《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》以陜西省高職高專精品課程“單片機(jī)原理及應(yīng)用”為背景，充分考慮高職特色及專科層次，突出了應(yīng)用技術(shù)的特點(diǎn)。在講述具體內(nèi)容時(shí)，以MCS-51系列8位單片機(jī)為基礎(chǔ)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理。當(dāng)結(jié)合到實(shí)際應(yīng)用介紹時(shí)，則以目前市場(chǎng)上流行的MCS-51系列單片機(jī)兼容產(chǎn)品作為控制核心，以保證內(nèi)容的新穎性和先進(jìn)性。目前，單片機(jī)產(chǎn)品經(jīng)多年的發(fā)展已在單個(gè)芯片上基本實(shí)現(xiàn)了完整功能，因此開發(fā)與外部功能部件配合的接口已成為開發(fā)單片機(jī)的主要任務(wù)，《高職高專電子信息類“十一五”規(guī)劃教材：單片機(jī)原理及接口技術(shù)》為此分配了適當(dāng)?shù)钠?br />
為了全面掌握單片機(jī)技術(shù)，書中將采用“復(fù)雜指令集”的MCS-51系列單片機(jī)同采用“精簡指令集”的PIC單片機(jī)進(jìn)行對(duì)比介紹，以便在實(shí)踐中針對(duì)不同的用途有更靈活、有效的處置方法。
另外，在《高職高專電子信息類“十一五”規(guī)劃教材：單片機(jī)原理及接口技術(shù)》中有一定數(shù)量的應(yīng)用實(shí)例，通過對(duì)這些實(shí)例的分析、研究可以使學(xué)習(xí)更貼近于實(shí)踐、更方便于應(yīng)用。
《高職高專電子信息類“十一五”規(guī)劃教材：單片機(jī)原理及接口技術(shù)》適合作為高職高專電類專業(yè)的教材，也可供從事嵌入式控制技術(shù)工作的工程技術(shù)人員作為參考資料《高職高專電子信息類“十一五”規(guī)劃教材：單片機(jī)原理及接口技術(shù)》參考學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí)。
單片機(jī)（單片微型計(jì)算機(jī)）作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)重要分支，近年來在性能、產(chǎn)量及制造技術(shù)上都取得了長足的發(fā)展。作為嵌入式控制器件，單片機(jī)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)智能化儀器、家用電器、醫(yī)療設(shè)備、汽車電子裝置、信息和通信設(shè)備、辦公自動(dòng)化設(shè)備等產(chǎn)品之中，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、國防等領(lǐng)域幾乎無處不見。單片機(jī)具有其他類型計(jì)算機(jī)所不具備的一系列優(yōu)點(diǎn)，即體積小、價(jià)格廉及面向控制，特別是在一個(gè)芯片上同時(shí)集成模擬、數(shù)字等外設(shè)形成片上系統(tǒng)（SOC），使其功能更加強(qiáng)大，更具發(fā)展前景。
用于控制領(lǐng)域的單片機(jī)就其處理數(shù)據(jù)能力而言，從4位機(jī)到16位機(jī)，乃至近幾年開發(fā)出的32位機(jī)，產(chǎn)品覆蓋了不同的用途和需求。但其中8位單片機(jī)已能滿足多數(shù)控制場(chǎng)合的要求，在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍是嵌入式控制的主力。在8位單片機(jī)產(chǎn)品中以Intel公司的MCS一51系列為背景的單片機(jī)在我國流行最廣。加之其參考資料豐富、實(shí)驗(yàn)設(shè)備成熟及應(yīng)用實(shí)例廣泛等優(yōu)勢(shì)，非常有利于單片機(jī)的學(xué)習(xí)。特別是近些年采用MCS一51系列80C51內(nèi)核發(fā)展起來的兼容單片機(jī)產(chǎn)品，其工藝得到改進(jìn)，性能獲得提高，使。MCS一51系列單片機(jī)仍不失其先進(jìn)性和實(shí)用性。所以本書以MCS一51系列單片機(jī)作為主要內(nèi)容，對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、中斷系統(tǒng)與定時(shí)器、串行口及單片機(jī)擴(kuò)展與接口技術(shù)分別予以系統(tǒng)介紹，力爭(zhēng)通過相關(guān)章節(jié)的學(xué)習(xí)，使讀者掌握單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，具備單片機(jī)的基本應(yīng)用技能。
目前使用的單片機(jī)種類繁多、各具特色、各有所長，適當(dāng)了解一些其他類型的單片機(jī)知識(shí)并進(jìn)行對(duì)照比較，對(duì)于加深理解學(xué)習(xí)內(nèi)容和開拓實(shí)際應(yīng)用思路不無幫助。為此，本書在部分章節(jié)加入了市場(chǎng)份額較高、應(yīng)用比較廣泛的Microchip公司PIC系列單片機(jī)的內(nèi)容。這種單片機(jī)在結(jié)構(gòu)、指令等方面的特點(diǎn)相對(duì)比較突出。
考慮到單片機(jī)控制產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用中的一些實(shí)際情況和特點(diǎn)，為應(yīng)付變化迅速的商品市場(chǎng)，開發(fā)周期往往是一個(gè)重要的瓶頸。通常教材上僅介紹的匯編語言編程已不能滿足實(shí)際需求，解決的辦法是使用高級(jí)語言。為此，在本書末加入了“C51”程序設(shè)計(jì)內(nèi)容簡介。
劉雨棣，男，1957年11月出生，1982年7月畢業(yè)于西安礦業(yè)學(xué)院機(jī)電系電氣自動(dòng)化專業(yè)，1989年在日本筑波市日本住友重機(jī)械公司筑波輻照中心參加美國RD1公司電子加速器培訓(xùn)進(jìn)修。現(xiàn)任西安航專電氣工程系副主任、教授，主要研究方向?yàn)闄z測(cè)技術(shù)和系統(tǒng)集成控制。2007年榮獲“第三屆全國高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)”和“第三屆陜西省高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)”。
劉雨棣老師長期從事《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》、《過程控制》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)》等課程教學(xué)工作。在教學(xué)中注重突出高職教育特色，依據(jù)課程的內(nèi)容和要求，靈活運(yùn)用師生互動(dòng)、多媒體教學(xué)等多種手段。在“現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)”、“過程控制”、“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”等課程的教學(xué)中采用案例教學(xué)法，將課本內(nèi)容有機(jī)地與實(shí)踐相結(jié)合，使本來枯燥的理論知識(shí)變得有趣生動(dòng)，注重培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神，多次被學(xué)生評(píng)為最滿意教師。
近年來他結(jié)合教學(xué)科研工作，在核心期刊上發(fā)表相關(guān)專業(yè)學(xué)術(shù)論文10余篇，編寫以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主線的高職高專教材2本（重慶大學(xué)出版社出版的《電力電子技術(shù)》、西安電子科技大學(xué)出版社出版的《電力電子技術(shù)及應(yīng)用》）。曾獲得西安冶金機(jī)電局優(yōu)秀科技工作者稱號(hào)和多次學(xué)校教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)。獨(dú)立指導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲二、三等獎(jiǎng)各2項(xiàng)，指導(dǎo)大學(xué)生挑戰(zhàn)杯電子競(jìng)賽獲二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，三等獎(jiǎng)2項(xiàng)。
劉雨棣老師不僅熱愛自己的教學(xué)工作，還積極承擔(dān)了校級(jí)、省級(jí)立項(xiàng)的科研工作，并參與了多項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目的建設(shè)工作。在近年來的科研工作中，劉雨棣老師榮獲陜西省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、寧夏自治區(qū)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)、陜西省優(yōu)秀專利二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。獨(dú)自或合作獲得國家專利13項(xiàng)，其中發(fā)明專利1項(xiàng)，現(xiàn)已全部投入使用并產(chǎn)生了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
第1章 概述
1.1 單片機(jī)的概念及單片機(jī)的種類
1.1.1 單片機(jī)及單片機(jī)系統(tǒng)
1.1.2 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)語言及開發(fā)環(huán)境簡介
1.1.3 單片機(jī)的使用環(huán)境及產(chǎn)品等級(jí)
1.2 單片機(jī)的類型.特點(diǎn)及用途
1.2.1 單片機(jī)主要類型及其特點(diǎn)
1.2.2 常用單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域
1.3 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
本章小結(jié)
練習(xí)與思考題
第2章 MCS-51單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)及原理
2.1 MCS-51單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)與封裝
2.1.1 MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2.1.2 MCS-51單片機(jī)引腳分布及功能
2.2 MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器
2.2.1 MCS-51單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器
2.2.2 MCS-51單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器
2.3 MCS-51單片機(jī)I/O口電路
2.3.1 MCS-51單片機(jī)I/O口的硬件結(jié)構(gòu)
2.3.2 MCS-51單片機(jī)I/O口的使用特點(diǎn)
2.4 MCS-51單片機(jī)的時(shí)鐘電路與工作時(shí)序
2.4.1 單片機(jī)時(shí)鐘電路
2.4.2 指令執(zhí)行與時(shí)序
2.5 MCS-51單片機(jī)工作方式
2.5.1 復(fù)位方式與復(fù)位電路
2.5.2 程序執(zhí)行方式及掉電保護(hù)
2.5.3 單片機(jī)的低功耗運(yùn)行模式
2.6 其他單片機(jī)的對(duì)照描述
2.6.1 PIC系列單片機(jī)的主要特點(diǎn)
2.6.2 典型PIC系列單片機(jī)的基本性能
本章小結(jié)
練習(xí)與思考題
第3章 單片機(jī)的指令系統(tǒng)及功能對(duì)照
3.1 MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)
3.1.1 MCS-51單片機(jī)的指令格式
3.1.2 MCS-51單片機(jī)的尋址方式
3.2 MCS-51單片機(jī)指令功能分類
3.2.1 數(shù)據(jù)傳送類指令
3.2.2 算術(shù)運(yùn)算類指令
3.2.3 邏輯運(yùn)算及移位類指令
3.2.4 控制轉(zhuǎn)移類指令
3.2.5 布爾操作類指令
3.3 精簡指令單片機(jī)指令系統(tǒng)簡介
3.3.1 PIC系列單片機(jī)精簡指令集及其說明
3.3.2 PIC指令系統(tǒng)簡介
本章小結(jié)
練習(xí)與思考題
第4章 MCS-51單片機(jī)匯編程序設(shè)計(jì)
4.1 匯編語言程序設(shè)計(jì)概述
4.1.1 匯編語言以及匯編語言程序設(shè)計(jì)特點(diǎn)
4.1.2 MCS-51匯編語言偽指令
4.1.3 匯編語言的程序設(shè)計(jì)
4.2 程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)及常用子程序
4.2.1 順序程序結(jié)構(gòu)
4.2.2 分支程序結(jié)構(gòu)
4.2.3 循環(huán)程序結(jié)構(gòu)
4.2.4 程序設(shè)計(jì)舉例
4.2.5 常用子程序
4.3 編程及開發(fā)環(huán)境
4.3.1 WAVE6000MCS-51單片機(jī)編程開發(fā)環(huán)境
4.3.2 MPLABPIC單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境
本章小結(jié)
練習(xí)與思考題
第5章 單片機(jī)的中斷與定時(shí)系統(tǒng)
5.1 MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)
5.1.1 計(jì)算機(jī)中斷技術(shù)的概念
5.1.2 中斷源及中斷的控制
5.1.3 中斷響應(yīng)的控制
5.1.4 中斷服務(wù)的流程
5.2 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器
5.2.1 計(jì)算機(jī)定時(shí)方法概述
5.2.2 MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)
5.2.3 MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式
5.3 MCS-51單片機(jī)外部中斷源的擴(kuò)展
5.3.1 通過線或邏輯實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展
5.3.2 通過定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展
5.4 其他類型單片機(jī)的對(duì)照描述
5.4.1 PIC16C5X定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制結(jié)構(gòu)
5.4.2 相關(guān)部分及使用說明
本章小結(jié)
練習(xí)與思考題
第6章 單片機(jī)串行數(shù)據(jù)通信及串行通信接口
6.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí)
6.1.1 串行通信的基本原理
6.1.2 單片機(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)
6.1.3 單片機(jī)串行接口的控制
6.2 MCS-51單片機(jī)串行接口及工作方式
6.2.1 串行工作方式0
6.2.2 串行工作方式1
6.2.3 串行工作方式2
6.2.4 串行工作方式3
本章小結(jié)
練習(xí)與思考題
第7章 單片機(jī)擴(kuò)展與接口技術(shù)
7.1 單片機(jī)I/O擴(kuò)展
7.1.1 輸入口線的擴(kuò)展
7.1.2 輸出口線的擴(kuò)展
7.1.3 雙向口線的擴(kuò)展
7.1.4 專用接口芯片的擴(kuò)展
7.2 單片機(jī)的存儲(chǔ)器擴(kuò)展
7.2.1 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展
7.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展
7.2.3 存儲(chǔ)器擴(kuò)展的應(yīng)用設(shè)計(jì)
7.3 單片機(jī)鍵盤接口技術(shù)
7.3.1 簡易鍵盤接口的實(shí)現(xiàn)
7.3.2 矩陣鍵盤接口的實(shí)現(xiàn)
7.4 單片機(jī)顯示器接口技術(shù)
7.4.1 LED數(shù)碼管顯示接口
7.4.2 LCD顯示屏接口
7.5 單片機(jī)與A/D.D/A轉(zhuǎn)換器的接口
7.5.1 單片機(jī)的D/A轉(zhuǎn)換指標(biāo)
7.5.2 采用DAC0832芯片的D/A轉(zhuǎn)換接口
7.5.3 單片機(jī)PWM形式D/A轉(zhuǎn)換接口電路
7.5.4 單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換指標(biāo)
7.5.5 采用ADC0809芯片的A/D轉(zhuǎn)換接口
7.5.6 采用ADC0832芯片的串行A/D轉(zhuǎn)換接口
7.5.7 采用MC14433芯片的A/D轉(zhuǎn)換接口
7.5.8 采用LM331芯片的A/D轉(zhuǎn)換接口
7.6 單片機(jī)與PC機(jī)的接口
7.6.1 MCS-51單片機(jī)與PC機(jī)之間的RS-232C串行通信口
7.6.2 MCS-51單片機(jī)的RS-485串行通信接口
本章小結(jié)
練習(xí)與思考題
第8章 單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用
8.1 單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)
8.1.1 單片機(jī)C程序的基本概念
8.1.2 單片機(jī)C程序的基本結(jié)構(gòu)
8.1.3 單片機(jī)C程序的數(shù)據(jù)類型
8.1.4 單片機(jī)C程序的算術(shù)表達(dá)式
8.1.5 單片機(jī)C程序的一般語法結(jié)構(gòu)
8.1.6 C51語言程序設(shè)計(jì)
8.2 采用C51程序的設(shè)計(jì)實(shí)例
8.2.1 8×8點(diǎn)陣LED顯示屏的設(shè)計(jì)
8.2.2 數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)
本章小結(jié)
練習(xí)與思考題
附錄1 MCS-51系列單片機(jī)指令表（按字母順序排列）
附錄2 MCS-51系列單片機(jī)指令表（按指令類型排序）
參考文獻(xiàn)
第1章 概述
1.1 單片機(jī)的概念及單片機(jī)的種類
1.1.1 單片機(jī)及單片機(jī)系統(tǒng)
單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)分支，是一種專門面向控制的微處理器件，故又稱之為微控制器（Micro Controller Unit，MCU）。單片機(jī)通常以單一芯片的形式出現(xiàn)，但是它已具有了微型計(jì)算機(jī)所包含的基本組成結(jié)構(gòu)和特有的控制應(yīng)用功能，是一種芯片級(jí)的微型計(jì)算機(jī)。另外，由于單片機(jī)的體積、結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中可以完全融入應(yīng)用系統(tǒng)之中，故而也稱為嵌入式微控制器（Embedded Micro—Controller）。
最基本的單片機(jī)系統(tǒng)由單片機(jī)芯片和軟件程序共同組建而成，是用戶為了實(shí)現(xiàn)某種控制用途的需要而設(shè)計(jì)的實(shí)際裝置。在單片機(jī)系統(tǒng)中，單片機(jī)芯片內(nèi)部的中央處理單元（CPU）處于核心地位，CPU通過執(zhí)行軟件程序調(diào)動(dòng)硬件電路完成控制功能。根據(jù)這種工作方式，單片機(jī)系統(tǒng)可以劃分為硬件和軟件兩個(gè)組成部分。
1 硬件部分
單片機(jī)系統(tǒng)的硬件部分是包括CPU在內(nèi)的所有硬件電路，按照硬件電路的功能和配置大致可以分為以下3類。
1）基本功能類
基本功能類硬件包括：CPU（用于運(yùn)算、控制）、RAM（用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）、ROM（用于程序存儲(chǔ)）、I／O設(shè)備（實(shí)現(xiàn)串行、并行輸入／輸出接口）及時(shí)鐘電路（建立工作時(shí)序）。在微型計(jì)算機(jī)中，上述部件被分成若干塊芯片，安裝在一塊稱之為主板的印刷線路板上，在程序的指揮下完成計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)算操作功能。但是在單片機(jī)中，除了時(shí)鐘電路之外，其余部分一般均被集成到一塊半導(dǎo)體芯片上，所以被稱為單片機(jī)，即單芯片微型計(jì)算機(jī)。
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