單片機原理及應用

本書主要內容包括：單片機概述、內部結構及工作原理、指令系統與彙編程序設計、中斷與定時器/計數器、串行通信技術、外部系統擴展、人機接口及模擬接口技術等。為了適應現代單片機技術的發展，對當前流行的串行擴展總線技術，如IIC、SPI及單總線做了較詳細的介紹，並且介紹了在存儲器及A/D、D/A變換中的應用技術。最後還介紹了單片機應用系統的設計方法，並完整地介紹了兩個單片機應用系統的典型範例。

本書可作為高等院校本科及高職高專電子信息工程、應用電子技術、電氣工程、計算機應用、自動化及機電一體化等專業的教材，也可以作為工程技術人員及有關技術培訓用書。 ^[1] 

第1單元概述1

1 1計算機發展概述1

1 2單片微型計算機簡介2

1 2 1單片機的發展及應用概述2

1 2 2常用系列單片機產品簡介3

1 2 3P89系列單片機簡介3

1 3單片機應用系統的開發過程5

1 3 1單片機應用系統的開發步驟5

1 3 2單片機開發技術的新方法5

單元小結6

單元測試6

第2單元P89C5x單片機的結構及原理7

2 1P89C5x單片機結構 7

2 1 1P89C5x單片機的內部結構7

2 1 2P89C5x端子及功能10

2 2P89C5x單片機的存儲器結構11

2 2 1存儲器地址空間11

2 2 2P89C5x程序存儲器及地址空間12

2 2 3P89C5x數據存儲器及地址空間13

2 2 4P89C5x的特殊功能寄存器14

2 3P89C5x單片機的I/O口18

2 3 1P0端口的結構及功能18

2 3 2P1端口的結構及功能19

2 3 3P2端口的結構及功能19

2 3 4P3端口的結構及功能19

2 4單片機的工作方式及時序20

2 4 1復位方式20

2 4 2程序執行方式21

2 4 3低功耗方式22

2 4 4在線仿真方式24

2 4 5振盪器與時鐘電路24

2 4 6可編程時鐘輸出25

2 4 7機器週期和指令週期25

2 5單片機FLASH存儲器的編程及加密方法27

2 5 1FLASH存儲器的編程27

2 5 2單片機的加密方法29

2 6實訓——單片機實驗系統快速入門30

單元小結31

單元測試31

第3單元P89C5x單片機的指令系統及編程舉例33

3 1指令系統簡介33

3 1 1指令概述33

3 1 2指令格式33

3 1 3指令分類及符號説明 34

3 2P89C5x單片機的尋址方式35

3 2 1立即尋址35

3 2 2直接尋址35

3 2 3寄存器尋址35

3 2 4寄存器間接尋址36

3 2 5變址尋址36

3 2 6相對尋址36

3 2 7位尋址37

3 3指令系統38

3 3 1數據傳送類指令38

3 3 2算術運算類指令41

3 3 3邏輯運算類指令42

3 3 4控制轉移類指令44

3 3 5位操作類指令46

3 4偽指令47

3 5彙編語言程序設計基礎49

3 5 1順序程序設計49

3 5 2分支程序設計50

3 5 3循環程序設計52

3 5 4子程序設計55

3 5 5查表程序設計56

3 5 6軟件延時程序設計57

3 5 7輸入/輸出程序設計58

3 6實訓——程序設計59

單元小結59

單元測試60

第4單元P89C5x單片機的中斷系統及定時器/計數器62

4 1P89C5x中斷系統62

4 1 1中斷技術概述62

4 1 2P89C5x單片機中斷系統結構及控制原理63

4 1 3外部中斷源的擴展70

4 2P89C5x單片機定時器/計數器71

4 2 1P89C5x定時器/計數器的內部結構及工作原理71

4 2 2T0和T1的工作方式及應用76

4 2 3T2定時器/計數器的工作方式及應用79

4 2 4定時器/計數器的綜合應用85

4 3實訓——中斷與定時器/計數器綜合應用86

單元小結87

單元測試88

第5單元P89C5x單片機串行口及應用89

5 1串行通信基礎89

5 1 1串行通信的基本方式89

5 1 2串行信號的傳送方式92

5 1 3RS232C總線標準93

5 2P89C5x單片機的串行端口及控制寄存器95

5 2 1串行端口的內部結構95

5 2 2通信過程96

5 2 3串行通信控制寄存器96

5 3串行通信工作方式及波特率98

5 3 1串行口的工作方式98

5 3 2波特率設置101

5 4串行端口工作方式的應用102

5 4 1方式0的應用102

5 4 2方式1的應用103

5 4 3方式2的應用106

5 4 4方式3的應用109

5 4 5多機通信109

5 5實訓——單片機雙機通信110

單元小結111

單元測試111

第6單元單片機並行總線擴展113

6 1並行擴展總線113

6 1 1並行擴展總線方法113

6 1 2地址譯碼方法114

6 1 3總線驅動116

6 2存儲器擴展117

6 2 1程序存儲器的擴展117

6 2 2數據存儲器的擴展123

6 2 3同時擴展程序存儲器和數據存儲器124

6 3並行I/O口擴展126

6 3 1I/O接口功能和數據傳送126

6 3 2簡單I/O口的擴展127

6 3 3可編程多功能接口81C55的擴展129

6 4實訓——單片機I/O口擴展138

單元小結140

單元測試140

第7單元單片機串行總線擴展142

7 1IIC總線142

7 1 1IIC串行總線的特點142

7 1 2IIC總線接口電路及工作原理143

7 1 3IIC總線的數據傳輸控制144

7 1 4IIC總線接口擴展147

7 2SPI總線155

7 2 1SPI串行總線的特點155

7 2 2SPI串行總線接口電路及工作原理156

7 2 3SPI的配置157

7 2 4SPI總線接口擴展158

7 3單總線160

7 3 1單總線結構及特點160

7 3 2單總線接口電路及ID地址碼162

7 3 3單總線芯片的數據傳輸控制163

7 4實訓——IIC總線EEPROM存儲器擴展165

單元小結166

單元測試167

第8單元單片機常用人機接口168

8 1LED顯示器及其接口168

8 1 1LED數碼管的結構及編碼方式168

8 1 2LED數碼管接口169

8 1 3點陣式LED顯示器驅動接口175

8 2LCD顯示器及其接口178

8 2 1LCD顯示器的結構和工作原理178

8 2 2LCD顯示器的分類和驅動方式179

8 2 3LCD顯示器典型實例180

8 3鍵盤及其接口187

8 3 1鍵盤的工作原理188

8 3 2獨立式鍵盤及其接口188

8 3 3矩陣式鍵盤及其接口190

8 3 4單片機系統中的鍵盤及顯示器接口197

8 4實訓——電子鐘設計199

單元小結201

單元測試201

第9單元單片機模擬量接口203

9 1D/A轉換接口203

9 1 1D/A轉換器的基本原理及主要性能指標203

9 1 28位並行D/A轉換器DAC0832205

9 1 310位串行D/A轉換器TLC5615210

9 2A/D轉換接口213

9 2 1A/D轉換器的基本原理及主要性能指標213

9 2 28位並行A/D轉換器ADC0809 215

9 2 3三位半BCD碼輸出A/D轉換器MC14433218

9 2 412位串行A/D轉換器TLC2543222

9 3實訓——A/D、D/A轉換227

9 3 1A/D轉換實訓227

9 3 2D/A轉換實訓228

單元小結229

單元測試230

第10單元單片機應用系統設計方法與實例232

10 1單片機應用系統的設計過程232

10 1 1系統設計的基本要求232

10 1 2系統設計的內容和步驟233

10 1 3抗干擾設計234

10 2簡易數字電壓表設計239

10 2 1功能要求239

10 2 2方案論證239

10 2 3系統硬件電路設計239

10 2 4系統軟件設計239

10 2 5源程序清單240

10 3步進電動機控制246

10 3 1步進電動機的工作原理246

10 3 2功能要求246

10 3 3系統硬件電路設計247

10 3 4源程序清單250

單元小結252

單元測試253

附錄254

附錄AAT89系列單片機簡介254

附錄B單片機指令表257

附錄CASCⅡ碼錶260

附錄D常用芯片端子圖261

參考文獻264 ^[1]