本書以MCS-51系列單片機為例介紹單片機的工作原理、基本應用及開發(fā)技術。主要內容包括:單片機基礎知識、MCS-51單片機硬件系統(tǒng)、單片機并行I/O端口應用及C51語言編程、單片機顯示和輸入模塊、單片機中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器、單片機的數(shù)-模與模-數(shù)轉換、單片機串行接口及通信、串行總線技術、單片機應用系統(tǒng)設計等。本書體系結構嚴謹、內容系統(tǒng)全面、通俗易懂、圖文并茂、易教易學。全書以C51編程語言作為貫穿全書各章節(jié)的主線,并將單片機仿真軟件Proteus和C51編譯軟件Keil的用法與之緊密銜接。本書適合作為普通高等院校電子、通信、自動化、計算機等信息工程類相關專業(yè)的教材,也可供具有C語言基礎的單片機初學者,以及從事單片機技術應用與研究的專業(yè)技術人員使用。
單片機技術以其實用性強、應用領域廣和簡單易學等特點,幾乎成為每個電子及電子信息工程師都必須掌握的一種技術。另外,從學科發(fā)展角度來看,單片機原理與應用是一門比較基礎的應用型課程,是軟、硬件相結合的一個初級平臺,同時也是學習嵌入式及DSP(數(shù)字信號處理)等高起點課程的基礎。
本書主要針對有C語言基礎的單片機初學者,從解決基本問題著手,重基礎、重實踐,具有內容系統(tǒng)全面、通俗易懂、圖文并茂、易教易學的特點。本書從最基本的應用開始,通過實例并結合仿真調試軟件的使用逐步引導,使讀者能夠真正掌握單片機基本硬件電路的設計、C51程序的設計以及編譯與仿真軟件(書中由Proteus軟件繪制的電路圖形符號與國家標準符號不一致,二者對照關系詳見附錄A)的使用等基礎知識和技能,從而為以后的提高打下良好的基礎。
本書由9章組成,每章的內容概要如下:
第1章介紹了單片機的發(fā)展史、單片機的分類、MCS-51單片機的型號、單片機常用封裝、單片機的命名規(guī)則、單片機的應用領域。同時強調單片機的學習方法和學習單片機必備的基礎知識,并詳細介紹了單片機系統(tǒng)開發(fā)的軟件環(huán)境和仿真平臺的搭建過程。
第2章介紹了MCS-51單片機最小系統(tǒng)的組成,包括單片機的外部引腳功能、內部結構、時鐘電路和復位電路。詳細闡述了單片機的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的地址分配、特殊功能寄存器的功能及頭文件的使用。
第3章介紹了在學習標準C語言時常被忽視而在單片機編程中又經(jīng)常使用的一些基本知識,對單片機的并行I/O端口技術進行了介紹,并介紹了單片機控制LED閃爍的編程方法。
第4章介紹了以最常用的外圍設備擴展單片機I/O端口的應用方法,介紹了LED數(shù)碼管、LED點陣屏、LCD液晶等顯示模塊,還介紹了鍵盤輸入設備的電路設計。
第5章介紹了中斷的基本概念,單片機中斷系統(tǒng)的硬件結構和工作原理、相關寄存器的應用及外部中斷的應用。此外,還介紹了單片機片內的定時器/計數(shù)器的結構和工作方式及定時器/計數(shù)器的應用。
第6章介紹了D/A轉換器和A/D轉換器的工作原理,并以DAC0832和ADC0809芯片為例介紹了單片機如何控制D/A轉換器或者A/D轉換器進行模擬量和數(shù)字量之間的轉換。
第7章介紹了異步通信、同步通信、波特率和電平等串行通信的基本概念,以及51單片機中串行接口的相關寄存器和程序編寫的流程,還介紹了單片機雙機通信、單片機與PC通信、藍牙通信和WiFi通信等串行接口的應用實例。
第8章介紹了I2C總線技術、SPI總線技術和單總線技術等串行總線技術,并以簡單的示例介紹了通過串行接口對單片機進行外圍擴展的方法。
第9章介紹了單片機應用系統(tǒng)的構成、設計步驟、設計方法,并詳細介紹了交通燈的模擬控制設計、簡易波形發(fā)生器設計、溫度的測量與報警系統(tǒng)設計等設計實例。
本書由廈門大學嘉庚學院《單片機原理與應用技術》編寫組編寫,編寫組成員均為多年從事大學單片機課程教學的教師,具有豐富的教學及單片機系統(tǒng)研發(fā)實踐經(jīng)驗。書中很多編寫素材均來自教學或研發(fā)項目,具有很強的實用性。各章的編寫分工如下:
第1、2章由劉萍編寫,第3章由張思民編寫,第4章由紀藝娟編寫,第5章由任歡編寫,第6、8章由陳炳飛編寫,第7章由高鳳強編寫,第9章由周朝霞編寫,全書由張思民負責最后統(tǒng)稿。
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由于時間倉促,加之編者水平有限,疏漏與不妥之處在所難免,懇請專家和讀者批評指正。
《單片機原理與應用技術》編寫組
2016年12月