描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787121339004丛书名: 电子信息科学与工程类专业规划教材
内容简介
本书作为《单片机原理及应用——基于Proteus和Keil C》的姊妹篇，在保持原教材结构和风格的基础上，取消了其中的汇编语言内容，将节省的空间用于加强C51语言内容。本书在C51内容编排上做了较大改进：在集中介绍了执行语句、变量、指针、数组和函数等C51基本内容之后，安排了LED控制、独立开关检测、行列式键盘扫描、数码管静态和动态显示等与单片机I/O口相关的C51应用内容，以此缩短编程语言与单片机应用的教学时间差。中断函数及片外RAM访问等与单片机硬件相关的C51内容则穿插到后续原理章节里介绍。采用这种集中与分散相结合，理论与应用相结合的方案，有望促使读者更好地掌握C51与单片机内容，为今后的工程应用打下扎实基础。 为方便读者学习，本书每章都有小结和习题，书末附有与教学进度相呼应的实验指导及相关阅读材料，还配有相关课程网站（www.51mcu.cn/C51/）。 本书可作为高等工科院校机械类、电气与电子信息类、计算机类各专业48～64学时要求的教材，也可作为从事嵌入式应用系统设计、生产从业人员的岗位培训教材及自学参考书。
目 录
第1章 单片机基础知识概述
1.1 单片机概述
1.1.1 单片机及其发展概况
1.1.2 单片机的特点和应用
1.1.3 单片机的发展趋势
1.1.4 MCS-51单片机的学习
1.2 单片机学习的预备知识
1.2.1 数制及其转换
1.2.2 有符号数的表示方法
1.2.3 位、字节和字
1.2.4 BCD码
1.2.5 ASCII码
1.2.6 基本逻辑门电路
1.3 Proteus应用简介
1.3.1 ISIS模块应用举例
1.3.2 ARES模块应用举例
本章小结
思考与练习题1
第2章 MCS-51单片机的结构及原理
2.1 MCS-51单片机的结构
2.1.1 MCS-51单片机的内部结构
2.1.2 MCS-51外部引脚及功能
2.2 MCS-51的存储器结构
2.2.1 存储器划分方法
2.2.2 程序存储器
2.2.3 数据存储器
2.3 单片机的复位、时钟与时序
2.3.1 复位与复位电路
2.3.2 时钟电路
2.3.3 单片机时序
2.4 并行I/O口
2.4.1 P1口
2.4.2 P3口
2.4.3 P0口
2.4.4 P2口
本章小结
思考与练习题2
第3章 单片机的C51基础知识
3.1 C51语言概述
3.2 Keil软件开发工具
3.2.1 μVision5的软件界面
3.2.2 μVision5的使用方法
3.3 C51的基本执行语句
3.3.1 表达式语句
3.3.2 选择语句
3.3.3 循环语句
3.3.4 注释语句
3.4 C51的变量
3.4.1 变量概述
3.4.2 变量名
3.4.3 数据类型
3.4.4 存储类型
3.4.5 存储种类
3.5 C51的指针
3.6 C51的数组
3.6.1 一维数组的定义
3.6.2 一维数组的使用
3.6.3 字符数组
3.6.4 二维数组
3.7 C51的函数
3.7.1 函数的基本概念
3.7.2 函数的定义
3.7.3 函数的调用
本章小结
思考与练习题3
第4章 单片机I/O口方式的应用
4.1 C51联合仿真方法
4.2 I/O端口的简单应用
4.2.1 发光二极管与应用编程
4.2.2 数码管静态显示原理与编程
4.3 I/O端口的进阶实践
4.3.1 数码管动态显示原理与编程
4.3.2 行列式键盘原理与编程
本章小结
思考与练习题4
第5章 单片机的中断系统
5.1 中断的概念
5.2 中断控制系统
5.2.1 中断系统的结构
5.2.2 中断控制
5.3 中断处理过程
5.4 中断的编程和应用举例
5.4.1 中断程序设计举例
5.4.2 扩充外部中断源
本章小结
思考与练习题5
第6章 单片机的定时/计数器
6.1 定时/计数器的结构与 工作原理
6.1.1 定时/计数器的基本原理
6.1.2 定时/计数器的结构
6.2 定时/计数器的控制
6.2.1 TMOD寄存器
6.2.2 TCON寄存器
6.3 定时/计数器的工作方式
6.3.1 方式1
6.3.2 方式2
6.3.3 方式0
6.3.4 方式3
6.4 定时/计数器的编程和应用
本章小结
思考与练习题6
第7章 单片机的串行口及应用
7.1 串行通信概述
7.2 MCS-51的串行口控制器
7.2.1 串行口内部结构
7.2.2 串行口控制寄存器
7.3 串行工作方式0及其应用
7.4 串行工作方式1及其应用
7.5 串行工作方式2及其应用
7.6 串行工作方式3及其应用
本章小结
思考与练习题7
第8章 单片机接口技术
8.1 单片机的系统总线
8.1.1 三总线结构
8.1.2 地址锁存原理及实现
8.2 简单并行I/O口扩展
8.2.1 访问扩展端口的软件方法
8.2.2 简单并行输出接口的扩展
8.2.3 简单并行输入接口的扩展
8.3 可编程并行I/O口扩展
8.3.1 8255A的内部结构、引脚及地址
8.3.2 8255A的控制字
8.4 D/A转换与DAC0832应用
8.4.1 DAC0832的工作原理
8.4.2 DAC0832与单片机的接口及编程
8.5 A/D转换与ADC0809应用
8.5.1 逐次逼近式模数转换器的工作原理
8.5.2 ADC0809与单片机的接口及编程
8.6 开关量功率接口技术
8.6.1 开关量功率驱动接口
8.6.2 开关量功率驱动接口应用举例
本章小结
思考与练习题8
第9章 单片机应用系统的设计与开发
9.1 单片机系统的设计开发过程
9.1.1 单片机典型应用系统
9.1.2 单片机应用系统的开发过程
9.2 单片机系统的可靠性技术
9.2.1 硬件抗干扰技术概述
9.2.2 软件抗干扰技术概述
9.3 单片机系统设计开发应用 举例——智能仪器
9.3.1 功能概述
9.3.2 硬件电路设计
9.3.3 软件系统设计
9.3.4 仿真开发过程
9.4 单片机串行扩展单元介绍
9.4.1 串行A/D转换芯片MAX124及应用
9.4.2 串行D/A转换芯片LTC145X及应用
9.4.3 串行E2PROM存储器AT24CXX及应用
9.4.4 字符型液晶显示模块LM1602及应用
9.4.5 串行日历时钟芯片DS1302及应用
本章小结
思考与练习题9
附录A 实验指导
实验1 计数显示器
实验2 指示灯/开关控制器
实验3 指示灯循环控制
实验4 指示灯/数码管的中断控制
实验5 电子秒表显示器
实验6 双机通信及PCB设计
实验7 直流数字电压表设计
实验8 步进电机控制设计
附录B 阅读材料
【阅读材料1】ISIS模块的电路绘图与仿真运行方法
【阅读材料2】在μVision5中创建C51程序的方法
【阅读材料3】C51程序调试方法
【阅读材料4】μVision5与ISIS的联合仿真
【阅读材料5】基于ARES模块的PCB设计方法
【阅读材料6】ISIS中的虚拟信号发生器
【阅读材料7】ISIS中的虚拟仪器
【阅读材料8】步进电机控制方法
附录C 常用的C51标准库函数
参考文献
1.1 单片机概述
1.1.1 单片机及其发展概况
1.1.2 单片机的特点和应用
1.1.3 单片机的发展趋势
1.1.4 MCS-51单片机的学习
1.2 单片机学习的预备知识
1.2.1 数制及其转换
1.2.2 有符号数的表示方法
1.2.3 位、字节和字
1.2.4 BCD码
1.2.5 ASCII码
1.2.6 基本逻辑门电路
1.3 Proteus应用简介
1.3.1 ISIS模块应用举例
1.3.2 ARES模块应用举例
本章小结
思考与练习题1
第2章 MCS-51单片机的结构及原理
2.1 MCS-51单片机的结构
2.1.1 MCS-51单片机的内部结构
2.1.2 MCS-51外部引脚及功能
2.2 MCS-51的存储器结构
2.2.1 存储器划分方法
2.2.2 程序存储器
2.2.3 数据存储器
2.3 单片机的复位、时钟与时序
2.3.1 复位与复位电路
2.3.2 时钟电路
2.3.3 单片机时序
2.4 并行I/O口
2.4.1 P1口
2.4.2 P3口
2.4.3 P0口
2.4.4 P2口
本章小结
思考与练习题2
第3章 单片机的C51基础知识
3.1 C51语言概述
3.2 Keil软件开发工具
3.2.1 μVision5的软件界面
3.2.2 μVision5的使用方法
3.3 C51的基本执行语句
3.3.1 表达式语句
3.3.2 选择语句
3.3.3 循环语句
3.3.4 注释语句
3.4 C51的变量
3.4.1 变量概述
3.4.2 变量名
3.4.3 数据类型
3.4.4 存储类型
3.4.5 存储种类
3.5 C51的指针
3.6 C51的数组
3.6.1 一维数组的定义
3.6.2 一维数组的使用
3.6.3 字符数组
3.6.4 二维数组
3.7 C51的函数
3.7.1 函数的基本概念
3.7.2 函数的定义
3.7.3 函数的调用
本章小结
思考与练习题3
第4章 单片机I/O口方式的应用
4.1 C51联合仿真方法
4.2 I/O端口的简单应用
4.2.1 发光二极管与应用编程
4.2.2 数码管静态显示原理与编程
4.3 I/O端口的进阶实践
4.3.1 数码管动态显示原理与编程
4.3.2 行列式键盘原理与编程
本章小结
思考与练习题4
第5章 单片机的中断系统
5.1 中断的概念
5.2 中断控制系统
5.2.1 中断系统的结构
5.2.2 中断控制
5.3 中断处理过程
5.4 中断的编程和应用举例
5.4.1 中断程序设计举例
5.4.2 扩充外部中断源
本章小结
思考与练习题5
第6章 单片机的定时/计数器
6.1 定时/计数器的结构与 工作原理
6.1.1 定时/计数器的基本原理
6.1.2 定时/计数器的结构
6.2 定时/计数器的控制
6.2.1 TMOD寄存器
6.2.2 TCON寄存器
6.3 定时/计数器的工作方式
6.3.1 方式1
6.3.2 方式2
6.3.3 方式0
6.3.4 方式3
6.4 定时/计数器的编程和应用
本章小结
思考与练习题6
第7章 单片机的串行口及应用
7.1 串行通信概述
7.2 MCS-51的串行口控制器
7.2.1 串行口内部结构
7.2.2 串行口控制寄存器
7.3 串行工作方式0及其应用
7.4 串行工作方式1及其应用
7.5 串行工作方式2及其应用
7.6 串行工作方式3及其应用
本章小结
思考与练习题7
第8章 单片机接口技术
8.1 单片机的系统总线
8.1.1 三总线结构
8.1.2 地址锁存原理及实现
8.2 简单并行I/O口扩展
8.2.1 访问扩展端口的软件方法
8.2.2 简单并行输出接口的扩展
8.2.3 简单并行输入接口的扩展
8.3 可编程并行I/O口扩展
8.3.1 8255A的内部结构、引脚及地址
8.3.2 8255A的控制字
8.4 D/A转换与DAC0832应用
8.4.1 DAC0832的工作原理
8.4.2 DAC0832与单片机的接口及编程
8.5 A/D转换与ADC0809应用
8.5.1 逐次逼近式模数转换器的工作原理
8.5.2 ADC0809与单片机的接口及编程
8.6 开关量功率接口技术
8.6.1 开关量功率驱动接口
8.6.2 开关量功率驱动接口应用举例
本章小结
思考与练习题8
第9章 单片机应用系统的设计与开发
9.1 单片机系统的设计开发过程
9.1.1 单片机典型应用系统
9.1.2 单片机应用系统的开发过程
9.2 单片机系统的可靠性技术
9.2.1 硬件抗干扰技术概述
9.2.2 软件抗干扰技术概述
9.3 单片机系统设计开发应用 举例——智能仪器
9.3.1 功能概述
9.3.2 硬件电路设计
9.3.3 软件系统设计
9.3.4 仿真开发过程
9.4 单片机串行扩展单元介绍
9.4.1 串行A/D转换芯片MAX124及应用
9.4.2 串行D/A转换芯片LTC145X及应用
9.4.3 串行E2PROM存储器AT24CXX及应用
9.4.4 字符型液晶显示模块LM1602及应用
9.4.5 串行日历时钟芯片DS1302及应用
本章小结
思考与练习题9
附录A 实验指导
实验1 计数显示器
实验2 指示灯/开关控制器
实验3 指示灯循环控制
实验4 指示灯/数码管的中断控制
实验5 电子秒表显示器
实验6 双机通信及PCB设计
实验7 直流数字电压表设计
实验8 步进电机控制设计
附录B 阅读材料
【阅读材料1】ISIS模块的电路绘图与仿真运行方法
【阅读材料2】在μVision5中创建C51程序的方法
【阅读材料3】C51程序调试方法
【阅读材料4】μVision5与ISIS的联合仿真
【阅读材料5】基于ARES模块的PCB设计方法
【阅读材料6】ISIS中的虚拟信号发生器
【阅读材料7】ISIS中的虚拟仪器
【阅读材料8】步进电机控制方法
附录C 常用的C51标准库函数
参考文献
前 言
“单片机原理及应用”是工科院校普遍开设的一门公共技术基础课，旨在通过对MCS-51单片机的学习，使读者掌握单片机软硬件系统的工作原理以及单片机初级应用系统的开发技能，为以后从事高性能单片机技术应用奠定理论和实践基础。
作者长期从事单片机的教学与科研，曾出版过《单片机原理及应用——基于Proteus和Keil C》教材。该教材进行了两项教学改革：一是将C51定位为单片机基本语言，以能熟练编程、灵活应用为教学目标，而汇编语言只做一般介绍，以能读懂源程序为教学目标；二是将单片机仿真软件Proteus和Keil的用法引入教材，通过实例仿真演示和仿真实验练习，使单片机内容更加丰富生动，具有改善教与学的双向效果。该教材发行后得到了同行与读者认可，入选了“十二五”普通高等教育本科规划教材，获全国电子信息类优秀教材一等奖，并成为单片机类畅销教科书。
不过实践也表明，该教材还是存在一定的局限性。为了兼顾汇编和C51编程语言，教材中两种语言的内容都被压缩很多。由于C51教学起点高，要求读者具有C语言基础，然而从许多学校反馈的信息来看，学生中缺乏C语言基础或C语言已淡忘生疏的情况比较普遍。为保证C51教学效果，任课教师常常不得已采取了取消汇编语言、补充C语言基础知识的做法。
鉴于C51已兼有高级语言和低级语言的特点，在教材中取消汇编语言后，对单片机初学者的影响应该不大。而全面加强C51，为缺少C语言基础的读者提供一个基于C51编程的单片机教材，也不失为一种合理的考虑。这就是作者编写这本《单片机原理及应用（C51语言版）》的初衷。
作为《单片机原理及应用——基于Proteus和Keil C》的姊妹篇，本书在保持原教材结构和风格的基础上，取消了其中的汇编语言内容，将节省的教学时间用于加强C51内容。具体做法是：将执行语句、变量、指针、数组和函数等内容作为C51基本知识集中介绍，中断及端口扩展等与硬件原理密切相关的C51内容则分散到后续章节里介绍。紧随C51基本知识之后，安排了LED控制、独立开关检测、行列式键盘扫描、数码管静态和动态显示等单片机I/O口应用的C51编程实例，以此缩短编程语言与单片机应用的教学时间差。此外，为使读者能掌握新版编译软件的使用方法，书中的C51编译软件版本也由先前的μVision3升级为μVision5。采用上述编写思路形成的这本教材，希望能对读者掌握C51内容、加深对单片机原理及应用的理解有更大的帮助，为今后的工程应用打下扎实基础。
需要说明的是，本书的教学目标之一是解决单片机的C51编程语言问题。由于不是全面介绍C51语言的专著，因而在内容选择上仅考虑了单片机编程所需的基本知识，有关格式输入/输出、文件操作、结构与共用体等不太常用的C51内容并未选入其中。
本书配套课程网站（http://www.51mcu.cn/C51/），可为读者提供多种立体化教学资料，包括PPT讲义、仿真实例课件、阅读材料、实验指南、教学小结、仿真视频、习题及答案、单片机学习软件等。网站采用电脑版和手机版双套方案，读者只需使用上述单一域名，系统就能区分出上网设备并自动切换到相应版本的网页，以获得浏览效果。
本书由林立和张俊亮共同编写完成，汪洋和林一树承担了全书的习题设计与解答工作，田堃和林泽群承担了教材配套网站的设计开发，李杨芳负责全书仿真实例的更新与校核，作者谨向他们表示衷心的感谢。本书出版过程中得到了电子工业出版社的大力支持和帮助，特别是高等教育分社的凌毅编辑做了大量细致的工作，在此谨致以诚挚的谢意。
本教材一定还有许多不妥之处，书中漏误在所难免，殷切地期望读者给予批评指正，联系邮箱[email protected]。
作者长期从事单片机的教学与科研，曾出版过《单片机原理及应用——基于Proteus和Keil C》教材。该教材进行了两项教学改革：一是将C51定位为单片机基本语言，以能熟练编程、灵活应用为教学目标，而汇编语言只做一般介绍，以能读懂源程序为教学目标；二是将单片机仿真软件Proteus和Keil的用法引入教材，通过实例仿真演示和仿真实验练习，使单片机内容更加丰富生动，具有改善教与学的双向效果。该教材发行后得到了同行与读者认可，入选了“十二五”普通高等教育本科规划教材，获全国电子信息类优秀教材一等奖，并成为单片机类畅销教科书。
不过实践也表明，该教材还是存在一定的局限性。为了兼顾汇编和C51编程语言，教材中两种语言的内容都被压缩很多。由于C51教学起点高，要求读者具有C语言基础，然而从许多学校反馈的信息来看，学生中缺乏C语言基础或C语言已淡忘生疏的情况比较普遍。为保证C51教学效果，任课教师常常不得已采取了取消汇编语言、补充C语言基础知识的做法。
鉴于C51已兼有高级语言和低级语言的特点，在教材中取消汇编语言后，对单片机初学者的影响应该不大。而全面加强C51，为缺少C语言基础的读者提供一个基于C51编程的单片机教材，也不失为一种合理的考虑。这就是作者编写这本《单片机原理及应用（C51语言版）》的初衷。
作为《单片机原理及应用——基于Proteus和Keil C》的姊妹篇，本书在保持原教材结构和风格的基础上，取消了其中的汇编语言内容，将节省的教学时间用于加强C51内容。具体做法是：将执行语句、变量、指针、数组和函数等内容作为C51基本知识集中介绍，中断及端口扩展等与硬件原理密切相关的C51内容则分散到后续章节里介绍。紧随C51基本知识之后，安排了LED控制、独立开关检测、行列式键盘扫描、数码管静态和动态显示等单片机I/O口应用的C51编程实例，以此缩短编程语言与单片机应用的教学时间差。此外，为使读者能掌握新版编译软件的使用方法，书中的C51编译软件版本也由先前的μVision3升级为μVision5。采用上述编写思路形成的这本教材，希望能对读者掌握C51内容、加深对单片机原理及应用的理解有更大的帮助，为今后的工程应用打下扎实基础。
需要说明的是，本书的教学目标之一是解决单片机的C51编程语言问题。由于不是全面介绍C51语言的专著，因而在内容选择上仅考虑了单片机编程所需的基本知识，有关格式输入/输出、文件操作、结构与共用体等不太常用的C51内容并未选入其中。
本书配套课程网站（http://www.51mcu.cn/C51/），可为读者提供多种立体化教学资料，包括PPT讲义、仿真实例课件、阅读材料、实验指南、教学小结、仿真视频、习题及答案、单片机学习软件等。网站采用电脑版和手机版双套方案，读者只需使用上述单一域名，系统就能区分出上网设备并自动切换到相应版本的网页，以获得浏览效果。
本书由林立和张俊亮共同编写完成，汪洋和林一树承担了全书的习题设计与解答工作，田堃和林泽群承担了教材配套网站的设计开发，李杨芳负责全书仿真实例的更新与校核，作者谨向他们表示衷心的感谢。本书出版过程中得到了电子工业出版社的大力支持和帮助，特别是高等教育分社的凌毅编辑做了大量细致的工作，在此谨致以诚挚的谢意。
本教材一定还有许多不妥之处，书中漏误在所难免，殷切地期望读者给予批评指正，联系邮箱[email protected]。
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