單片機(jī)原理與應(yīng)用開發(fā)教程

基 礎(chǔ) 篇
第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 2
1．1 單片機(jī)概述 2
1．1．1 單片機(jī)的組成 2
1．1．2 單片機(jī)的特點(diǎn) 3
1．1．3 單片機(jī)系統(tǒng) 4
1．1．4 單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 4
1．2 單片機(jī)的歷史和發(fā)展 5
1．2．1 單片機(jī)的發(fā)展歷史 5
1．2．2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 6
1．3 典型單片機(jī)簡(jiǎn)介 7
1．3．1 MCS-51系列單片機(jī) 7
1．3．2 AT89系列單片機(jī) 8
1．3．3 PIC系列單片機(jī) 9
1．3．4 MSP430系列單片機(jī) 9
1．4 單片機(jī)的應(yīng)用 10
1．4．1 單片機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn) 10
1．4．2 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 11
知識(shí)結(jié)構(gòu)圖 12
思考與練習(xí) 13
第2章 單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)和工作原理 14
2．1 單片機(jī)的組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 14
2．1．1 單片機(jī)的組成 14
2．1．2 單片機(jī)的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 15
2．1．3 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 15
2．1．4 單片機(jī)其他結(jié)構(gòu)模塊 17
2．2 單片機(jī)的外部引腳及功能 18
2．2．1 I/O端口 19
2．2．2 控制引腳 19
2．2．3 電源與晶振引腳 19
2．3 單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 19
2．3．1 程序存儲(chǔ)器 20
2．3．2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 21
2．3．3 特殊功能寄存器 23
2．4 單片機(jī)的I/O電路 26
2．4．1 P0口 26
2．4．2 P1口 27
2．4．3 P2口 28
2．4．4 P3口 29
2．5 單片機(jī)的輔助電路 30
2．5．1 時(shí)鐘電路 30
2．5．2 復(fù)位方式和復(fù)位電路 31
2．5．3 單片機(jī)最小系統(tǒng) 33
2．6 單片機(jī)的工作時(shí)序和工作方式 34
2．6．1 時(shí)序的基本概念 34
2．6．2 單片機(jī)的工作時(shí)序 35
2．6．3 單片機(jī)的工作方式 36
知識(shí)結(jié)構(gòu)圖 38
思考與練習(xí) 39
第3章 指令系統(tǒng)和匯編程序設(shè)計(jì) 40
3．1 指令系統(tǒng)概述 40
3．1．1 指令的表達(dá)形式 40
3．1．2 指令中的常用符號(hào) 41
3．2 單片機(jī)的尋址方式 42
3．2．1 立即尋址 43
3．2．2 直接尋址 43
3．2．3 寄存器尋址 44
3．2．4 寄存器間接尋址 45
3．2．5 變址尋址 46
3．2．6 相對(duì)尋址 47
3．2．7 位尋址 48
3．3 單片機(jī)的指令系統(tǒng) 49
3．3．1 數(shù)據(jù)傳送類指令 49
3．3．2 算術(shù)運(yùn)算類指令 55
3．3．3 邏輯運(yùn)算類指令 59
3．3．4 控制轉(zhuǎn)移類指令 63
3．3．5 位操作類指令 66
3．4 匯編語(yǔ)言程序的設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 69
3．4．1 匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句格式 70
3．4．2 偽指令 70
3．4．3 匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu) 72
3．4．4 匯編語(yǔ)言的編輯和匯編 73
3．4．5 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法 73
3．5 匯編語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)形式 74
3．5．1 順序程序 75
3．5．2 分支程序 76
3．5．3 循環(huán)程序 80
3．5．4 子程序 84
3．6 常用程序設(shè)計(jì)舉例 85
3．6．1 數(shù)制轉(zhuǎn)換子程序 85
3．6．2 定時(shí)子程序 88
3．6．3 均值濾波子程序 88
3．6．4 數(shù)據(jù)極值查找子程序 90
3．6．5 算術(shù)運(yùn)算子程序 91
知識(shí)結(jié)構(gòu)圖 94
思考與練習(xí) 95
第4章 單片機(jī)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)功能單元 98
4．1 單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 98
4．1．1 中斷系統(tǒng)的基本概念和基本結(jié)構(gòu) 98
4．1．2 中斷系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn) 100
4．1．3 中斷系統(tǒng)的處理過程 104
4．1．4 中斷系統(tǒng)的應(yīng)用 108
4．2 單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 113
4．2．1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 113
4．2．2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制與狀態(tài) 115
4．2．3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式 116
4．2．4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器初值計(jì)算和初始化 119
4．2．5 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 119
4．3 單片機(jī)的串行通信接口 128
4．3．1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí) 128
4．3．2 串行口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理 130
4．3．3 串行口的控制與狀態(tài) 132
4．3．4 串行口的工作方式 133
4．3．5 串行口波特率的確定和初始化 135
4．3．6 串行口的應(yīng)用 136
4．3．7 單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信 142
知識(shí)結(jié)構(gòu)圖 149
思考與練習(xí) 150
第5章 單片機(jī)外部擴(kuò)展技術(shù) 151
5．1 并行總線擴(kuò)展及編址 151
5．1．1 單片機(jī)外總線的結(jié)構(gòu) 151
5．1．2 單片機(jī)外總線的擴(kuò)展規(guī)則 153
5．1．3 常用擴(kuò)展器件 153
5．1．4 地址譯碼方法 157
5．2 存儲(chǔ)器及其擴(kuò)展 160
5．2．1 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介 160
5．2．2 EPROM程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 162
5．2．3 E2PROM程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 164
5．2．4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及其擴(kuò)展 164
5．3 人機(jī)交互接口及其擴(kuò)展 169
5．3．1 鍵盤接口 169
5．3．2 LED顯示接口 177
5．4 并行I/O端口擴(kuò)展及應(yīng)用 183
5．4．1 簡(jiǎn)單I/O擴(kuò)展 183
5．4．2 接口芯片8155及擴(kuò)展 185
5．4．3 I/O接口芯片8255及擴(kuò)展 191
5．5 模擬量I/O通道擴(kuò)展及應(yīng)用 196
5．5．1 A/D轉(zhuǎn)換器基本知識(shí) 196
5．5．2 A/D轉(zhuǎn)換接口芯片ADC0809 197
5．5．3 D/A轉(zhuǎn)換器基本知識(shí) 202
5．5．4 D/A轉(zhuǎn)換接口芯片DAC0832 204
知識(shí)結(jié)構(gòu)圖 208
思考與練習(xí) 209
第6章 單片機(jī)串行總線擴(kuò)展技術(shù) 211
6．1 串行總線概述 211
6．2 單總線接口及其擴(kuò)展 211
6．2．1 單總線基礎(chǔ)知識(shí) 211
6．2．2 單總線的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序 213
6．2．3 數(shù)字溫度傳感器DS18B20 214
6．3 I2C總線接口及其擴(kuò)展 220
6．3．1 I2C總線基礎(chǔ)知識(shí) 220
6．3．2 I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序 221
6．3．3 I2C總線的時(shí)序模擬 223
6．3．4 串行程序存儲(chǔ)器AT24C04 224
6．4 SPI總線接口及其擴(kuò)展 230
6．4．1 SPI總線基礎(chǔ)知識(shí) 230
6．4．2 SPI總線的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序 231
6．4．3 E2PROM芯片X25045 232
6．4．4 A/D轉(zhuǎn)換器芯片TLC549 237
知識(shí)結(jié)構(gòu)圖 239
思考與練習(xí) 240
開 發(fā) 篇
第7章 快速開發(fā)入門知識(shí) 242
7．1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù) 242
7．1．1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程 242
7．1．2 單片機(jī)開發(fā)工具 244
7．2 Keil集成開發(fā)平臺(tái) 247
7．2．1 創(chuàng)建一個(gè)應(yīng)用程序 248
7．2．2 應(yīng)用程序的編輯、編譯和鏈接 252
7．2．3 應(yīng)用程序的仿真和調(diào)試 253
7．2．4 應(yīng)用程序調(diào)試的常用窗口 256
7．2．5 調(diào)試實(shí)例 258
思考與練習(xí) 262
第8章 單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 263
8．1 C51的概述 263
8．1．1 C51程序結(jié)構(gòu)概述 263
8．1．2 C51對(duì)標(biāo)準(zhǔn)C的擴(kuò)展 264
8．2 C51的編譯和編譯預(yù)處理 265
8．2．1 編譯 265
8．2．2 編譯預(yù)處理 266
8．3 C51的基本語(yǔ)法 267
8．3．1 常量 267
8．3．2 變量 268
8．3．3 常用運(yùn)算符與表達(dá)式 273
8．4 C51的程序結(jié)構(gòu) 275
8．4．1 分支語(yǔ)句 275
8．4．2 循環(huán)語(yǔ)句 277
8．5 C51的函數(shù) 280
8．5．1 函數(shù)的定義和分類 280
8．5．2 函數(shù)的調(diào)用 281
8．6 C51的庫(kù)函數(shù) 283
8．6．1 字符函數(shù)CTYPE．H 283
8．6．2 內(nèi)部函數(shù)INTRINS．H 284
8．6．3 標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出函數(shù)STDIO．H 285
8．6．4 標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)STDLIB．H 285
8．6．5 字符串處理函數(shù)STRING．H 286
8．6．6 絕對(duì)地址訪問函數(shù)ABSACC．H 286
8．6．7 專用寄存器REGxx．H 287
8．7 C51的數(shù)組 287
8．7．1 數(shù)組的定義 287
8．7．2 數(shù)組的應(yīng)用 288
8．8 C51的指針 289
8．8．1 指針與地址 289
8．8．2 指針的定義 290
8．8．3 指針的引用 291
8．9 C51編程舉例 291
8．9．1 讀寫I/O端口的C51編程 292
8．9．2 中斷系統(tǒng)的C51編程 292
8．9．3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的C51編程 293
8．9．4 串行接口通信的C51編程 295
8．9．5 I2C總線的C51編程 298
思考與練習(xí) 302
第9章 單片機(jī)學(xué)習(xí)板及功能模塊 304
9．1 單片機(jī)學(xué)習(xí)板的用途和特點(diǎn) 304
9．2 單片機(jī)學(xué)習(xí)板的整體設(shè)計(jì) 305
9．3 STC-ISP燒錄軟件的使用方法 306
9．4 單片機(jī)學(xué)習(xí)板的功能模塊 307
9．4．1 流水燈控制單元 307
9．4．2 數(shù)碼管顯示單元 309
9．4．3 蜂鳴器單元 310
9．4．4 獨(dú)立按鍵單元 312
9．4．5 矩陣鍵盤單元 313
9．4．6 液晶顯示單元 315
9．4．7 I2C總線單元 320
9．4．8 A/D和D/A單元 320
9．4．9 溫度測(cè)量單元 325
9．4．10 串口通信單元 326
第10章 電子萬年歷設(shè)計(jì) 328
10．1 功能要求 328
10．2 總體設(shè)計(jì) 328
10．2．1 時(shí)間的獲取方法 328
10．2．2 電子萬年歷的設(shè)計(jì)說明 329
10．3 硬件電路設(shè)計(jì) 329
10．4 軟件設(shè)計(jì) 330
10．4．1 延時(shí)程序 330
10．4．2 液晶初始化及顯示程序 331
10．4．3 定時(shí)器中斷初始化和工作程序 334
10．4．4 鍵盤設(shè)置程序 337
10．4．5 鬧鐘設(shè)置與啟動(dòng)程序 342
第11章 超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì) 345
11．1 功能要求 345
11．2 總體設(shè)計(jì) 345
11．2．1 超聲波簡(jiǎn)介 345
11．2．2 超聲波測(cè)距原理 345
11．3 硬件電路設(shè)計(jì) 346
11．3．1 HC-SR04超聲波模塊電路 346
11．3．2 電源電路 348
11．4 軟件設(shè)計(jì) 349
11．4．1 超聲波發(fā)送程序和超聲波接收中斷程序 349
11．4．2 距離計(jì)算程序 350
11．4．3 LCD1602液晶顯示程序 351
第12章 智能循跡小車設(shè)計(jì) 354
12．1 功能要求 354
12．2 總體設(shè)計(jì) 354
12．3 硬件電路設(shè)計(jì) 355
12．3．1 紅外檢測(cè)模塊電路 356
12．3．2 穩(wěn)壓電源電路 357
12．3．3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 357
12．4 軟件設(shè)計(jì) 359
12．4．1 各端口及變量定義 359
12．4．2 相關(guān)子函數(shù)定義 359
12．4．3 循跡小車主函數(shù) 362
第13章 數(shù)據(jù)采集和無線傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 364
13．1 功能要求 364
13．2 總體設(shè)計(jì) 364
13．3 硬件電路設(shè)計(jì) 365
13．3．1 nRF24L01無線收發(fā)模塊單元 366
13．3．2 A/D轉(zhuǎn)換單元 368
13．4 軟件設(shè)計(jì) 368
13．4．1 相關(guān)參數(shù)定義 368
13．4．2 相關(guān)函數(shù)設(shè)計(jì) 370
13．4．3 數(shù)據(jù)采集及無線傳輸系統(tǒng)主函數(shù) 373
附錄A ASCII表 375
附錄B MCS-51指令表 378
附錄C 學(xué)習(xí)板電路圖 381
參考文獻(xiàn) 382