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商品簡介
序
目次
書摘/試閱
商品簡介
文武松楊貴恒王璐曹龍漢等編著機械工業出版社
全書分為基礎篇、提高篇和精通篇，系統論述了單片機應用系統的開發工具與流程，MCS-51單片機的結構、原理及應用，常用硬件接口的擴展技術，并結合大量實例對單片機綜合應用系統的設計、開發與調試等進行了詳細闡述。
本書內容由淺入深，闡述透徹、清晰，可讀性好，實用性強，適合從事單片機應用技術開發的廣大工程技術人員和單片機愛好者閱讀，也可作為高等院校有關專業單片機原理及應用課程的案例教材和教學參考書。
序
單片機是20世紀70年代中期發展起來的一種大規模集成電路芯片，是集CPU、RAM、ROM、I／O接口和中斷系統等于同一硅片的器件。目前，MCS一51單片機已成為我國最具代表性的主流機型，它擁有的用戶最多、應用最廣、功能最完善。特別是近年來PHⅡuPS、ATMEL和AD等公司推出與之完全兼容的5l系列單片機后，其性能更是如虎添翼。單片機以功能強、體積小、可靠性高和價格便宜等突出優點而受到人們的高度重視，應用領域遍及工業測控、智能儀器儀表、尖端科技、日用家電等許多領域。單片機應用及開發技術已成為工程技術人員不可回避的一項重要技術手段。
為了適應單片機廣泛應用的新形勢和工科院校開設單片機課程的需要，作者結合多年從事單片機應用技術的教學和科研實踐，編寫了這本《單片機實戰寶典一一從入門到精通》，奉獻給廣大讀者。
本書以MCS一5l系列單片機為核心，按照基礎篇、提高篇及精通篇的順序，由淺人深逐步剖析單片機。基礎篇主要對單片機基礎知識、內部功能模塊原理進行介紹；提高篇主要介紹單片機的常用接口擴展原理；精通篇主要介紹了單片機幾種典型應用系統的設計開發過程。在基礎篇和提高篇中，每章的介紹順序都是：先簡要介紹原理和使用方法，再通過實際生產、生活中常用的、針對性強的案例進行詳細介紹，最后對其控制方法和注意事項進行總結概括；在精通篇中，所選應用系統基本涵蓋了單片機的全部應用功能和典型應用技術，系統的設計過程全部按照項目開發流程進行介紹。在每章最后一節“總結交流”中，除對模塊的功能原理及使用方法進行總結外，還對實際應用過程中遇到的常見問題和經驗進行了介紹，供大家在實際運用過程中參考借鑒。
全書共分為14章，第1—7章為基礎篇，第8一l1章為提高篇，第12—14章為精通篇。各章內容安排如下。第l章：主要介紹單片機的概念、發展概況和應用領域；單片機的結構及組成；單片機的最小系統。讓讀者初步了解單片機是什么，基本的運行條件是什么。第2章：主要介紹單片機的開發工具和流程。讓讀者了解如何利用單片機進行項目開發。第3章：簡要介紹單片機的程序設計語言C5l。主要對C5〕的程序結構、基本語法規則以及單片機應用設計過程中的要點進行了介紹．第4—7章：分別對單片機的I／O口、中斷系統、定時／計數器和串行接口進行介紹。先介紹理論，再對每個模塊的每一個功能都舉了一個應用實例，所舉案例比較常見，且功能單一，針對性強，便于初學者掌握。第8章：介紹了單片機存儲器以及I／O口的擴展技術，詳細闡述了外部程序存儲器和數據存儲器的擴展方法、并以并行打印機接口的設計為例，介紹了I／O口的擴展應用。第9章：介紹了鍵盤和顯示器的接口擴展技術。對鍵盤的檢測、矩陣鍵盤的擴展、LED顯示器以及LCD顯示器的原理和應用都進行了詳細的介紹。所舉實例包括：電子密碼鎖，LCD中字符、數字、漢字及圖形的顯示等。第lo章：介紹了幾種單片機常用數據傳輸接口與技術．主要包括I’C總線、SPI總線和l—Wirc總線，在介紹完總線協議后，都舉例進行了詳細闡述。所舉實例包括：接觸式IC卡讀寫器、電子時鐘以及數字溫度計。第11章：介紹模擬量的檢測與輸出技術。主要講解了A／D、D／A轉換器原理和技術指標，并結合應用實例對AD（~0809、DA（〕0832等芯片進行詳細介紹。最后還介紹了采用PwM技術實現D／A轉換的方法。所舉實例包括：數字電壓表、波形發生器等。第12章：介紹直流電動機和步進電動機的單片機控制技術。首先對兩種電動機的內部結構和工作原理進行了簡單介紹，然后分別對直流電動機調速控制、步進電動機的位置和速度控制等進行了詳細闡述。，最后討論了PID控制算法及其在直流電動機調速中的應用。第13章：觸摸屏溫度控制器設計。主要討論了溫度閉環控制系統設計方案、鉑電阻溫度檢測原理、觸摸屏設計方法及無線通信接口設計方法，并給出了硬件電路和軟件設計思路。第14章：汽車防盜報警系統設計。給出了系統設計方案，講解了超聲波測距、GSM模塊接口原理，討論了GSM短信收發、電話撥打與接聽處理方法以及“看門狗”控制技術，給出了硬件電路和軟件設計方法。
本書主要由文武松、楊貴恒、王璐、曹龍漢編著，韋鵬程、張海呈、葉啟睿、張穎超、楊小光、曹均燦、張瑞偉、張建新、馮雪、詹天文、李銳、聶金銅等編寫了部分章節，最后由文武松統稿。在本書的編寫過程中，得到了重慶優步電子科技中心技術總監張淋同志的大力支持與幫助，在此謹向他們表示衷心的感謝！
由于編寫時間倉促和編著者水平有限，書中難免存在疏漏和不妥之處，真誠希望讀者提出寶貴意見。
編者
為了適應單片機廣泛應用的新形勢和工科院校開設單片機課程的需要，作者結合多年從事單片機應用技術的教學和科研實踐，編寫了這本《單片機實戰寶典一一從入門到精通》，奉獻給廣大讀者。
本書以MCS一5l系列單片機為核心，按照基礎篇、提高篇及精通篇的順序，由淺人深逐步剖析單片機。基礎篇主要對單片機基礎知識、內部功能模塊原理進行介紹；提高篇主要介紹單片機的常用接口擴展原理；精通篇主要介紹了單片機幾種典型應用系統的設計開發過程。在基礎篇和提高篇中，每章的介紹順序都是：先簡要介紹原理和使用方法，再通過實際生產、生活中常用的、針對性強的案例進行詳細介紹，最后對其控制方法和注意事項進行總結概括；在精通篇中，所選應用系統基本涵蓋了單片機的全部應用功能和典型應用技術，系統的設計過程全部按照項目開發流程進行介紹。在每章最后一節“總結交流”中，除對模塊的功能原理及使用方法進行總結外，還對實際應用過程中遇到的常見問題和經驗進行了介紹，供大家在實際運用過程中參考借鑒。
全書共分為14章，第1—7章為基礎篇，第8一l1章為提高篇，第12—14章為精通篇。各章內容安排如下。第l章：主要介紹單片機的概念、發展概況和應用領域；單片機的結構及組成；單片機的最小系統。讓讀者初步了解單片機是什么，基本的運行條件是什么。第2章：主要介紹單片機的開發工具和流程。讓讀者了解如何利用單片機進行項目開發。第3章：簡要介紹單片機的程序設計語言C5l。主要對C5〕的程序結構、基本語法規則以及單片機應用設計過程中的要點進行了介紹．第4—7章：分別對單片機的I／O口、中斷系統、定時／計數器和串行接口進行介紹。先介紹理論，再對每個模塊的每一個功能都舉了一個應用實例，所舉案例比較常見，且功能單一，針對性強，便于初學者掌握。第8章：介紹了單片機存儲器以及I／O口的擴展技術，詳細闡述了外部程序存儲器和數據存儲器的擴展方法、并以并行打印機接口的設計為例，介紹了I／O口的擴展應用。第9章：介紹了鍵盤和顯示器的接口擴展技術。對鍵盤的檢測、矩陣鍵盤的擴展、LED顯示器以及LCD顯示器的原理和應用都進行了詳細的介紹。所舉實例包括：電子密碼鎖，LCD中字符、數字、漢字及圖形的顯示等。第lo章：介紹了幾種單片機常用數據傳輸接口與技術．主要包括I’C總線、SPI總線和l—Wirc總線，在介紹完總線協議后，都舉例進行了詳細闡述。所舉實例包括：接觸式IC卡讀寫器、電子時鐘以及數字溫度計。第11章：介紹模擬量的檢測與輸出技術。主要講解了A／D、D／A轉換器原理和技術指標，并結合應用實例對AD（~0809、DA（〕0832等芯片進行詳細介紹。最后還介紹了采用PwM技術實現D／A轉換的方法。所舉實例包括：數字電壓表、波形發生器等。第12章：介紹直流電動機和步進電動機的單片機控制技術。首先對兩種電動機的內部結構和工作原理進行了簡單介紹，然后分別對直流電動機調速控制、步進電動機的位置和速度控制等進行了詳細闡述。，最后討論了PID控制算法及其在直流電動機調速中的應用。第13章：觸摸屏溫度控制器設計。主要討論了溫度閉環控制系統設計方案、鉑電阻溫度檢測原理、觸摸屏設計方法及無線通信接口設計方法，并給出了硬件電路和軟件設計思路。第14章：汽車防盜報警系統設計。給出了系統設計方案，講解了超聲波測距、GSM模塊接口原理，討論了GSM短信收發、電話撥打與接聽處理方法以及“看門狗”控制技術，給出了硬件電路和軟件設計方法。
本書主要由文武松、楊貴恒、王璐、曹龍漢編著，韋鵬程、張海呈、葉啟睿、張穎超、楊小光、曹均燦、張瑞偉、張建新、馮雪、詹天文、李銳、聶金銅等編寫了部分章節，最后由文武松統稿。在本書的編寫過程中，得到了重慶優步電子科技中心技術總監張淋同志的大力支持與幫助，在此謹向他們表示衷心的感謝！
由于編寫時間倉促和編著者水平有限，書中難免存在疏漏和不妥之處，真誠希望讀者提出寶貴意見。
編者
目次
前言
基礎篇
第1章初識單片機
11單片機的發展與應用
111發展概況
112發展趨勢
113應用領域
12單片機的硬件結構
121基本組成
122中央處理器
123引腳功能
124存儲器結構
13單片機最小系統
131電源
132時鐘電路
133復位電路
14總結交流
第2章單片機開發工具與流程
21硬件開發工具Altium Designer
211創建集成元件庫
212原理圖設計
213PCB設計
22軟件開發工具Keil
221工程項目的創建
222項目文件的設置
223編譯與鏈接
23仿真與下載工具
231仿真器
232編程器
233單片機應用系統開發模式
24應用系統開發流程
25總結交流
第3章單片機C語言基礎
31C51語言簡介
311C51程序結構
312數據與數據類型
313常量與變量
314數據存儲類型
315特殊功能寄存器的C51定義
316位變量的C51定義
317運算符與表達式
32C51的流程控制語句
321表達式語句
322復合語句
323條件語句
324開關語句
325循環語句
326跳轉語句
33構造數據
331數組
332指針
333結構
334共用體
335枚舉
34函數與中斷子程序
341函數
342中斷子程序
35總結交流
第4章輸入/輸出端口
41輸入/輸出口工作原理
411P0口
412P1口
413P2口
414P3口
42輸出口的應用——聲光報警
421實例說明
422硬件電路設計
423程序設計
43輸入/輸出口的應用——BCD撥碼開關
431實例說明
432硬件電路設計
433程序設計
44總結交流
第5章中斷系統
51中斷系統的工作原理
511中斷的概念
512中斷的控制
513中斷的響應過程
52外部中斷邊沿觸發方式的應用——簡易紅外報警裝置
521實例說明
522硬件電路設計
523程序設計
53外部中斷電平觸發方式的應用——鍵控LED
531實例說明
532硬件電路設計
533程序設計
54多級中斷程序設計舉例
541設計需求
542初始化子程序設計
543中斷服務程序設計
544主程序設計
55總結交流
第6章定時/計數器
61定時/計數器的工作原理
611定時/計數器的結構
612定時/計數器的控制
613定時/計數器的工作模式
62定時方式的應用——霓虹燈
621實例說明
622硬件電路設計
623程序設計
63計數方式的應用——光電計數器
631實例說明
632硬件電路設計
633程序設計
64門控位的應用——電動機測速
641實例說明
642硬件電路設計
643程序設計
65總結交流
第7章串行通信接口
71串行通信接口的工作原理
711串行通信的基本概念
712串行通信接口的結構
713串行通信接口的工作方式
714波特率的設定方法
72串行接口的應用——人機對話
721實例說明
722硬件電路設計
723程序設計
73串行接口的應用——多機通信
731RS-485串行通信標準
732實例說明
733硬件電路設計
734自定義通信協議
735程序設計
74串行通信的軟件模擬
741設計思路
742串口發送程序設計
743串口接收程序設計
75總結交流
提高篇
第8章存儲器及I/O口的擴展
81單片機外部并行總線結構
811單片機的三總線
812外部總線擴展的基本方法
82外部存儲器的擴展
821程序存儲器的擴展
822數據存儲器的擴展
83并行I/O口擴展原理
831NEC8255芯片介紹
832NEC8255的擴展方法
84并行I/O口擴展應用——打印機接口
841實例說明
842硬件電路設計
843軟件設計
85總結交流
第9章鍵盤與顯示器的擴展
91鍵盤接口原理
911鍵盤實現方法
912鍵盤設計原理
913鍵盤掃描方法
92LED接口原理
9217段數碼管的工作原理
9227段數碼管的控制原理
93鍵盤及顯示器的應用——電子密碼鎖
931實例說明
932硬件電路設計
933軟件設計
941602字符型LCM的應用——數字和字符的顯示
9411602字符型LCM
942實例說明
943硬件電路設計
944軟件設計
9512864點陣型LCM的應用——漢字和圖形的顯示
95112864點陣型LCM
952實例說明
953硬件電路設計
954軟件設計
96總結交流
第10章常用數據傳輸接口與技術
101I2C 總線
1011I2C 總線協議
1012I2C 總線的軟件模擬
1013EEPROM芯片AT24C64
1014AT24C64的應用——接觸式IC卡讀寫器
102SPI總線
1021SPI總線協議
1022SPI總線的軟件模擬
1023時鐘芯片DS1302
1024DS1302的應用——電子時鐘
1031-Wire總線
10311-Wire總線器件簡介
10321-Wire總線協議
10331-Wire總線的軟件模擬
1034數字溫度傳感器DS18B20
1035DS18B20的應用——數字溫度計
104總結交流
第11章A/D與D/A接口的擴展
111A/D轉換器概述
1111A/D轉換器的轉換原理
1112A/D轉換器的主要性能指標
112ADC0809的應用——數字電壓表
1121A/D轉換芯片ADC0809
1122實例說明
1123硬件電路設計
1124軟件設計
113D/A轉換器概述
1131D/A轉換器的轉換原理
1132D/A轉換器的主要技術指標
114DAC0832的應用——波形發生器
1141D/A轉換芯片DAC0832
1142實例說明
1143硬件電路設計
1144軟件設計
115基于PWM技術的D/A轉換器設計
1151設計原理
1152實例說明
1153硬件電路設計
1154軟件設計
116總結交流
精通篇
第12章電動機的單片機控制
121直流電動機概述
1211直流電動機的工作原理
1212直流電動機的轉速
1213直流電動機的特性曲線
122直流電動機的控制原理
1221直流電動機的驅動方法
1222直流電動機的轉速檢測
1223直流電動機的控制方法
1224直流電動機的單片機控制實例
123步進電動機概述
1231步進電動機的工作機理
1232步進電動機的工作方式
124步進電動機的控制原理
1241步進電動機的控制方案
1242步進電動機的位置控制
1243步進電動機的速度控制
125總結交流
第13章觸摸屏溫度控制器設計
131方案設計
1311系統功能要求
1312系統結構及工作原理
132主要器件介紹
1321溫度傳感器——鉑電阻PT100
132216位A/D轉換器ADS1110
1323智能彩色液晶顯示器YD-511A
1324電阻式觸摸屏
1325觸摸屏控制器ADS7846
1326無線通信模塊PTR4000
133硬件電路設計
1331主控電路
1332溫度檢測電路
1333無線通信接口電路
1334人機界面接口電路
134軟件設計
1341溫度檢測與處理
1342觸摸屏坐標定位算法
1343人機界面設計
1344無線通信接口設計
135系統調試
136總結交流
第14章汽車防盜報警系統設計
141方案設計
1411系統主要功能
1412系統結構及工作原理
142主要器件介紹
1421超聲波傳感器
1422GSM模塊TC35i
1423看門狗芯片MAX813L
143硬件電路設計
1431主控電路
1432超聲波測距電路
1433GSM模塊TC35i外圍電路
1434斷油控制電路
1435電源電路
144軟件設計
1441系統軟件處理流程
1442超聲波測距原理
1443入侵檢測程序
1444GSM短信規約
1445短信收發處理程序
1446電話處理程序
1447看門狗控制
145系統調試
146總結交流
附錄
附錄AMCS-51系統單片機的指令表
附錄BC語言和匯編語言的混合編程
附錄C8051單片機的頭文件
附錄D常用ASCII碼表
參考文獻
書摘/試閱
基礎篇
第1章 初識單片機
單片微型計算機（SinglcChipMicrocomputer）簡稱“單片機”，是將中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（Random．AccessMemory，RAM）、只讀存儲器（RcadOnlyMemo．rY，ROM）、定時／計數器、中斷系統及多種I／O接口集成到一塊硅芯片上而構成的微型計算機。它具有集成度高、體積小、功能強、使用靈活、價格低廉、穩定可靠等特點，且特別適用于控制領域，故又稱為“微控制器”。
本章將對單片機的發展歷史、應用領域作簡要介紹，重點闡述單片機的硬件結構、最小系統實現方法。L衛單片機的發展與應用
單片機作為微型計算機的一個重要分支，應用很廣，發展也很快。自20世紀70年代誕生以來，世界上單片機的生產廠商已達到幾十家，型號也有數百種。從各種新型單片機的性能上看，單片機正朝著功能更強、速度更快、功耗更低的方向發展。1．L丑發展概況
以Intel公司的8位單片機的推出作為起點，單片機的發展過程可分為單片機形成、單片機性能完善、微控制器形成及微控制器全面發展4個階段。
L單片機形成階段（工976~亞978年）
這一階段主要探索如何把計算機的主要部件集成在單片芯片上，以Ⅱntel公司推出的MCS一48系列單片機為代表．這一階段的單片機產品還有Motorola公司的M6801系列、Zilg公司的Z8系列等。
2．單片機性能完善階段（1978-1982年）
這一階段的單片機以Intel公司MCS-51系列為代表，其技術特點是完善了外部總線，確立了單片機的控制功能。具體表現如下：
1）設置了經典的8位單片機的總線結構，包括8位數據總線、16位地址總線、控制總線。
2）增加了多種CPU外圍功能單元，如：串行通信接口、多級中斷處理單元、16位定時／計數器等；同時，片內RAM和ROM的容量也有所增大。
3）指令系統趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。
……
第1章 初識單片機
單片微型計算機（SinglcChipMicrocomputer）簡稱“單片機”，是將中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（Random．AccessMemory，RAM）、只讀存儲器（RcadOnlyMemo．rY，ROM）、定時／計數器、中斷系統及多種I／O接口集成到一塊硅芯片上而構成的微型計算機。它具有集成度高、體積小、功能強、使用靈活、價格低廉、穩定可靠等特點，且特別適用于控制領域，故又稱為“微控制器”。
本章將對單片機的發展歷史、應用領域作簡要介紹，重點闡述單片機的硬件結構、最小系統實現方法。L衛單片機的發展與應用
單片機作為微型計算機的一個重要分支，應用很廣，發展也很快。自20世紀70年代誕生以來，世界上單片機的生產廠商已達到幾十家，型號也有數百種。從各種新型單片機的性能上看，單片機正朝著功能更強、速度更快、功耗更低的方向發展。1．L丑發展概況
以Intel公司的8位單片機的推出作為起點，單片機的發展過程可分為單片機形成、單片機性能完善、微控制器形成及微控制器全面發展4個階段。
L單片機形成階段（工976~亞978年）
這一階段主要探索如何把計算機的主要部件集成在單片芯片上，以Ⅱntel公司推出的MCS一48系列單片機為代表．這一階段的單片機產品還有Motorola公司的M6801系列、Zilg公司的Z8系列等。
2．單片機性能完善階段（1978-1982年）
這一階段的單片機以Intel公司MCS-51系列為代表，其技術特點是完善了外部總線，確立了單片機的控制功能。具體表現如下：
1）設置了經典的8位單片機的總線結構，包括8位數據總線、16位地址總線、控制總線。
2）增加了多種CPU外圍功能單元，如：串行通信接口、多級中斷處理單元、16位定時／計數器等；同時，片內RAM和ROM的容量也有所增大。
3）指令系統趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。
……
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