《單片機原理及應用(第2版)/普通高等教育“十二五”規劃教材·普通高等教育機電類規劃教材》深入淺出、循序漸進、全面系統地從計算機基礎知識開始,介紹了MCS-51系列中52子系列單片機的硬件結構、指令系統、匯編語言程序設計、中斷系統、定時器/計數器、串行接口、存儲器的擴展、并行I/O接口的擴展、輸入/輸出設備及接口技術等基本原理及應用實例。全書注重理論聯系實際,特別注重應用實例的典型性。每章后均附有思考題與習題。
《單片機原理及應用(第2版)/普通高等教育“十二五”規劃教材·普通高等教育機電類規劃教材》為普通高等教育機電類規劃教材,可供機械、電氣、電子、計算機、自動化等工科專業大學本科生使用,也可作為高等專科學校、高等職業技術學院及成人教育的相關專業的教材和從事動態測試、控制和智能儀器儀表等工作的科技人員的參考用書。
隨著計算機技術的飛速發展和普及,單片機以其體積小、應用靈活、可靠性和性能價格比高等優點,在工業控制、智能儀器儀表、數據采集系統和家用電器等諸多領域得到了極為廣泛的應用。美國Intel公司的MCS一51單片機,曾是8位單片機中的主流機型,在國內外占有很大的市場份額,應用面非常廣。
目前全國大多數工科類各專業開設的單片機方面的課程普遍是以MCS一51單片機為主的。但不足之處是介紹的內容只是其中的51子系列,缺少52子系列的內容。根據“普通高等教育機電類規劃教材編審委員會”的統一要求,結合目前市場的實際情況和教學的實際需要,本書以MCS一51單片機中的52子系列為主,較詳盡地介紹了單片機的工作原理、指令系統、編程方法和接口技術,并提供了大量實用程序和應用實例,這是本書的一個特色。本書第2版在注重完整性和系統性的前提下,堅持少而精的原則,對部分章節作了刪減和補充,對部分例題和習題進行了優化和調整,力求做到深入淺出、通俗易懂。書中十分注重理論聯系實際,融合了編者多年的教學和科研經驗,力求實用性,讓學生能從應用的角度出發,在理論與實踐的結合上充分了解單片機的工作原理,建立和掌握單片機系統的整體概念和接口技術,掌握單片機系統設計和開發方面的知識。
本書共分十章,第一章介紹了計算機基礎知識,第二、三章分別介紹了MCS一51單片機的結構、原理及指令系統,第四章介紹了匯編語言程序設計方法,第五、六、七章介紹了中斷系統、定時器/計數器和串行口通信,第八、九章分別介紹了存儲器和并行I/O接口的擴展,第十章介紹了輸入/輸出設備及接口技術。
本書由南京工程學院徐泳龍任主編,鹽城工學院倪驍驊任副主編。其中第一、三、四、十章由徐泳龍編寫,第五、六、七章由倪驍驊編寫,第八、九章由河海大學丁坤編寫,第二章由南京工程學院閆華編寫,附錄由鹽城工學院李永建編寫。全書由徐泳龍負責統稿和定稿。
本書由南京工程學院盛黨紅主審,他提出了許多寶貴的意見和建議,在此表示衷心感謝!
由于時間倉促,并限于編者的水平和經驗,書中疏漏及錯誤之處在所難免,懇請同行專家和廣大讀者批評指正。
編者
序
前言
第一章 計算機基礎知識
第一節 概述
第二節 微處理器
第三節 存儲器
第四節 計算機中的數和編碼
第五節 單片機的發展及應用
思考題與習題
第二章 MCS-51單片機的硬件結構
第一節 MCS-51單片機的結構和引腳
第二節 中央處理單元CPU
第三節 MCS-51單片機存儲器結構
第四節 MCS-51并行I/O端口
第五節 時鐘和CPU時序
第六節 復位與節 電工作方式
思考題與習題
第三章 MCS-51單片機的指令系統
第一節 指令系統概述
第二節 尋址方式
第三節 MCS-51單片機指令系統
思考題與習題
第四章 匯編語言程序設計
第一節 匯編語言源程序的格式和偽指令
第二節 匯編語言源程序匯編
第三節 匯編語言程序設計舉例
思考題與習題
第五章 MCS-51單片機中斷系統
第一節 中斷系統結構
第二節 中斷的響應
思考題與習題
第六章 MCS-51單片機定時器/計數器
第一節 定時器/計數器結構和工作方式
第二節 定時器/計數器的編程應用舉例
思考題與習題
第七章 MCS-51單片機串行接口
第一節 串行通信的基本概念
第二節 MCS-51串行接口的組成
第三節 串行接口的工作方式
第四節 多機通信原理
第五節 串行接口應用程序舉例
思考題與習題
第八章 MCS-51單片機存儲器的擴展
第一節 MCS-51單片機存儲器擴展的概述
第二節 程序存儲器的擴展
第三節 數據存儲器的擴展
第四節 擴展外部存儲器的綜合設計舉例
思考題與習題
第九章 MCS-51單片機并行I/O接口的擴展
第一節 I/O接口的擴展
第二節 8255A可編程I/O接口設計及擴展技術
第三節 8155可編程接口及擴展技術
思考題與習題
第十章 輸入/輸出設備及接口技術
第一節 七段LED顯示器接口技術
第二節 鍵盤接口技術
第三節 打印機接口技術
第四節 數模(DA)與模數(AD)轉換電路接口技術
第五節 串行通信接口技術
思考題與習題
附錄
附錄A ASCII(美國標準信息交換碼)表
附錄B MCS-51單片機指令系統表
附錄C MCS-51單片機學習及開發指南
參考文獻
四、程厚計數器
程序計數器(ProgramCounter,PC)是管理程序執行次序的特殊功能寄存器。它沒有物理地址,主要用來存放即將執行的指令地址。它是一個16位寄存器,可用來對64KB程序存儲器直接尋址。程序的執行有兩種情況——按照順序執行和跳轉。為此,程序計數器具有下述三種功能。
1.復位功能
計算機通電時有上電復位,運行時有操作復位(按鈕復位)。復位時計算機進入初始狀態,PC的內容將自動清零。
2.計數功能
CPU讀取一條指令時,總是將PC的內容作為當前指令地址,并經地址總線送到存儲器,從而從該地址單元中取回指令的機器碼,送到指令寄存器。同時,每取回指令代碼的一個字節,PC的內容自動加1(加法計數)。因此,在取回指令進入執行指令的階段,PC的內容已是按順序排列的下一條指令的地址。
3.基址寄存器功能
在變址尋址中,它作為16位基址寄存器用,將當前指令的首址加1后存入PC中,然后再與累加器A中的8位地址偏移量相加后形成變址尋址的實際地址。
第三節存儲器
存儲器是計算機的一個重要組成部分。由于存儲器存放了需要處理的數據和程序,使計算機具有了記憶功能,從而能夠脫離人的直接干預自動工作。
存儲器的主要指標是容量和存取速度。容量越大,則記憶的信息越多,計算機的功能就越強。由于存儲器的存取速度比CPU、ALU的運算速度要低,所以存儲器的工作速度是影響計算機工作速度的主要因素。目前存儲器存取數據的時間為數百BS到數十ns。
一、存儲器的分類
根據存儲器的位置,可分為內存儲器和外存儲器。內存儲器一般由半導體集成電路芯片組成,用來存放當前運行所需要的程序與數據。它在主機內通過總線直接與CPU連接,具有體積小、存取速度快等優點,但它的容量有限。外存儲器則在主機外,是作為計算機的外設之一,它必須通過系統總線與CPU進行聯系,具有容量大、體積大、存取速度慢等特點,通常用來存放暫時不用的數據和程序。它不能直接參與計算機的運算,一般情況下外存儲器只與內存儲器成批交換信息。通常采用容量較大的磁帶、磁盤、光盤作為外存儲器。磁帶、磁盤、光盤的數量可隨意增加,從這個意義上說,外存儲器的容量是無限的。
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