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《单片机原理与应用系统设计》[32M]百度网盘|亲测有效|pdf下载
  • 单片机原理与应用系统设计

  • 出版社:清华大学出版社
  • 出版时间:2014-10
  • 热度:8751
  • 上架时间:2024-06-30 09:08:33
  • 价格:0.0
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内容介绍

内容简介

本书在较全面和详细地介绍MCS51单片机的基本原理、系统结构、内部资源、指令系统、常用接口及其外部扩展、应用系统设计等内容的基础上,增加了丰富的能够实际演示的单片机应用实例、嵌入式操作系统在MCS51单片机系统中应用的方法和实例,目的是强化学习者的单片机软、硬件系统的整体设计意识和设计能力,也为嵌入式技术的学习打下良好基础。 全书共分11章,内容包括单片机技术概述、基本原理、汇编语言程序设计、C语言程序设计、内部资源及应用、基本外部接口技术、通信接口技术、应用系统设计、嵌入式操作系统的应用、便携式单片机学习板的设计和单片机应用系统开发工具。每一章节的例题均由浅入深、循序渐进、讲解透彻。书中相关应用设计案例的编写具有完整性、系统性和工程性。所有案例均给出可实施的系统级设计资料,包括用Protel绘制的硬件电路原理图、Keil μVision环境下调试通过的软件源程序代码,以及Proteus环境下的系统仿真实现结果。每章结束备有相关的习题,以便及时巩固所学知识。 本书内容全面,概念清晰,结构合理,实例丰富,文字通俗易懂,并配有多媒体教学课件和相关案例,是学习单片机原理与系统设计的理想教材,特别适合作为高等院校电子信息类专业的本科生教材。本书也可作为爱好单片机软、硬件技术和嵌入式技术的初学者和工程设计人员的参考书。

目录

第1章单片机概述
1.1单片机的概念及特点
1.1.1单片机的基本概念
1.1.2单片机的主要特点
1.2单片机的发展历程
1.3单片机的种类与应用
1.3.1单片机的种类
1.3.2单片机的等级
1.3.3单片机的应用
1.4单片机的选型
习题
第2章单片机的基本原理
2.1MCS51系列单片机简介
2.1.1MCS51系列单片机的特点
2.1.2MCS51系列单片机的常用芯片简介
2.2MCS51系列单片机的结构
2.2.1MCS51系列单片机的内部结构
2.2.2MCS51系列单片机的CPU
2.2.3MCS51系列单片机的存储器分布
2.2.4MCS51系列单片机的输入输出接口
2.2.5MCS51系列单片机的时钟电路
2.2.6MCS51系列单片机的复位电路
2.3MCS51系列单片机的引脚功能
2.4MCS51系列单片机的时序
2.4.1MCS51系列单片机的时序单位
2.4.2MCS51系列单片机典型指令的时序
2.5.2MCS51系列单片机的节电方式
习题
第3章单片机汇编语言程序设计
3.1MCS51系列单片机的汇编指令格式和寻址方式
3.1.1MCS51系列单片机的汇编指令格式
3.1.2MCS51系列单片机的寻址方式
3.2MCS51系列单片机的指令系统
3.2.1数据传送类指令
3.2.2算术运算类指令
3.2.3逻辑运算类指令
3.2.4控制转移类指令
3.2.5位运算类指令
3.3MCS51系列单片机汇编程序常用的伪指令
3.4MCS51系列单片机汇编语言程序设计
3.4.1数据的寻找与排序的程序
3.4.2数据运算的程序
3.4.3数据的拼拆和转换
3.4.4多分支转移程序
3.4.5子程序设计
习题
第4章单片机C语言程序设计
4.1C语言与MCS51系列单片机
4.1.1C语言与MCS51系列单片机
4.1.2C51程序的结构
4.2C51的基本数据类型
4.3C51的运算量
4.3.1常量
4.3.2变量
4.3.3变量的存储模式
4.3.4绝对地址的访问
4.4C51的运算符及表达式
4.4.1算术运算符和算术表达式
4.4.2赋值运算符和赋值表达式
4.4.3增量运算符和增量表达式
4.4.4关系运算符和关系表达式
4.4.5逻辑运算符和逻辑表达式
4.4.6复合赋值运算符
4.4.7逗号运算符和逗号表达式
4.4.8条件运算符和条件表达式
4.4.9位运算符和位运算
4.4.10指针与地址运算符
4.5C51的输入与输出
4.5.1格式输出函数printf()
4.5.2格式输入函数scanf()
4.6C51程序基本结构与相关语句
4.6.1C51程序的基本结构
4.6.2C51语句
4.6.3if语句
4.6.4switch/case语句
4.6.5while语句
4.6.6do…while语句
4.6.7for语句
4.6.8break和continue语句
4.6.9return语句
4.7C51的函数
4.7.1函数的定义
4.7.2函数的调用与声明
4.7.3函数的嵌套调用和递归调用
4.8C51的构造数据类型
4.8.1数组
4.8.2指针
4.8.3结构体
4.8.4共用体
4.8.5枚举类型
4.9C51程序的编辑和编译
习题
第5章MCS51单片机内部资源及编程
5.1并行输入输出接口
5.2定时/计数器接口
5.2.1定时/计数器的主要特性
5.2.2定时/计数器T0、T1的工作原理
5.2.3定时/计数器的特殊功能寄存器
5.2.4定时/计数器的工作模式
5.2.5定时/计数器的初始化编程及应用
5.3串行接口
5.3.1串行口的主要特性
5.3.2MCS51系列单片机串行口的工作原理
5.3.3串行口的特殊功能寄存器
5.3.4串行口的工作方式
5.3.5串行口的初始化编程及应用
5.4中断系统
5.4.1MCS51系列单片机中断系统的特点
5.4.2MCS51系列单片机的中断源
5.4.3MCS51系列单片机的中断控制寄存器
5.4.4中断系统的应用
习题
第6章MCS51单片机的外部接口技术
6.1人机接口
6.1.1数码管显示接口
6.1.2字符点阵式LCD显示接口
6.1.3图形点阵式LCD显示接口
6.1.4键盘接口
6.2存储器扩展
6.2.1单片机系统总线
6.2.2数据存储器扩展
6.2.3程序存储器扩展
6.2.4单片机对外部存储器的读写时序
6.3输入输出口扩展
6.3.1简单I/O接口扩展
6.3.2可编程并行I/O接口扩展
6.4A/D转换接口
6.4.1A/D转换原理
6.4.2ADC0809芯片的应用
6.5D/A转换接口
6.5.1D/A转换原理
6.5.2DAC0832芯片的应用
6.6开关量输入输出接口
习题
第7章MCS51单片机的通信接口技术
7.1RS232接口通信
7.1.1RS232基本原理
7.1.2单片机与PC的RS232接口通信
7.2RS485接口通信
7.3IIC总线接口通信
7.3.1IIC总线主要特点
7.3.2IIC总线工作时序
7.3.3IIC总线操作指令格式
7.3.4IIC总线E2PROM芯片的应用
7.4SPI总线接口通信
7.4.1SPI总线工作原理
7.4.2SPI总线芯片ADC0832的应用
7.5CAN总线接口通信
7.5.1CAN通信总线原理
7.5.2常用的CAN总线芯片
7.5.3CAN总线应用
7.6USB总线接口通信
7.6.1USB通信总线原理
7.6.2常用的USB通信总线芯片
7.6.3USB1.1通信总线应用
习题
第8章单片机应用系统设计
8.1系统设计总体规划
8.1.1单片机应用系统设计流程
8.1.2硬件系统设计原则
8.1.3软件系统设计原则
8.2电子密码锁设计
8.2.1硬件电路设计
8.2.2软件程序设计
8.3GPS定位终端设计
8.3.1硬件电路设计
8.3.2软件程序设计
8.4电子日历
8.4.1硬件电路设计
8.4.2软件程序设计
8.5温度检测器设计
8.5.1硬件电路设计
8.5.2软件程序设计
8.6电梯内部控制器设计
8.6.1硬件电路设计
8.6.2软件程序设计
8.7直流电机温控调速器
8.7.1硬件电路设计
8.7.2软件程序设计
第9章嵌入式操作系统应用基础
9.1嵌入式操作系统介绍
9.1.1嵌入式计算机系统体系结构
9.1.2嵌入式操作系统主要功能
9.1.3典型的嵌入式操作系统
9.2RTX51TINY操作系统基本功能
9.2.1RTX51TINY特性
9.2.2RTX51TINY的任务管理
9.2.3RTX51TINY的系统函数
9.2.4使用RTX51TINY编程时注意事项
9.2.5RTX51TINY的系统配置
9.2.6RTX51TINY的编程规则
9.3RTX51TINY操作系统应用实例
9.3.1多路跑马灯
9.3.2矩阵键盘扫描识别
9.3.3秒表
9.3.4串口通信
习题
第10章便携式单片机学习板介绍
10.1SLG1型便携式单片机学习板特点
10.2原理图设计
10.2.1总体设计
10.2.2各模块单元设计
10.3例程设计
第11章单片机应用系统开发工具
11.1KeilμVision集成开发环境的使用
11.1.1工程文件的建立
11.1.2在工程中添加程序文件
11.1.3编译和连接工程文件,形成目标文件
11.1.4调试运行,观察结果
11.1.5仿真环境的设置
11.2Proteus仿真软件介绍
附录AMCS51单片机指令表
A.1数据传输类指令
A.2算术运算类指令
A.3逻辑操作类指令
A.4位操作类指令
A.5控制转移类指令
附录BC51的库函数
B.1专用寄存器头文件REGXXX.H
B.2字符函数库CTYPE.H
B.3一般输入输出函数库STDIO.H
B.4字符串函数库STRING.H
B.5标准函数库STDLIB.H
B.6数学函数库MATH.H
B.7预定义宏函数库ABSACC.H
B.8内部函数库INTRINS.H
参考文献

前言/序言

  本书的目的是帮助初学者学习使用单片机。那么学习单片机技术是否有好的方法?这里作者总结多年的工程实践和教学体会,先与读者分享一下学习经验。
  1.分享经验
  首先,需做好基础知识的准备。基础知识包括模拟电路、数字电路和C语言知识。在学习单片机之前,应先温习这些基础知识。
  单片机的硬件电路大多数属于数字电路,如果数字电路基础扎实,对复杂的单片机硬件结构和原理就能容易理解,就能轻松地迈开学习的第一步。因此,如果你觉得单片机很难,那就应该先去重温数字电路,搞清楚触发器、寄存器、门电路、CMOS电路、时序逻辑和时序图、进制转换等基础知识。掌握了这些基础知识之后再去看单片机的结构和原理,你就会大彻大悟、信心倍增。模拟电路是电子技术的基础,主要内容是学习电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管及放大器等模拟器件的工作原理和在电路中的作用。扎实的模拟电路基础可以让你容易看懂别人设计的电路,也能使你设计的电路更可靠。同时,单片机的学习离不开编程,在所有的程序设计中,C语言的运用最为广泛。C语言知识并不难,需要掌握的知识就那么几种数据类型和几个控制语句。但可别小看这几种数据类型和几个控制语句,用它们可以处理各种形式的数据和非常复杂的逻辑关系。
  扎实的电子技术基础和C语言基础,会让你学习单片机时得心应手。当单片机依照你的想法和设计去执行指令,实现预期结果的时候,成就感会让你信心十足地投入到单片机的世界里,未来的单片机专家就是你。
  其次,要通过实践积累经验。单片机的学习具有很强的实践性,是一门很注重实际动手操作的技术学科,不动手实践是学不会单片机的。因此,实践才是真正学习单片机的过程。
  实践中要有一套完整的学习开发工具,即必须有一台计算机、一套单片机开发板、视频教程和单片机教材。计算机上要安装KeilC51集成开发软件,用来编写和编译程序,并将程序代码下载到单片机上;开发板用来运行单片机程序,验证实际效果;视频教程就是手把手地教你使用单片机开发环境、单片机编程和调试。对于单片机初学者来说,视频教程必须看,否则,即使把教材看了几遍,还是不知道如何下手;单片机教材是理论学习资料,备忘备查。初学者为了节约成本和时间,可以先用Proteus软件仿真调试,熟悉之后,再使用开发板调试程序。
  ◆单片机原理与应用系统设计前言软件编程要注重理论和实践相结合,效果会更好。看到案例题目先试着构思自己的编程思路,然后再看教材或视频教程里的代码,研究人家的编程思路以及与自己思路的差异;接下来是亲自动手编写程序,对有疑问的地方试着按照自己的思路修改程序,比较程序运行效果,领会其中的奥妙。还可以在原有程序的基础上进行改进和拓展,使其功能更强大。此外,自己应该找些项目来做,以巩固所学的知识和积累更多的经验。
  在实践中要与同行交流。在单片机学习过程中,每个人都会遇到无数问题,如果向有经验的人虚心求教,就会少走许多弯路,节省很多时间。
  最后,研究硬件设计,实现产品开发。学习单片机的最终目的是做产品开发,产品就是一个软硬件结合的控制系统。所以,硬件设计是学习单片机技术的必学内容。当你的单片机编程水平有提高后,就应该去研究单片机硬件系统设计。硬件设计包括电路原理设计和电路板(即PCB板)设计。
  电路原理设计涉及各种芯片的应用,而芯片的典型应用在芯片数据手册(Datasheet)中都能找到答案。电子技术领域的第一手资料就是Datasheet,而且几乎都是全英文的,从Datasheet里所获得的知识,可能是在教科书、网络文档和课外读物中很少见到的。虽然有些资料也都是在Datasheet的基础上撰写的,但内容不全面,甚至存在翻译上的遗漏和错误。所以良好的英文阅读能力也是学习单片机技术不可缺少的。PCB板的设计相对简单,只要懂得使用PCB板设计软件Protel或AltiumDesigner就没问题了。但要想设计的板子布局美观、布线合理,还需要在实践中不断学习。
  具备一定的KeilC51环境下的单片机编程经验、会使用Protel软件或AltiumDesigner软件设计硬件电路以及良好的英文阅读能力,你就是遇强则强的单片机高手了。
  2.本书内容
  多年来,MCS51系列单片机一直是学习单片机技术的主要教学平台,在嵌入式技术高速发展的大环境下,单片机技术课程已经不再是培养电子工程师课程体系的最终环节,单片机的教学要为后续学习嵌入式系统打下良好的基础。鉴于此,本书在编写过程中,除了论述MCS51单片机的基本原理、系统结构、内部资源、指令系统、常用接口及其外部扩展、应用系统设计等内容基础上,增加了丰富的能够实际演示的单片机应用实例、嵌入式操作系统在MCS51单片机系统中应用的方法和实例,以及自主设计的便携式单片机学习板的软硬件设计的内容,从而强化学习者的单片机软硬件系统的整体设计意识和设计能力,也为嵌入式技术的学习打下良好的基础。
  3.本书特色
  本书的特色体现在以下几个方面。
  1)强调动手实践
  实践是学好单片机技术的必经之路。本书详细介绍了KeilμVision集成开发环境下进行汇编语言程序和C51程序开发的过程;书中所有案例程序均在KeilμVision环境下调试通过,不是纸上谈兵,而是实战演习。
  2)强调单片机应用系统的软硬件整体设计
  案例的编写具有完整性、系统性和工程性。
  所有案例均给出可实施的系统级设计资料,包括完整的可实现电路板布线的硬件电路原理图,而不是电路示意图;完整的KeilμVision环境下调试通过的软件源程序工程代码,而不是程序段或伪代码。
  所有案例均给出仿真实现过程和结果,即基于Proteus环境的系统仿真实现结果。
  给出若干完整的单片机应用系统实例。
  设计有便携式单片机学习板,给出了该学习板的protel电路原理图设计和PCB板设计资料,便于读者进行工程实践。书中单片机应用系统案例均可在该学习板上实现。
  3)为嵌入式系统学习打好基础
  嵌入式系统是单片机技术发展的高级阶段,因此学习单片机要做好进一步学习嵌入式系统的知识准备。一方面是加强C语言程序设计能力;另一方面是加强嵌入式操作系统在MCS51单片机系统上应用的内容介绍。此外,本书还介绍了嵌入式操作系统在MCS51单片机系统中应用的方法和实例。
  4)配套资源丰富
  本书配有多媒体资料,其中包含电子课件、所有相关例程源代码、习题解答及编程题的程序源代码,并且在程序的关键部分加以注释,既适合作为教材供教师和学生使用,也适合自学。
  4.致谢
  本书由沈阳理工大学马秀丽、周越、王红共同编写。本书第1、2、3、4、5章由马秀丽编写,第6、7、8、9、10章由周越和王红编写,第11章由马秀丽和周越编写,王红霞、虞闯、扬雨彤参加了附录和部分正文的编写工作。最后由马秀丽审阅并统稿完成。感谢本书所列参考文献的作者,他们的工作给了我们很大的帮助和启发。感谢为本书出版付出辛勤劳动的清华大学出版社的工作人员。感谢读者选用本书。
  尽管全体参编人员竭心尽力,但限于自身水平,难免书中出现遗漏或错误,恳请广大读者不吝指正,同时欢迎您对本书内容提出任何宝贵建议,我们将非常感谢。
  编者