2.5.2 软件构筑及程序设计……………………………………………… 48
2.6 汇编语言编程及开发环境……………………………………………… 52
2.6.1 汇编语言的指令分析……………………………………………… 52
2.6.2 汇编语言开发环境介绍…………………………………………… 55
2.7 汇编语言程序设计……………………………………………………… 55
2.7.1 汇编语言顺序程序设计…………………………………………… 56
2.7.2 汇编语言分支程序设计…………………………………………… 59
2.8 项目设计及训练………………………………………………………… 63
2.8.1 项目设计…………………………………………………………… 63
2.8.2 项目训练…………………………………………………………… 66
本章总结……………………………………………………………………… 66
思考与练习…………………………………………………………………… 67
第3章 汇编语言程序设计及单片机中断系统应用…………… 68
3.1 汇编语言循环程序设计………………………………………………… 69
3.1.1 循环程序设计概述………………………………………………… 69
3.1.2 汇编语言循环程序设计涉及的条件转移指令………………… 70
3.1.3 汇编语言循环程序设计…………………………………………… 70
3.2 汇编语言子程序设计………………………………………………… 72
3.2.1 堆 栈……………………………………………………………… 72
3.2.2 子程序设计………………………………………………………… 76
3.3 中断概述………………………………………………………………… 78
3.4 单片机中断系统………………………………………………………… 79
3.4.1 单片机的中断概念………………………………………………… 79
3.4.2 单片机中断源介绍………………………………………………… 80
3.4.3 单片机中断过程分析……………………………………………… 82
3.5 单片机中断寄存器……………………………………………………… 83
3.5.1 中断允许控制寄存器IE(A8H) ………………………………… 83
3.5.2 中断优先级控制寄存器IP(B8H) ……………………………… 84
3.5.3 定时/计数器控制寄存器TCON(88H)………………………… 85
3.6 外部中断源中断应用设计……………………………………………… 86
3.6.1 CPU 响应中断的条件…………………………………………… 86
3.6.2 CPU 中断响应过程……………………………………………… 87
3.6.3 中断服务程序的编写……………………………………………… 88
3.7 项目设计及训练………………………………………………………… 89
3.7.1 项目设计1………………………………………………………… 89
2 单片机原理与接口技术(第2版)
3.7.2 项目设计2………………………………………………………… 93
3.7.3 项目训练…………………………………………………………… 94
本章总结……………………………………………………………………… 94
思考与练习…………………………………………………………………… 96
第4章 单片机定时/计数器原理及应用…………………………… 97
4.1 单片机定时/计数器结构组成和工作原理…………………………… 97
4.1.1 定时/计数器结构组成…………………………………………… 97
4.1.2 定时/计数器工作原理…………………………………………… 98
4.2 单片机定时/计数器工作寄存器……………………………………… 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 定时/计数器工作过程分析…………………………………………… 101
4.3.1 定时/计数器方式0工作过程分析……………………………… 101
4.3.2 定时/计数器方式1工作过程分析……………………………… 104
4.3.3 定时/计数器方式2、3工作过程分析…………………………… 106
4.4 MCS 51单片机定时/计数器典型应用…………………………… 109
4.5 MCS 51单片机定时/计数器应用设计…………………………… 117
4.6 项目设计及训练……………………………………………………… 120
本章总结……………………………………………………………………… 121
思考与练习…………………………………………………………………… 122
第5章 单片机C51语言及人机接口应用……………………… 123
5.1 汇编语言与C51语言………………………………………………… 123
5.1.1 学习汇编语言的重要性………………………………………… 123
5.1.2 应用C51编程的优势…………………………………………… 125
5.1.3 单片机汇编语言与C语言程序设计对照范例………………… 126
5.1.4 汇编语言与C51混合编程……………………………………… 129
5.2 C51对标准C语言的扩展…………………………………………… 129
5.2.1 C51语法基础…………………………………………………… 130
5.2.2 C51存储类型及存储区………………………………………… 141
5.2.3 C51存储器模式………………………………………………… 143
5.2.4 函数(FUNCTION)的使用……………………………………… 144
5.3 KeilC51的代码效率………………………………………………… 146
5.3.1 存储模式的影响………………………………………………… 146
5.3.2 程序结构的影响………………………………………………… 146
5.4 使用C51的技巧……………………………………………………… 147
5.5 C51使用规范………………………………………………………… 148
5.5.1 注 释…………………………………………………………… 148
5.5.2 命 名…………………………………………………………… 149
5.5.3 编辑风格………………………………………………………… 149
5.5.4 C51编程实例…………………………………………………… 150
5.6 单片机人机接口及显示应用………………………………………… 152
5.6.1 发光二极管介绍………………………………………………… 153
5.6.2 数码管介绍……………………………………………………… 154
5.6.3 数码管驱动方式………………………………………………… 156
5.6.4 LED数码管的检测方法………………………………………… 157
5.7 MCS 51单片机LED显示电路设计及编程方法………………… 158
5.7.1 单片机I/O口静态驱动LED数码管显示电路设计………… 158
5.7.2 单片机I/O口动态驱动LED数码管显示电路设计………… 162
本章总结……………………………………………………………………… 167
思考与练习…………………………………………………………………… 168
第6章 8051单片机串行通信接口………………………………… 169
6.1 计算机串行口通信基础……………………………………………… 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 串行通信数据的传送方向……………………………………… 172
6.1.4 串行通信的数据校验…………………………………………… 172
6.1.5 串行通信的传输速率与传输距离……………………………… 173
6.2 8051单片机串行口结构及工作原理………………………………… 173
6.2.1 8051单片机串行口结构组成…………………………………… 173
6.2.2 8051单片机串行口工作原理…………………………………… 175
6.3 串行口涉及的有关寄存器…………………………………………… 175
6.4 8051单片机串行口工作方式及工作原理分析……………………… 180
6.5 波特率计算…………………………………………………………… 184
6.6 8051单片机串行口方式0应用设计………………………………… 185
6.7 串行通信接口标准…………………………………………………… 189
6.7.1 RS232C、RS449、RS423/422、RS485标准总线接口…………… 189
6.7.2 RS232C、RS449、RS423/422、RS485标准总线接口介绍……… 190
6.7.3 RS232C电平与TTL电平转换驱动电路……………………… 192
6.8 单片机与单片机串行通信电路设计………………………………… 193
4 单片机原理与接口技术(第2版)
6.9 串行口多机通信原理及控制方法…………………………………… 203
本章总结……………………………………………………………………… 204
思考与练习…………………………………………………………………… 205
附 件………………………………………………………………………… 205
第7章 单片机系统扩展技术………………………………………… 208
7.1 MCS 51单片机系统扩展…………………………………………… 208
7.2 单片机的外部资源并行扩展………………………………………… 209
7.2.1 存储器的空间地址分配………………………………………… 209
7.2.2 单片机与片外程序存储器/数据存储器的信号连接…………… 211
7.2.3 外部存储器扩展………………………………………………… 212
7.3 可编程并行接口8255接口设计……………………………………… 216
7.3.1 并行接口8255概述……………………………………………… 216
7.3.2 8255引脚介绍…………………………………………………… 217
7.3.3 8255工作方式及控制字………………………………………… 218
7.4 单片机键盘接口设计………………………………………………… 220
7.4.1 单片机键盘工作原理介绍……………………………………… 220
7.4.2 键盘的工作方式及按键处理…………………………………… 222
7.4.3 独立式键盘程序的编写………………………………………… 223
7.4.4 8255与矩阵键盘接口设计……………………………………… 224
7.4.5 项目训练:独立式按键编程……………………………………… 225
7.4.6 项目设计:矩阵式按键设计与控制……………………………… 230
7.5 DS18B20温度传感器应用…………………………………………… 233
7.5.1 DS18B20温度传感器概述……………………………………… 233
7.5.2 DS18B20温度传感器介绍……………………………………… 233
7.5.3 DS18B20温度检测应用………………………………………… 242
本章总结……………………………………………………………………… 247
思考与练习…………………………………………………………………… 248
附 录……………………………………………………………………………… 249
附录1 实验板原理图……………………………………………………… 250
附录2 51单片机汇编语言指令表………………………………………… 253
附录3 AT89系列单片机………………………………………………… 259
参考文献………………………………………………………………………… 263
1.1 单片机的发展及特点…………………………………………………… 2
1.1.1 单片机的发展过程………………………………………………… 2
1.1.2 单片机的发展特点………………………………………………… 6
1.2 单片机选择及应用……………………………………………………… 7
1.2.1 单片机的选择……………………………………………………… 7
1.2.2 单片机的应用……………………………………………………… 10
1.3 8051单片机结构组成及存储器配置………………………………… 11
1.3.1 8051单片机内部结构组成……………………………………… 14
1.3.2 8051单片机的存储器配置……………………………………… 17
1.3.3 8051单片机I/O接口…………………………………………… 22
1.4 8051单片机的引脚组成及总线结构………………………………… 26
1.4.1 8051单片机的引脚组成………………………………………… 26
1.4.2 8051单片机的总线结构………………………………………… 29
1.5 8051单片机的工作时序……………………………………………… 31
1.5.1 8051单片机的几种周期及相互关系…………………………… 31
1.5.2 8051单片机指令的取指和执行时序…………………………… 32
1.5.3 8051单片机访问外部ROM 和RAM 的时序…………………… 33
1.6 单片机的发展趋势……………………………………………………… 34
本章总结……………………………………………………………………… 36
思考与练习…………………………………………………………………… 37
第2章 单片机最小资源组成及应用………………………………… 38
2.1 计算机基本输入输出接口概述………………………………………… 38
2.2 输入输出接口的编址方式……………………………………………… 40
2.3 输入输出接口的工作方式……………………………………………… 40
2.4 8051单片机输入输出接口设计……………………………………… 42
2.4.1 8051单片机输入输出接口概述………………………………… 42
2.4.2 8051单片机输入输出(I/O)端口应用…………………………… 43
2.4.3 单片机应用系统开发流程………………………………………… 44
2.5 单片机应用系统程序设计……………………………………………… 46
2.5.1 程序设计语言……………………………………………………… 46
2.5.2 软件构筑及程序设计……………………………………………… 48
2.6 汇编语言编程及开发环境……………………………………………… 52
2.6.1 汇编语言的指令分析……………………………………………… 52
2.6.2 汇编语言开发环境介绍…………………………………………… 55
2.7 汇编语言程序设计……………………………………………………… 55
2.7.1 汇编语言顺序程序设计…………………………………………… 56
2.7.2 汇编语言分支程序设计…………………………………………… 59
2.8 项目设计及训练………………………………………………………… 63
2.8.1 项目设计…………………………………………………………… 63
2.8.2 项目训练…………………………………………………………… 66
本章总结……………………………………………………………………… 66
思考与练习…………………………………………………………………… 67
第3章 汇编语言程序设计及单片机中断系统应用…………… 68
3.1 汇编语言循环程序设计………………………………………………… 69
3.1.1 循环程序设计概述………………………………………………… 69
3.1.2 汇编语言循环程序设计涉及的条件转移指令………………… 70
3.1.3 汇编语言循环程序设计…………………………………………… 70
3.2 汇编语言子程序设计………………………………………………… 72
3.2.1 堆 栈……………………………………………………………… 72
3.2.2 子程序设计………………………………………………………… 76
3.3 中断概述………………………………………………………………… 78
3.4 单片机中断系统………………………………………………………… 79
3.4.1 单片机的中断概念………………………………………………… 79
3.4.2 单片机中断源介绍………………………………………………… 80
3.4.3 单片机中断过程分析……………………………………………… 82
3.5 单片机中断寄存器……………………………………………………… 83
3.5.1 中断允许控制寄存器IE(A8H) ………………………………… 83
3.5.2 中断优先级控制寄存器IP(B8H) ……………………………… 84
3.5.3 定时/计数器控制寄存器TCON(88H)………………………… 85
3.6 外部中断源中断应用设计……………………………………………… 86
3.6.1 CPU 响应中断的条件…………………………………………… 86
3.6.2 CPU 中断响应过程……………………………………………… 87
3.6.3 中断服务程序的编写……………………………………………… 88
3.7 项目设计及训练………………………………………………………… 89
3.7.1 项目设计1………………………………………………………… 89
2 单片机原理与接口技术(第2版)
3.7.2 项目设计2………………………………………………………… 93
3.7.3 项目训练…………………………………………………………… 94
本章总结……………………………………………………………………… 94
思考与练习…………………………………………………………………… 96
第4章 单片机定时/计数器原理及应用…………………………… 97
4.1 单片机定时/计数器结构组成和工作原理…………………………… 97
4.1.1 定时/计数器结构组成…………………………………………… 97
4.1.2 定时/计数器工作原理…………………………………………… 98
4.2 单片机定时/计数器工作寄存器……………………………………… 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 定时/计数器工作过程分析…………………………………………… 101
4.3.1 定时/计数器方式0工作过程分析……………………………… 101
4.3.2 定时/计数器方式1工作过程分析……………………………… 104
4.3.3 定时/计数器方式2、3工作过程分析…………………………… 106
4.4 MCS 51单片机定时/计数器典型应用…………………………… 109
4.5 MCS 51单片机定时/计数器应用设计…………………………… 117
4.6 项目设计及训练……………………………………………………… 120
本章总结……………………………………………………………………… 121
思考与练习…………………………………………………………………… 122
第5章 单片机C51语言及人机接口应用……………………… 123
5.1 汇编语言与C51语言………………………………………………… 123
5.1.1 学习汇编语言的重要性………………………………………… 123
5.1.2 应用C51编程的优势…………………………………………… 125
5.1.3 单片机汇编语言与C语言程序设计对照范例………………… 126
5.1.4 汇编语言与C51混合编程……………………………………… 129
5.2 C51对标准C语言的扩展…………………………………………… 129
5.2.1 C51语法基础…………………………………………………… 130
5.2.2 C51存储类型及存储区………………………………………… 141
5.2.3 C51存储器模式………………………………………………… 143
5.2.4 函数(FUNCTION)的使用……………………………………… 144
5.3 KeilC51的代码效率………………………………………………… 146
5.3.1 存储模式的影响………………………………………………… 146
5.3.2 程序结构的影响………………………………………………… 146
5.4 使用C51的技巧……………………………………………………… 147
5.5 C51使用规范………………………………………………………… 148
5.5.1 注 释…………………………………………………………… 148
5.5.2 命 名…………………………………………………………… 149
5.5.3 编辑风格………………………………………………………… 149
5.5.4 C51编程实例…………………………………………………… 150
5.6 单片机人机接口及显示应用………………………………………… 152
5.6.1 发光二极管介绍………………………………………………… 153
5.6.2 数码管介绍……………………………………………………… 154
5.6.3 数码管驱动方式………………………………………………… 156
5.6.4 LED数码管的检测方法………………………………………… 157
5.7 MCS 51单片机LED显示电路设计及编程方法………………… 158
5.7.1 单片机I/O口静态驱动LED数码管显示电路设计………… 158
5.7.2 单片机I/O口动态驱动LED数码管显示电路设计………… 162
本章总结……………………………………………………………………… 167
思考与练习…………………………………………………………………… 168
第6章 8051单片机串行通信接口………………………………… 169
6.1 计算机串行口通信基础……………………………………………… 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 串行通信数据的传送方向……………………………………… 172
6.1.4 串行通信的数据校验…………………………………………… 172
6.1.5 串行通信的传输速率与传输距离……………………………… 173
6.2 8051单片机串行口结构及工作原理………………………………… 173
6.2.1 8051单片机串行口结构组成…………………………………… 173
6.2.2 8051单片机串行口工作原理…………………………………… 175
6.3 串行口涉及的有关寄存器…………………………………………… 175
6.4 8051单片机串行口工作方式及工作原理分析……………………… 180
6.5 波特率计算…………………………………………………………… 184
6.6 8051单片机串行口方式0应用设计………………………………… 185
6.7 串行通信接口标准…………………………………………………… 189
6.7.1 RS232C、RS449、RS423/422、RS485标准总线接口…………… 189
6.7.2 RS232C、RS449、RS423/422、RS485标准总线接口介绍……… 190
6.7.3 RS232C电平与TTL电平转换驱动电路……………………… 192
6.8 单片机与单片机串行通信电路设计………………………………… 193
4 单片机原理与接口技术(第2版)
6.9 串行口多机通信原理及控制方法…………………………………… 203
本章总结……………………………………………………………………… 204
思考与练习…………………………………………………………………… 205
附 件………………………………………………………………………… 205
第7章 单片机系统扩展技术………………………………………… 208
7.1 MCS 51单片机系统扩展…………………………………………… 208
7.2 单片机的外部资源并行扩展………………………………………… 209
7.2.1 存储器的空间地址分配………………………………………… 209
7.2.2 单片机与片外程序存储器/数据存储器的信号连接…………… 211
7.2.3 外部存储器扩展………………………………………………… 212
7.3 可编程并行接口8255接口设计……………………………………… 216
7.3.1 并行接口8255概述……………………………………………… 216
7.3.2 8255引脚介绍…………………………………………………… 217
7.3.3 8255工作方式及控制字………………………………………… 218
7.4 单片机键盘接口设计………………………………………………… 220
7.4.1 单片机键盘工作原理介绍……………………………………… 220
7.4.2 键盘的工作方式及按键处理…………………………………… 222
7.4.3 独立式键盘程序的编写………………………………………… 223
7.4.4 8255与矩阵键盘接口设计……………………………………… 224
7.4.5 项目训练:独立式按键编程……………………………………… 225
7.4.6 项目设计:矩阵式按键设计与控制……………………………… 230
7.5 DS18B20温度传感器应用…………………………………………… 233
7.5.1 DS18B20温度传感器概述……………………………………… 233
7.5.2 DS18B20温度传感器介绍……………………………………… 233
7.5.3 DS18B20温度检测应用………………………………………… 242
本章总结……………………………………………………………………… 247
思考与练习…………………………………………………………………… 248
附 录……………………………………………………………………………… 249
附录1 实验板原理图……………………………………………………… 250
附录2 51单片机汇编语言指令表………………………………………… 253
附录3 AT89系列单片机………………………………………………… 259
参考文献………………………………………………………………………… 263
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