單片機原理及應用（簡體書）

《21世紀全國高職高專電子信息系列技能規劃教材：單片機原理及應用》依據高等職業教育對高技能型人才的培養目標和要求，結合單片機技術的發展趨勢，兼顧單片機原理和應用兩個方面，以項目化的形式組織和整理教學內容，通過設計一些具有典型意義的實踐訓練項目，來提高學生的實踐操作水平。本書主要內容包括單片機基礎知識、MCS-51單片機硬件系統和指令系統、匯編語言程序設計、顯示器及鍵盤、中斷及定時系統、MCS-51單片機系統擴展、A/D和D/A轉換電路、串行口通信、單片機應用系統綜合設計等。
《21世紀全國高職高專電子信息系列技能規劃教材：單片機原理及應用》可作為高職高專院校自動化類、機電一體化類、汽車電子類、電子信息類、通信類專業的教學用書，也可作為相關行業崗位培訓教材和電子技術、單片機技術的工程技術人員及自學者閱讀和參考用書。．

《21世紀全國高職高專電子信息系列技能型規劃教材:單片機原理及應用(電子課件)》可作為高職高專院校自動化類、機電一體化類、汽車電子類、電子信息類、通信類專業的教學用書，也可作為相關行業崗位培訓教材和電子技術、單片機技術的工程技術人員及自學者閱讀和參考用書。 《21世紀全國高職高專電子信息系列技能型規劃教材:單片機原理及應用(電子課件)》共有10個項目，項目1介紹單片機的基礎知識和相關開發工具；項目2介紹單片機的基本結構、內部結構、相關輸入／輸出端口等硬件部分；項目3介紹51系列單片機的尋址方式、指令系統；項目4介紹匯編語言程序的編制及設計方法；項目5介紹LED顯示器輸出技術和鍵盤輸入技術；項目6介紹中斷系統及其使用、定時／計數器相關知識；項目7介紹單片機的系統擴展方式，存儲器的擴展和輸入／輸出端口的擴展；項目8介紹A／D和D／A轉換器及其使用；項目9介紹串行口的結構和工作方式；項目10介紹單片機應用系統的設計方法和步驟。每個項目后都配有相關的實訓項目。

項目1 認識單片機
1.1 單片機的基本概念
1.1.1 什么是單片機
1.1.2 單片機的發展
1.1.3 單片機的種類
1.2 單片機的應用
1.2.1 單片機的應用系統
1.2.2 單片機的應用領域
1.3 單片機應用開發工具
1.3.1 仿真器及編程器
1.3.2 單片機教學實驗裝置
1.3.3 Keil u Vision軟件及其使用
1.3.4 Proteus軟件及其簡單使用
實訓1 點亮一個發光二極管
項目小結
習題1
項目2 單片機硬件系統
2.1 單片機的基本結構
2.1.18051單片機的基本結構
2.1.28051單片機的引腳及其功能
2.2 單片機的內部結構
2.2.1 單片機的組成原理
2.2.2 單片機時鐘與時序
2.2.3 單片機的復位
2.2.4 單片機的最小系統
2.3 存儲器結構
2.3.1 存儲器的組成
2.3.2 程序存儲器ROM
2.3.3 數據存儲器RAM
2.4 并行I／O端口
2.4.1 PO口
2.4.2 P1口
2.4.3 P2口
2.4.4 P3口
2.4.5 110端口小結
實訓2 燈的閃爍
項目小結
習題2
項目3 MCS-51單片機指令系統
3.1 指令系統概述
3.1.1 指令的格式
3.1.2 指令系統的符號說明
3.1.3 尋址方式
3.1.4 單片機指令的分類
3.2 數據傳送類指令
3.2.1 內部RAM的數據傳送指令
3.2.2 外部RAM的數據傳遞指令
3.2.3 ROM的數據傳送指令
3.2.4 數據交換指令
3.2.5 堆棧指令
3.3 算術運算指令
3.3.1 加法指令
3.3.2 減法指令
3.3.3 乘除法指令
3.3.4 十進制調整指令
3.4 邏輯操作與運算指令
3.4.1 累加器A的邏輯操作指令
3.4.2 邏輯運算指令
3.5 控制轉移指令
3.5.1 無條件轉移指令
3.5.2 條件轉移指令
3.5.3 子程序調用返回指令
3.5.4 空操作指令
3.6 位操作指令
3.6.1 位傳送指令
3.6.2 位狀態設置指令
3.6.3 位運算指令
3.6.4 位控制轉移指令
實訓3 流水燈
項目小結
習題3
項目4 匯編語言程序設計
4.1 源程序的編制
4.1.1 程序設計步驟
4.1.2 匯編語言源程序的格式
4.1.3 匯編語言源程序的匯編
4.1.4 偽指令
4.1.5 程序設計技巧
4.2 程序結構
4.2.1 順序程序
4.2.2 分支程序
4.2.3 循環程序
4.2.4 查表程序
4.2.5 子程序
4.3 程序設計舉例
實訓4 花式流水燈
項目小結
習題4
項目5 顯示器及鍵盤
5.1 LED顯示器及接口技術
5.1.1 LED顯示器結構與工作原理
5.1.2 LED顯示器與單片機接口技術
實訓5 數碼管動態顯示實驗
5.2 鍵盤輸入接口
5.2.1 按鍵的特性
5.2.2 獨立式按鍵接口
5.2.3 矩陣式按鍵工作原理及接口
實訓6 矩陣鍵盤數碼管顯示
項目小結
習題5
項目6 中斷及定時系統
6.1 中斷系統
6.1.1 中斷的幾個概念
6.1.2 中斷系統的結構
6.1.3 中斷源和中斷標志
6.1.4 對中斷請求的控制
6.1.5 中斷處理過程
實訓7 中斷實現脈沖計數
6.2 定時／計數器
6.2.1 關于定時／計數器的幾個概念
6.2.2 定時／計數器的結構
6.2.3 定時／計數器的控制
6.2.4 定時／計數器的工作方式
實訓8 簡易秒表
項目小結
習題6
項目7 MCS-51單片機系統擴展
7.1 單片機的系統擴展結構
7.1.1 單片機的系統總線
7.1.2 單片機的總線構成
7.2 存儲器的擴展
7.2.1 程序存儲器的擴展
7.2.2 數據存儲器的擴展
7.3110口的擴展
7.3.1 簡單并行I／O口的擴展
7.3.2 可編程并行I／O口的擴展
實訓9 8155擴展實驗
項目小結
習題7
項目8 A／D與D／A轉換電路
8.1 A／D轉換器及其應用
8.1.1 A／D轉換器主要性能指標
8.1.2 ADC0809的內部結構及引腳功能
8.1.3 8051單片機與ADC0809的接口及應用
實訓10 簡易數字電壓表
8.2 D／A轉換器及其應用
8.2.1 D／A轉換器主要性能指標
8.2.2 DAC0832的內部結構及引腳功能
8.2.3 DAC0832與單片機的接口及應用
實訓11 簡易波形發生器
項目小結
習題8
項目9 串行口通信
9.1 串行通信基礎
9.1.1 串行通信與并行通信
9.1.2 串行通信制式
9.1.3 串行通信的分類
9.1.4 波特率
9.1.5 RS-232C通信標準
9.2 串行口的結構與工作原理
9.2.1 串行口的結構
9.2.2 串行口的工作原理
9.2.3 串行口的工作方式
9.3 雙機通信
9.3.1 單片機雙機通信
9.3.2 單片機與計算機通信
實訓12 單片機雙機通信
項目小結
習題9
項目10 單片機應用系統綜合設計
10.1 單片機應用系統設計方法與步驟
10.1.1 方案的確定
10.1.2 系統硬件設計
10.1.3 系統軟件設計
10.1.4 系統調試
10.2 綜合設計：單片機數字時鐘
10.2.1 任務目的
10.2.2設計要求
10.2.3 設計步驟
10.2.4 系統硬件設計
10.2.5 系統軟件設計
10.2.6 系統調試
項目小結
附錄 MCS-51單片機指令表
參考文獻

4.分配資源
根據算法的要求合理的分配系統的資源，如存儲器分配、輸入輸出接口的分配等。
5.編寫源程序
設計流程圖后，程序設計思路就比較清楚了，接下來的任務就是選用合適的匯編語言指令來實現流程圖中每一框內的要求，從而編制出一個有序的指令流，這就是源程序設計。
將源程序輸入計算機并進行修改的過程叫做編輯。在通用微型計算機上編輯工作一般利用各種編輯軟件完成，編輯完成后，生成一個由匯編指令和偽指令共同組成的ASCII碼文件，其擴展名為.ASM。
6.程序優化
程序優化的目的是縮短程序的長度，加快運算速度和節省存儲單元。如恰當地使用循環程序和子程序結構，通過改進算法和正確使用指令來節省工作單元及減少程序執行的時間。
7.編譯，調試，修改和最后確定源程序
編譯軟件通常具有對指令的錯誤識別和提示能力，在編譯過程中，可以發現源程序中的語法錯誤和一般性的邏輯錯誤，如果發現錯誤，編譯軟件會報告錯誤所在位置及錯誤類型，程序錯誤被糾正后，要重新編譯直至無誤為止。編譯后生成兩種格式的目標文件：二進制格式.BIN目標文件和英特爾格式.HEX目標文件。
編譯軟件不能檢查程序結構上的錯誤，只有得出正確結果的程序，才能認為是正確的程序。對于單片機來說，沒有自開發的功能，需要使用仿真器或利用仿真軟件進行仿真調試，修改源程序中的錯誤，直至正確為止。
4.1.2匯編語言源程序的格式
匯編語言源程序是由若干語句組成的，每一語句可由4個部分組成：標號、操作碼、操作數及注釋。每一部分問以不同的分隔符分隔，語句格式如下：
（標號）：操作碼 （目的操作數） （源操作數）；（注釋）
其中（）項為可選項，視具體的指令選用。
標號是表示該語句所在地址的標志符號，使用標號可方便程序中的其他語句訪問該語句。標號由字母打頭的1—8個字母數字串組成，但指令保留符、寄存器名、位址記憶符、偽指令符等都不能作標號使用。一條語句可以有標號，也可以沒有標號，標號的有無取決于程序中的其他語句是否需要訪問這條語句，標號后面必須跟以冒號。例如：
“START：LOOP：TAB1：SUB-ADD”中均為正確的標號。
“3B：B+C：（不能用“+”）END：”中均為不正確的標號。
操作碼表示操作的性質，它是匯編指令中唯一不能缺少的部分。