单片机原理及接口技术(第5版)
本书以89C51/S51为典型机,深入浅出地讲述单片机原理、接口及应用技术。主要内容包括: 微机基础知识、 89C51/S51单片机硬件结构、指令系统、汇编语言程序设计知识、中断系统、定时器 及应用、 89C51/S51串行口通信及串行通信技术、 89C51/S51单片机小系统及片外扩展、应用系统 配置及接口技术、系统应用程序实例和C51程序设计,以及无线单片机及其点到多点无线通信、 RFID技术与物联网的应用以及C51程序设计等。
本书内容新颖、实用,可用作大中专院校微机原理、单片机及接口技术的教材,也可供从事单 片机产品开发的工程技术人员参考。
第1章 微机基础知识………………………………………………………………… 1
1.1 微处理器、微机和单片机的概念……………………………………………… 1
1.1.1 微处理器(机)的组成…………………………………………………… 1
1.1.2 存储器和输入/输出接口………………………………………………… 5
1.2 微机的工作过程……………………………………………………………… 5
1.2.1 执行一条指令的顺序…………………………………………………… 6
1.2.2 执行一条指令的过程…………………………………………………… 7
1.2.3 执行一个程序的过程…………………………………………………… 8
1.3 常用数制和编码……………………………………………………………… 11
1.3.1 数制及数制间转换……………………………………………………… 12
1.3.2 计算机中常用编码……………………………………………………… 18
1.4 数据在计算机中的表示……………………………………………………… 19
1.4.1 有符号数………………………………………………………………… 19
1.4.2 无符号数………………………………………………………………… 20
1.5 89C51/S51单片机…………………………………………………………… 21
1.5.1 AT89C51/S51系列单片机…………………………………………… 22
1.5.2 STC89系列单片机…………………………………………………… 23
1.5.3 SST89系列单片机…………………………………………………… 23
1.6 思考题与习题………………………………………………………………… 24
第2章 89C51/S51单片机的硬件结构和原理…………………………………… 25
2.1 89C51/S51单片机的内部结构及特点……………………………………… 25
2.1.1 89C51/S51单片机的基本组成………………………………………… 25
2.1.2 89C51/S51单片机芯片内部结构……………………………………… 26
2.2 89C51/S51单片机的引脚及其功能………………………………………… 29
2.3 89C51/S51单片机的存储器配置…………………………………………… 34
2.3.1 程序存储器地址空间…………………………………………………… 35
2.3.2 数据存储器地址空间…………………………………………………… 37
2.4 89C51/S51CPU时序……………………………………………………… 44
2.5 复位操作……………………………………………………………………… 46
2.5.1 复位操作的主要功能…………………………………………………… 46
2.5.2 复位电路………………………………………………………………… 48
2.6 思考题与习题………………………………………………………………… 49
第3章 指令系统…………………………………………………………………… 50
3.1 汇编语言……………………………………………………………………… 50
3.1.1 指令和程序设计语言…………………………………………………… 50
3.1.2 指令格式………………………………………………………………… 51
3.2 寻址方式……………………………………………………………………… 52
3.2.1 7种寻址方式…………………………………………………………… 53
3.2.2 寻址空间及符号注释…………………………………………………… 57
3.3 89C51/S51单片机的指令系统……………………………………………… 58
3.3.1 数据传送指令…………………………………………………………… 59
3.3.2 算术运算指令…………………………………………………………… 63
3.3.3 逻辑操作指令…………………………………………………………… 67
3.3.4 控制程序转移类指令…………………………………………………… 69
3.3.5 位操作(布尔处理)类指令……………………………………………… 77
3.4 思考题与习题………………………………………………………………… 80
第4章 汇编语言程序设计知识…………………………………………………… 85
4.1 编程的步骤、方法和技巧…………………………………………………… 85
4.1.1 编程步骤………………………………………………………………… 85
4.1.2 编程的方法和技巧……………………………………………………… 87
4.1.3 汇编语言程序的基本结构……………………………………………… 88
4.2 伪指令………………………………………………………………………… 96
4.3 思考题与习题………………………………………………………………… 99
第5章 中断系统…………………………………………………………………… 100
5.1 微机的输入/输出方式……………………………………………………… 100
5.1.1 无条件传送方式……………………………………………………… 100
5.1.2 查询传送方式………………………………………………………… 100
5.1.3 直接存储器存取(DMA)方式………………………………………… 101
5.2 中断的概念………………………………………………………………… 101
5.3 89C51/S51中断系统结构及中断控制…………………………………… 103
5.3.1 89C51/S51中断源…………………………………………………… 104
5.3.2 中断控制……………………………………………………………… 104
5.4 中断响应及中断处理过程………………………………………………… 109
5.4.1 中断响应……………………………………………………………… 109
5.4.2 中断处理……………………………………………………………… 111
5.4.3 中断返回……………………………………………………………… 112
5.4.4 关于具体的中断服务程序…………………………………………… 112
5.5 中断程序举例……………………………………………………………… 113
5.5.1 主程序………………………………………………………………… 113
5.5.2 中断服务程序………………………………………………………… 114
5.6 思考题与习题……………………………………………………………… 117
第6章 定时器及应用……………………………………………………………… 119
6.1 定时器概述………………………………………………………………… 119
6.1.1 什么是计数和定时…………………………………………………… 119
6.1.2 定时器/计数器的组成………………………………………………… 120
6.2 定时器的控制……………………………………………………………… 121
6.2.1 工作模式寄存器TMOD …………………………………………… 121
6.2.2 控制寄存器TCON …………………………………………………… 122
6.3 定时器的4种模式及应用………………………………………………… 123
6.3.1 模式1及应用………………………………………………………… 124
6.3.2 模式2及应用………………………………………………………… 125
6.3.3 模式3及应用………………………………………………………… 128
6.3.4 综合应用举例………………………………………………………… 129
6.4 思考题与习题……………………………………………………………… 136
第7章 89C51/S51串行口及串行通信技术……………………………………… 138
7.1 串行通信基本知识………………………………………………………… 138
7.1.1 数据通信……………………………………………………………… 138
7.1.2 串行通信的传输方式………………………………………………… 139
7.1.3 异步通信和同步通信………………………………………………… 140
7.1.4 串行通信的过程及通信协议………………………………………… 142
7.2 串行口及应用……………………………………………………………… 144
7.2.1 89C51/S51串行口…………………………………………………… 144
7.2.2 89C51/S51串行口的应用…………………………………………… 156
7.3 89C51/S51与89C51/S51点对点异步通信……………………………… 161
7.3.1 通信协议……………………………………………………………… 161
7.3.2 波特率设置…………………………………………………………… 161
7.3.3 通信程序举例………………………………………………………… 163
7.4 89C51/S51与PC机间通信……………………………………………… 167
7.4.1 单片机与PC机通信的接口电路…………………………………… 167
7.4.2 PC机通信软件……………………………………………………… 168
7.4.3 89C51通信软件设计………………………………………………… 173
7.5 无线单片机及其点到多点无线通信……………………………………… 177
7.5.1 无线单片机…………………………………………………………… 177
7.5.2 无线单片机实现点到多点的无线通信……………………………… 178
7.5.3 多点无线测温系统…………………………………………………… 179
7.6 RFID技术与物联网的应用……………………………………………… 181
7.6.1 物联网定义…………………………………………………………… 181
7.6.2 RFID技术…………………………………………………………… 181
7.7 思考题与习题……………………………………………………………… 184
第8章 单片机小系统及片外扩展………………………………………………… 185
8.1 串行扩展总线接口技术…………………………………………………… 185
8.1.1 SPI串行外设接口总线……………………………………………… 185
8.1.2 I2C总线……………………………………………………………… 191
8.1.3 单总线………………………………………………………………… 191
8.2 并行扩展三总线的产生…………………………………………………… 197
8.2.1 片外三总线结构……………………………………………………… 197
8.2.2 系统扩展的实现……………………………………………………… 198
8.3 扩展数据存储器…………………………………………………………… 199
8.4 简单并行I/O口的扩展…………………………………………………… 199
8.4.1 I/O口的直接输入/输出……………………………………………… 199
8.4.2 简单I/O接口的扩展方法…………………………………………… 200
8.5 思考题与习题……………………………………………………………… 202
第9章 应用系统配置及接口技术………………………………………………… 204
9.1 人机通道配置与接口技术………………………………………………… 204
9.1.1 键盘接口及处理程序………………………………………………… 204
9.1.2 LED显示器接口及显示程序………………………………………… 212
9.1.3 串行口控制的键盘/LED显示器接口电路………………………… 216
9.2 系统前向通道中的A/D转换器及接口技术…………………………… 220
9.2.1 8位串行A/D芯片TLC0831与单片机接口及编程……………… 220
9.2.2 8位2通道串行A/D芯片ADC0832与单片机接口及编程…………… 222
9.2.3 10位单通道串行输出A/D芯片TLC1549接口及编程…………… 224
9.2.4 12位串行A/D芯片AD7893与单片机接口及编程……………… 227
9.2.5 16位低速串行A/D芯片AD7705与单片机接口及编程…………… 230
9.2.6 16位高速串行A/D芯片AD7683与单片机接口及编程…………… 235
9.2.7 8位并行输出A/D芯片ADC0809与单片机接口及编程…………… 239
9.3 系统后向通道配置及接口技术…………………………………………… 242
9.3.1 后向通道中的功率开关器件及接口………………………………… 243
9.3.2 双向晶闸管(可控硅)温度控制系统………………………………… 246
9.3.3 串行输入D/A芯片TLC5615接口技术…………………………… 246
9.3.4 并行输入D/A芯片及接口技术……………………………………… 251
9.4 思考题与习题……………………………………………………………… 255
第10章 系统实用程序…………………………………………………………… 257
10.1 主程序和子程序的概念…………………………………………………… 257
10.1.1 主程序………………………………………………………………… 257
10.1.2 子程序及参数传递…………………………………………………… 257
10.1.3 中断服务子程序……………………………………………………… 259
10.2 数据采集及简单控制程序………………………………………………… 260
10.2.1 数据采集程序………………………………………………………… 260
10.2.2 航标灯控制程序……………………………………………………… 260
10.2.3 水位控制程序………………………………………………………… 262
10.2.4 蜂鸣音报警子程序…………………………………………………… 265
10.3 数据处理程序……………………………………………………………… 265
10.3.1 排序程序……………………………………………………………… 266
10.3.2 数字滤波程序………………………………………………………… 266
10.3.3 标度变换(工程量变换)……………………………………………… 267
10.4 代码转换程序……………………………………………………………… 270
10.5 抗干扰技术………………………………………………………………… 272
10.5.1 软件陷阱技术………………………………………………………… 272
10.5.2 软件看门狗…………………………………………………………… 275
10.5.3 单片机片内硬件看门狗……………………………………………… 277
10.6 最短程序…………………………………………………………………… 279
第11章 C51程序设计…………………………………………………………… 280
11.1 C51程序设计基础………………………………………………………… 280
11.1.1 C51的标识符和关键字……………………………………………… 280
11.1.2 C51的数据类型……………………………………………………… 282
11.1.3 C51变量的存储方式………………………………………………… 283
11.1.4 C51运算符、表达式及规则………………………………………… 287
11.2 C51语句…………………………………………………………………… 289
11.2.1 说明语句……………………………………………………………… 289
11.2.2 表达式语句…………………………………………………………… 289
11.2.3 复合语句……………………………………………………………… 290
11.2.4 条件语句……………………………………………………………… 290
11.2.5 开关与跳转语句……………………………………………………… 291
11.2.6 循环语句……………………………………………………………… 293
11.2.7 函数调用语句………………………………………………………… 294
11.2.8 返回语句……………………………………………………………… 294
11.2.9 空语句………………………………………………………………… 295
11.3 C51的流程控制结构…………………………………………………… 295
11.4 C51函数………………………………………………………………… 295
11.4.1 函数的定义…………………………………………………………… 296
11.4.2 函数的调用…………………………………………………………… 296
11.5 数组和指针……………………………………………………………… 300
11.5.1 数组的定义和引用…………………………………………………… 300
11.5.2 字符数组……………………………………………………………… 301
11.5.3 数组元素赋初值……………………………………………………… 302
11.5.4 数组作为函数的参数………………………………………………… 302
11.5.5 指针的概念…………………………………………………………… 303
11.5.6 数组的指针…………………………………………………………… 306
11.5.7 指针的地址计算……………………………………………………… 307
11.5.8 指针数组与指针型指针……………………………………………… 308
11.6 思考题与习题……………………………………………………………… 309
附录A 80C51指令表……………………………………………………………… 311
附录B 89C51指令矩阵(汇编/反汇编表) ……………………………………… 316
附录C 8255A可编程外围并行接口芯片及接口………………………………… 317
参考文献………………………………………………………………………… 325
第5版前言
2016是我国单片机发展的三十周年。1986年10月底,我参加了在复旦大学举 行的第一次全国单片机学术交流会,这标志了中国单片机事业的开始。2016年11 月19日在北京航空航天大学召开了纪念三十周年的全国性会议,我作为历史的见证 者,参加了这次会议。会议回顾了历史,展望未来发展是一个非常好的机遇。 虽然ARM发展很快,但会议上很多代表仍然认为8位机,特别是51系列仍有 广阔的前景。本书2006年被教育部评为普通高等教育“十一五”国家级规划教材, 2008又被教育部评为“教育部2008年度普通高等教育精品教材”。从1999第1版 至今,已出4版,印刷44次。现对本教材再次修订出第5版。 本书以89C51/S51为典型机,片内具有硬件看门狗,抗干扰功能更强。本书删 去EPROM扩展口及片外RAM芯片扩展的内容,用户可根据需要选择89系列不同 容量F l a shROM的产品。为了节省89C51/S51的I /O口线,选择了一些串口( SPI 或I 2C) A/D、 D/A、 E 2PROM、看门狗、键盘和显示器的实例。这样, 89C51/S51在不 扩展片外I /O口芯片的情况下,即可构成完整的测控系统。本书还增加了无线单片 机及其点到多点无线通信、 RFID技术与物联网的应用以及C51程序设计的内容。 各章习题解答及考题库可在北京航空航天大学出版社出版的《单片机学习指导》 (与本书配套)一书中找到,敬请关注。 参加本教程编写的还有刘艳玲、刘晓培、娄文涛、李克骄、沈怡琳、张秋燕、曹文 嫣、李运等。 由于作者水平有限,难免出现错误和不妥之处,敬请同行及读者提出宝贵意见。
李朝青 天津理工大学电气电子工程学院 2017年3月8日
本教材还配有教学课件,需要用于教学的教师,请与北京航空航天大学出版社联 系。
我是一名资深的电子爱好者,虽然已经摸爬滚打了多年,但在单片机领域,我一直觉得自己在一些细节上把握不够到位。《单片机原理及接口技术(第5版)》这本书,就像是一盏明灯,照亮了我之前的一些模糊之处。 它在讲解一些经典的应用场景时,比如步进电机控制、PWM信号生成等,不仅仅给出了实现方法,更深入地剖析了背后的原理,以及在不同条件下的优化策略。书中对一些容易出错的细节,例如中断优先级管理、DMA传输的注意事项等,都做了非常细致的提示,这些经验之谈对于我们这些有一定基础但又希望精益求精的爱好者来说,实在是太宝贵了。而且,书中还提到了关于功耗优化、EMC设计等一些更高级但却非常实用的内容,这让我看到了单片机技术更广阔的应用前景。总而言之,这本书不仅是入门者的圣经,也是进阶者的良师益友。
评分这本书的实用性简直是无与伦比!作为一名刚入行不久的嵌入式工程师,我一直在寻找一本能够指导我实际项目开发的“宝典”。《单片机原理及接口技术(第5版)》完全满足了我的需求。它不仅仅停留在理论层面,更重要的是,它将大量的接口技术,如串口通信、SPI、I2C、ADC、DAC等,都做了非常详尽的介绍。 每个接口的原理、工作流程、通信协议,以及如何在实际项目中应用,书中都给出了非常清晰的讲解和代码示例。我尤其喜欢关于LCD显示、键盘输入和EEPROM读写的章节,这些都是我们在日常项目中经常会遇到的模块。书中的示例代码不仅可以直接运行,而且还提供了很多扩展思路,让我能够根据自己的项目需求进行修改和优化。更让我惊喜的是,书中还涉及到了DSP和ARM等更高级的内容,虽然我目前还没有深入研究,但这为我未来的学习和职业发展指明了方向。总而言之,这本书是我案头必备的参考书,任何一个想在嵌入式领域有所作为的朋友,都应该入手一本。
评分坦白说,我之前对单片机一直有一种“畏惧感”,觉得它是一个很复杂、很专业的领域,不是我这样非计算机专业出身的人能够轻易掌握的。但《单片机原理及接口技术(第5版)》彻底改变了我的看法。这本书的逻辑非常严谨,循序渐进,完全照顾到了读者的知识背景。 从最基础的数电模电知识回顾,到单片机的硬件结构,再到软件开发流程,每一步都讲解得非常透彻。作者运用了大量的图示和表格,将枯燥的原理变得生动有趣,比如关于时序图的讲解,简直是把一个复杂的过程拆解到了每一个时钟周期,让人一目了然。更重要的是,书中非常强调“动手实践”,提供了大量的实验项目,从最简单的LED闪烁到复杂的通信协议实现,都给出了详细的步骤和预期结果,让我能够边学边练,真正做到学以致用。我特别喜欢书中关于中断系统和定时器/计数器应用的章节,它们是实现单片机实时控制的关键,书中对这些内容的讲解让我豁然开朗,解决了困扰我许久的难题。
评分这本《单片机原理及接口技术(第5版)》完全颠覆了我对技术类书籍的刻板印象。我一直觉得这类书要么枯燥乏味,要么过于深奥难以理解。然而,这本书却以一种极其人性化的方式,将复杂的知识点娓娓道来。 书中非常注重概念的引入和逻辑的递进,每个章节的开篇都会回顾前文的知识点,然后引出新的内容,使得整个学习过程非常连贯。更让我称赞的是,作者在讲解过程中,时不时穿插一些“小贴士”和“注意事项”,这些看似不起眼的点,却往往是我们在实际开发中最容易遇到的坑,能够提前预警,实在是太贴心了。我尤其喜欢书中关于功耗管理和低功耗设计模式的讨论,这对于我从事的便携式设备开发来说,具有极高的参考价值。此外,书中还对一些主流单片机系列进行了对比分析,帮助读者根据实际需求选择合适的芯片。总的来说,这本书不仅知识全面,而且非常注重培养读者的实际动手能力和解决问题的能力,是一本不可多得的优秀教材。
评分这本书实在太棒了!我是一名电子工程专业的学生,最近正在学习单片机相关的课程。之前尝试过一些其他的教材,总觉得讲得不够深入,有些概念也比较抽象,理解起来费了点劲。但当我拿到《单片机原理及接口技术(第5版)》这本书后,立刻就被它扎实的内容和清晰的讲解吸引住了。 从开篇的微控制器基础知识讲起,作者就用非常直观易懂的方式介绍了CPU、存储器、I/O端口等核心概念,并且结合了大量的实际电路图和伪代码,让初学者也能快速建立起宏观的认识。特别让我印象深刻的是关于指令集的部分,它详细列举了各种常用指令的格式、功能和执行时序,并配以生动的例子,让我终于摆脱了对“堆栈”和“中断”这些术语的困惑。书中对C语言和汇编语言在单片机开发中的应用都做了详尽的阐述,这对于我这种既想打好理论基础又想快速上手实践的学生来说,简直是雪中送炭。而且,书中提供的代码片段质量非常高,可读性强,很容易理解和移植,这大大节省了我大量的调试时间。
评分挺好的不错,值得购买
评分哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈
评分挺好的不错,值得购买
评分哎,马拉个币,没考过
评分物流飞快,书稍微有些破损
评分很好一本书
评分挺好的不错,值得购买
评分这本书还是不错的,没什么问题。
评分这本书还是不错的,没什么问题。
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