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目次
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本書共分7章，并附有相關實驗。主要內容為MCS-51單片機的基本結構及其原理、單片機的匯編指令系統與程序初步設計、單片機中斷、定時與計數原理、單片機系統的擴展應用、單片機工業控制應用及相關實驗等。
本書前3章闡述單片機內部結構機理和匯編語言的基礎知識，第4、5章側重于單一功能的單片機應用系統知識介紹，第6章講述比較復雜的單片機應用系統，第7章側重論述單片機應用系統的開發方法和手段，以及相關注意問題。每一章后附有習題，以供練習和復習用。
本書在實驗中加入相關參考程序，可提高對單片機匯編指令的運用能力。
名人/編輯推薦
《單片機原理與應用(第3版)》可用作電氣自動化專業及其他相關專業的教材，還可供相關人員參考使用。
目次
緒論
0.1單片機的技術發展階段
0.2單片機的技術發展趨勢
0.3單片機的應用系統模式
0.3.1單片機應用系統的結構
O.3.2單片機的種類
O.4本課程的性質、內容、任務和要求
第1章微型計算機基礎知識
1.1微型計算機數制及其轉換
1.1.1微型計算機的數制
1.1.2微型計算機不同數制間數的轉換
1.1.3二進制數和十六進制數的運算
1.2碼制
1.2.1英文字符的表示方法——ASCII碼
1.2.2BCD碼（二進制編碼的十進制數）
1.2.3計算機中帶符號數的表示方法
1.3單片機組成原理
1.3.1單片機的基本結構
1.3.2單片機的基本工作原理
1.4單片機發展概況
1.4.1單片機及其特點
1.4.2單片機技術現狀及將來發展趨勢
1.4.3增強型MCS—51單片機芯片特征
本章小結
習題
第2章MCS—51單片機的基本結構及原理
2.1MCS—51系列單片機的內部結構
2.2MCS—51單片機的引腳及功能
2.3輸入／輸出（I／O）口內部結構及使用
2.3.1P1口內部結構及使用
2.3.2P0口內部結構及使用
2.3.3P2口內部結構及使用
2.3.4P3口內部結構及使用
2.3.5L／0口負載能力
2.3.6讀鎖存器和讀引腳指令
2.4存儲器系統
2.4.1程序存儲器
2.4.2片內數據存儲器
2.4.3外部數據存儲器
2.5操作時序
2.5.1對外部程序存儲器的讀操作時序
2.5.2外部數據存儲器讀寫時序
2.5.36時鐘／機器周期模式下的時序
本章小結
習題
第3章MCS—51單片機的指令系統
3.1指令格式
3.1.1指令的格式
3.1.2指令的分類
3.1.3指令的存放空間
3.1.4指令常用的縮寫符號說明
3.2尋址方式
32.1立即尋址
3.2.2直接尋址
3.2.3寄存器尋址
3.2.4寄存器間接尋址
3.2.5變址尋址
3.2.6位尋址
3.2.7相對尋址
3.3數據傳送指令
3.3.1內部數據傳送指令（15條）
3.3.2外部數據傳送指令（7條）
3.33堆棧操作指令（2條）
3.3.4數據交換指令（4條）
3.4算術運算指令
3.4.1加法指令（14條）
3.4.2減法指令（8條）
3.4.3乘法指令（1條）
3.4.4除法指令（1條）
3.5邏輯運算和環移指令
3.5.1邏輯運算指令（20條）
3.5.2環移指令（5條）
3.6位操作指令
3.6.1位變量傳送指令（2條）
3.6.2位變量修改指令（6條）
3.6.3位變量邏輯操作指令（4條）
3.7控制轉移指令
3.7.1無條件轉移指令（4條）
3.7.2條件轉移指令（13條）
3.8調用和返回指令
3.8.1調用和返回過程
3.8.2調用指令（2條）
3.8.3返回指令（2條）
3.8.4空操作指令（1條）
3.9偽指令
3.10匯編語言程序設計
3.10.1程序設計的語言
3.10.2程序設計的步驟
3.10.3程序設計舉例
3.10.4編程軟件使用
本章小結
實驗數據傳送實驗
習題
第4章中斷控制、定時／計數器
4.1中斷概述
4.1.1中斷的定義和作用
4.1.2中斷源
4.1.3中斷系統的組成
4.1.4中斷的響應過程
4.2MCS—51單片機的中斷系統
4.2.1MCS—51中斷系統的結構
4.2.2MCS—51的中斷源和中斷請求標志
4.2.3MCS一51對中斷允許和中斷優先級的控制
4.24MCS—51對中斷的響應過程及中斷系統的初始化
4.3MCS—51對外部中斷源的應用及擴展
4.3.1MCS—51對外部中斷源的應用
4.3.2MCS—51對外部中斷源的擴展
4.4定時／計數器的功能及應用
4.4.1定時／計數器功能概述
4.4.2MCS—51內部定時／計數器的結構及其控制
4.4.3MCS—51內部定時／計數器的工作方式
4.4.4MCS—51對內部定時／計數器的初始化
4.4.5應用舉例
本章小結
實驗一定時器實驗
實驗二外部中斷實驗
習題
第5章MCS—51單片機系統組成及擴展應用
5.1MCS—51單片機最小應用系統的構成
5.1.1單片機的時鐘電路
5.1.2單片機的復位電路
5.2MCS—51單片機的外部存儲器的擴展
5.2.1MCS—5l系列單片機的片外總線結構
5.2.2MCS—5l系列單片機的系統擴展能力
5.2.3MCS—5l系列單片機常用存儲器擴展芯片
5.2.4存儲器的擴展
5.3MCS一5l單片機并行I／O接口的擴展
5.3.1通過鎖存器、觸發器的L／0口擴展電路
5.3.2利用串入并出及并入串出芯片擴展L／O口
5.3.3利用8155／8156可編程L／0芯片擴展MCS—51的I／0口
5.4MCS一51單片機的串行接口
5.4.1串行通信概念
5.42MCS—51單片機串行通信口控制及初始化
54.3串行口工作方式及應用
5.4.4幀錯誤檢測及應用
5.5MCS—5l與A／D和D／A的接口
5.51A／D轉換器及接口技術
5.5.2D／A轉換器及接口技術
5.6MCS—51與LED／鍵盤的接口
5.6.1IJED數碼顯示器接口電路
5.6.2IJED點陣顯示器及其接口電路
5.6.3鍵盤電路形式
56.4鍵盤按鍵編碼
5.6.5鍵盤監控方式
本章小結
實驗一外部數據程序存儲器實驗
實驗二外部數據存儲器擴展實驗
實驗三單片機串行口通信實驗
實驗四DAc0832D／A轉換實驗
實驗五靜態串行顯示實驗
實驗六查詢式鍵盤實驗
實驗七陣列式鍵盤實驗
習題
第6章單片機控制實際應用
6.1水塔水位控制系統
6.1.1水塔水位控制系統功能
6.1.2系統的硬件組成
6.1.3軟件系統
6.2車刀架伺服系統的控制
621普通臥式車床的傳動系統
6.2.2數控改造后車刀架的伺服控制系統
6.2.3MCS—51單片機控制的硬件系統
6.2.4車刀架伺服系統軟件設計
6.3直冷式電冰箱的控制系統
6.3.1直冷式電冰箱的工作原理及控制要求
6.3.2電冰箱控制系統硬件電路
6.3.3電冰箱控制系統程序
6.4剪切機的控制系統
6.4.1自動剪切機工作過程
64.2單片機硬件設計
6.4.3軟件設計
本章小結
習題
第7章微機控制系統的開發與仿真
7.1單片機應用系統開發過程
7.1.1總體設計
7.1.2硬件設計
7.1.3資源分配
7.2單片機開發工具及選擇
7.21仿真器
7.2.2其他工具
7.3系統可靠性設計
731硬件可靠性設計
7.3.2系統自診斷技術
7.3.3系統抗干擾性能
本章小結
習題
附錄一MCS—51指令表
附錄二ASCII對照表
參考文獻
0.1單片機的技術發展階段
0.2單片機的技術發展趨勢
0.3單片機的應用系統模式
0.3.1單片機應用系統的結構
O.3.2單片機的種類
O.4本課程的性質、內容、任務和要求
第1章微型計算機基礎知識
1.1微型計算機數制及其轉換
1.1.1微型計算機的數制
1.1.2微型計算機不同數制間數的轉換
1.1.3二進制數和十六進制數的運算
1.2碼制
1.2.1英文字符的表示方法——ASCII碼
1.2.2BCD碼（二進制編碼的十進制數）
1.2.3計算機中帶符號數的表示方法
1.3單片機組成原理
1.3.1單片機的基本結構
1.3.2單片機的基本工作原理
1.4單片機發展概況
1.4.1單片機及其特點
1.4.2單片機技術現狀及將來發展趨勢
1.4.3增強型MCS—51單片機芯片特征
本章小結
習題
第2章MCS—51單片機的基本結構及原理
2.1MCS—51系列單片機的內部結構
2.2MCS—51單片機的引腳及功能
2.3輸入／輸出（I／O）口內部結構及使用
2.3.1P1口內部結構及使用
2.3.2P0口內部結構及使用
2.3.3P2口內部結構及使用
2.3.4P3口內部結構及使用
2.3.5L／0口負載能力
2.3.6讀鎖存器和讀引腳指令
2.4存儲器系統
2.4.1程序存儲器
2.4.2片內數據存儲器
2.4.3外部數據存儲器
2.5操作時序
2.5.1對外部程序存儲器的讀操作時序
2.5.2外部數據存儲器讀寫時序
2.5.36時鐘／機器周期模式下的時序
本章小結
習題
第3章MCS—51單片機的指令系統
3.1指令格式
3.1.1指令的格式
3.1.2指令的分類
3.1.3指令的存放空間
3.1.4指令常用的縮寫符號說明
3.2尋址方式
32.1立即尋址
3.2.2直接尋址
3.2.3寄存器尋址
3.2.4寄存器間接尋址
3.2.5變址尋址
3.2.6位尋址
3.2.7相對尋址
3.3數據傳送指令
3.3.1內部數據傳送指令（15條）
3.3.2外部數據傳送指令（7條）
3.33堆棧操作指令（2條）
3.3.4數據交換指令（4條）
3.4算術運算指令
3.4.1加法指令（14條）
3.4.2減法指令（8條）
3.4.3乘法指令（1條）
3.4.4除法指令（1條）
3.5邏輯運算和環移指令
3.5.1邏輯運算指令（20條）
3.5.2環移指令（5條）
3.6位操作指令
3.6.1位變量傳送指令（2條）
3.6.2位變量修改指令（6條）
3.6.3位變量邏輯操作指令（4條）
3.7控制轉移指令
3.7.1無條件轉移指令（4條）
3.7.2條件轉移指令（13條）
3.8調用和返回指令
3.8.1調用和返回過程
3.8.2調用指令（2條）
3.8.3返回指令（2條）
3.8.4空操作指令（1條）
3.9偽指令
3.10匯編語言程序設計
3.10.1程序設計的語言
3.10.2程序設計的步驟
3.10.3程序設計舉例
3.10.4編程軟件使用
本章小結
實驗數據傳送實驗
習題
第4章中斷控制、定時／計數器
4.1中斷概述
4.1.1中斷的定義和作用
4.1.2中斷源
4.1.3中斷系統的組成
4.1.4中斷的響應過程
4.2MCS—51單片機的中斷系統
4.2.1MCS—51中斷系統的結構
4.2.2MCS—51的中斷源和中斷請求標志
4.2.3MCS一51對中斷允許和中斷優先級的控制
4.24MCS—51對中斷的響應過程及中斷系統的初始化
4.3MCS—51對外部中斷源的應用及擴展
4.3.1MCS—51對外部中斷源的應用
4.3.2MCS—51對外部中斷源的擴展
4.4定時／計數器的功能及應用
4.4.1定時／計數器功能概述
4.4.2MCS—51內部定時／計數器的結構及其控制
4.4.3MCS—51內部定時／計數器的工作方式
4.4.4MCS—51對內部定時／計數器的初始化
4.4.5應用舉例
本章小結
實驗一定時器實驗
實驗二外部中斷實驗
習題
第5章MCS—51單片機系統組成及擴展應用
5.1MCS—51單片機最小應用系統的構成
5.1.1單片機的時鐘電路
5.1.2單片機的復位電路
5.2MCS—51單片機的外部存儲器的擴展
5.2.1MCS—5l系列單片機的片外總線結構
5.2.2MCS—5l系列單片機的系統擴展能力
5.2.3MCS—5l系列單片機常用存儲器擴展芯片
5.2.4存儲器的擴展
5.3MCS一5l單片機并行I／O接口的擴展
5.3.1通過鎖存器、觸發器的L／0口擴展電路
5.3.2利用串入并出及并入串出芯片擴展L／O口
5.3.3利用8155／8156可編程L／0芯片擴展MCS—51的I／0口
5.4MCS一51單片機的串行接口
5.4.1串行通信概念
5.42MCS—51單片機串行通信口控制及初始化
54.3串行口工作方式及應用
5.4.4幀錯誤檢測及應用
5.5MCS—5l與A／D和D／A的接口
5.51A／D轉換器及接口技術
5.5.2D／A轉換器及接口技術
5.6MCS—51與LED／鍵盤的接口
5.6.1IJED數碼顯示器接口電路
5.6.2IJED點陣顯示器及其接口電路
5.6.3鍵盤電路形式
56.4鍵盤按鍵編碼
5.6.5鍵盤監控方式
本章小結
實驗一外部數據程序存儲器實驗
實驗二外部數據存儲器擴展實驗
實驗三單片機串行口通信實驗
實驗四DAc0832D／A轉換實驗
實驗五靜態串行顯示實驗
實驗六查詢式鍵盤實驗
實驗七陣列式鍵盤實驗
習題
第6章單片機控制實際應用
6.1水塔水位控制系統
6.1.1水塔水位控制系統功能
6.1.2系統的硬件組成
6.1.3軟件系統
6.2車刀架伺服系統的控制
621普通臥式車床的傳動系統
6.2.2數控改造后車刀架的伺服控制系統
6.2.3MCS—51單片機控制的硬件系統
6.2.4車刀架伺服系統軟件設計
6.3直冷式電冰箱的控制系統
6.3.1直冷式電冰箱的工作原理及控制要求
6.3.2電冰箱控制系統硬件電路
6.3.3電冰箱控制系統程序
6.4剪切機的控制系統
6.4.1自動剪切機工作過程
64.2單片機硬件設計
6.4.3軟件設計
本章小結
習題
第7章微機控制系統的開發與仿真
7.1單片機應用系統開發過程
7.1.1總體設計
7.1.2硬件設計
7.1.3資源分配
7.2單片機開發工具及選擇
7.21仿真器
7.2.2其他工具
7.3系統可靠性設計
731硬件可靠性設計
7.3.2系統自診斷技術
7.3.3系統抗干擾性能
本章小結
習題
附錄一MCS—51指令表
附錄二ASCII對照表
參考文獻
書摘/試閱
BIT為位地址賦值偽指令，用于給符號形式的位地址賦值。該語句的功能是把BIT右邊的位地址賦給左邊的字符名稱。因此，BIT語句定義過的字符名稱是一個符號位地址。
8.匯編結束偽指令
格式：END
該偽指令指出結束匯編，即使后面還有指令，匯編程序也不進行處理。
3.10匯編語言程序設計
單片機的控制作用是將手動控制轉變為自動控制，例如，街口紅綠燈的定時轉換控制，采用單片機控制就十分簡單。主要的工作有：一是硬件連接，將燈的電路通過接口電路與單片機的輸入／輸出（I／O）口連接；二是用匯編語言編寫程序；三是將匯編語言程序翻譯成目標程序，并通過鍵盤輸入目標程序；四是運行調試。所以，程序設計是在硬件基礎上的軟件設計。本節介紹程序設計步驟及一般的程序結構。
3.10.1 程序設計的語言
1.機器語言
能被單片機識別和執行的語言稱為機器語言，指令中的操作碼、操作數均為二進制碼。用機器語言編寫的程序就是目標程序。但是，機器語言不易懂，不好記憶，容易出錯，編制程序有很大困難。
2.匯編語言
用助記符寫成指令的語言形式，為匯編語言。匯編語言一方面反映了指令操作含義，比機器語言便于理解和記憶，另一方面又與指令代碼（機器碼）一一對應，通過匯編程序的編譯也能為機器所接受。所以單片機程序設計常使用匯編語言。
3.10.2程序設計的步驟
1.分析問題
明確所要解決的問題或要完成的任務。
2.確定算法
根據實際問題的要求和指令系統的特點，決定采用的計算公式和計算方法。算法是進行程序設計的依據，決定了程序的正確性和程序的質量。算法不僅僅是計算方法和公式，還包括邏輯推理等過程，常見的算法有排序算法、查找算法及遞歸、遞推性、回溯等特殊算法。
3.畫出程序流程圖
根據選擇的算法，制訂出運算的步驟和順序，把運算過程畫成程序流程圖，以便閱讀、理解程序，查找差錯。程序流程圖又稱程序框圖，由一些有向線段和各種框形符號組成。
4.編寫程序
根據程序流程圖和指令系統，編寫出匯編語言程序，再經編譯，成為機器語言的目標程序。將匯編語言程序轉換成目標程序的過程稱為匯編。如果編程人員通過查指令表完成這一過程，就稱為手工匯編；如果通過軟件在仿真器或計算機上進行匯編則稱為機器匯編。
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