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单片微机原理及应用

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基本信息

作者：周伟刘易
丛书名： 21世纪高等院校电子信息类本科规划教材
出版社：机械工业出版社
ISBN：9787111460206
上架时间：2014-5-9
出版日期：2014 年5月
开本：16开
页码：249
版次：1-1
所属分类：
计算机 > 计算机组织与体系结构 > 单片计算机
 教材 > 计算机教材 > 本科/研究生 > 计算机专业教材 > 计算机专业课程 > 单片机及嵌入式计算机

【插图】

编辑推荐

单片微机原理及应用
周伟刘易等编著
本书详尽地介绍了MCS-51系列8位单片机的硬件结构、指令系统、汇编语言程序设计、C51程序设计以及二者混合编程、系统功能扩展、单片机系统设计方法及应用实例，最后介绍了国内几款高性能单片机的类型及其基本特征。本书共分10章，内容由浅入深，叙述循序渐进。同时书中各章节均配备了习题以巩固学生所学的知识。本书可用作高等院校电子信息类等专业单片机课程的教材，也可供从事单片机开发应用的技术人员阅读、参考。
本书特色
按照“硬件结构→软件系统→接口设计”的顺序，内容由浅入深，叙述循序渐进。在“硬件结构”上，着墨较多，明确单片机硬件框架的重要性，这是后续内容的骨架；在“软件系统”上，虽然介绍了汇编语言程序，但做到“点到为止”，授课中以C51语言程序为主；在“接口设计”上，既介绍传统接口扩展的设计，也选取新器件、新技术和新成果等知识，例如，电压DAC器件的应用和Cortex M3系列单片机的知识。

内容简介

书籍
计算机书籍
《单片微机原理及应用》详尽地介绍了MCS-51系列8位单片机的硬件结构、指令系统、汇编语言程序设计、C51程序设计、系统功能扩展、单片机系统设计方法及应用实例，最后介绍了国内几款高性能的单片机。本书共分10章，内容由浅入深，叙述循序渐进。同时书中各章节均配备了习题，以巩固学生所学的知识。

《单片微机原理及应用》可用作高等院校电子信息类等专业《单片微机原理及应用》课程的教材，也可供从事单片机开发应用的技术人员阅读、参考。

《单片微机原理及应用》
教学建议
前言
第1章　单片机基础1
1.1　概述1
1.1.1　单片机的产生和发展1
1.1.2　单片机的应用2
1.2　MCS-51单片机基本结构3
1.2.1　MCS-51单片机系列3
1.2.2　MCS-51系列单片机内部结构3
1.2.3　MCS-51系列单片机外部引脚5
1.3　中央处理器CPU6
1.3.1　运算部件6
1.3.2　控制部件7
1.3.3　CPU时序8
1.3.4　CPU复位10
1.3.5　布尔处理器11
1.4　MCS-51单片机存储器结构11
1.4.1　MCS-51单片机存储器分类及配置11
1.4.2　程序存储器11

↓展开全部内容

前言

　　单片微机的全称是单片微型计算机，简称单片机，也称为微控制器（MCU）。
　　随着电子技术的飞速发展和社会需求的不断增长，单片机在更加广泛的领域内得到了应用，并且有着稳定增长的市场。而且可以看到，Flash技术、在线可编程、高速度、低功耗、低价格、大规模集成是单片机的发展方向。目前，在众多单片机生产厂家推出的产品系列中已经出现了16位和32位的高端单片机，但是8位单片机仍然是嵌入式应用领域的主流机型。
　　Atmel公司是全球著名的半导体公司之一。20世纪90年代初，Atmel率先将MCS-51内核与Flash技术相结合，推出了片内带有程序存储器的AT89系列单片机，成为单片机发展历程中重要的里程碑之一。21世纪初，Atmel又推出了具备在系统编程（In-System Programmable，ISP）功能的AT89S系列单片机。目前，Atmel推出的单片机产品系列中既包括基于MCS-51内核的单片机，也包括全新配置的精简指令集（RISC）单片机，简称AVR系列单片机（Advanced RISC）。鉴于此，本书以Atmel公司的AT89系列8位单片机作为教学对象，既方便了课堂教学，也注重了实际应用。
　　随着仪器智能化程度的提高和单片机技术自身的进步，可以看到，单片机技术必将在更广泛的领域内得到应用。掌握单片机系统设计的软硬件技术对于从事电子系统设计和仪器仪表研发等工作的专业技术人员是必不可少的。本书以MCS-51系列8位单片机为架构，详细介绍了单片机的硬件结构、指令系统、汇编语言程序设计、C51程序设计以及二者混合编程、系统功能扩展、单片机系统设计方法及应用实例，最后介绍了国内几款高性能的单片机。
　　本书具有以下特点：
　　1）针对嵌入式应用领域的主流机型，以MCS-51系列的8位单片机作为内容介绍的基础。它是初学者新接触单片机的基础以及后续学习其他类型单片机的铺垫，也是众多单片机应用领域的首选机型。
　　2）按照“硬件结构→软件系统→接口设计”纲领，内容由浅入深，叙述循序渐进。在“硬件结构”上，着墨较多，明确单片机硬件框架重要性，是后续内容的骨架；在“软件系统”上，虽然介绍了汇编语言程序，但做到“点到为止”，授课中以C51语言程序为主；在“接口设计”上，既介绍传统接口扩展的设计，也选取新器件、新技术和新成果等知识，例如，介绍电压DAC器件的应用和Cortex M3系列单片机知识。
　　3）各章节均附有讲授重点和习题，适宜自学和教学。
　　本书共分10章。第1章介绍MCS-51系列单片机的硬件结构。第2章介绍MCS-51系列单片机的寻址方式、指令系统和伪指令。第3章讲述汇编语言程序设计。第4章介绍单片机内部功能部件的应用知识。第5章介绍单片机系统的I/O扩展和存储器扩展。第6章介绍显示器接口、键盘接口、D/A和A/D转换接口等硬件电路和软件设计。第7章讲述单片机应用系统设计与开发。第8章介绍单片机C语言基础和C51语言与汇编语言混合编程的方法。第9章介绍几种典型的单片机。第10章介绍SMALL RTOS51原理及应用。
　　本书第1章、第2章、7.1～7.3节和9.2节由周伟编写；第3章、7.4节和第10章由任家富编写；第4章、第5章、9.4节由刘易编写；第8章由周建斌编写；第6章由周伟和丁卫撑共同完成；9.1节和9.3节由丁卫撑编写。全书由周伟、刘易统稿。
　　本书第1版于2007年7月出版。七年来，经过教学和科研上的实践检验，同时也在四川省“单片微机原理及应用”精品课程建设中，本书新版得以完善和提高。继承第1版在基础知识上阐述详细和易学易懂的优势，针对近年来单片机应用的新技术、新器件和新成果，本书新版重点对接口技术扩展内容进行了调整，增加了电压输出型D/A转换器和积分A/D转换器的应用等内容，删除了并口扩展芯片8255A和键盘接口芯片8279等内容。同时，本书新版也对第1版中的文字编排错误一并进行了修订。因成书时间仓促，加之水平有限，错误之处在所难免，诚请广大读者指正，以便再版时予以修订。
　　最后，本书编写过程中得到了成都理工大学核技术与自动化工程学院的领导和老师，以及机械工业出版社王颖和谢晓芳的支持与帮助，在此表示衷心感谢！
　　

媒体评论

　　本课程是“仪器仪表类”与“电子工程类”等本科专业的重要基础课程之一，是培养电气工程、自动化、测控技术、电子信息工程技术与通信工程技术人才的重要专业基础课。本书详尽地介绍了MCS-51系列8位单片机的硬件结构、指令系统、汇编语言程序设计、C51程序设计以及二者混合编程、系统功能扩展、单片机系统设计方法及应用实例，最后介绍了国内几款高性能单片机的类型及其基本特征。本书共分10章，内容由浅入深，叙述循序渐进，服务教学及应用。同时书中各章节均配备了习题以巩固学生所学的知识。本书可用作高等院校电子信息类等专业《单片微机原理及应用》课程的教材，也可供从事单片机开发应用的技术人员阅读、参考。
　　本书具有以下特点：
　　1. 针对嵌入式应用领域的主流机型，以MCS-51系列的8位单片机作为内容介绍的基础。它是初学者新接触单片机的基础以及后续学习其他类型单片机的铺垫，也是众多单片机应用领域的首选机型。
　　2. 按照“硬件结构→软件系统→接口设计”纲领，内容由浅入深，叙述循序渐进。“硬件结构”上，着墨较多，明确单片机硬件框架重要性，是后续内容的骨架；“软件系统”上，虽然介绍了汇编语言程序，但做到“点到为止”，授课中以C51语言程序为主；“接口设计”上，既介绍传统接口扩展的设计，也选取新器件、新技术和新成果等知识，例如介绍电压DAC器件的应用和Cortex M3系列单片机知识。
　　3. 各章节均附有讲授重点和设计练习，适宜自学和教学。
　　

书摘

　　第1章单片机基础
　　【本章要点】
　　单片机定义。
　　MCS-51系列单片机基本配置、内部结构、引脚定义与I/O引脚结构。
　　MCS-51系列单片机存储器结构。
　　1.1概述
　　20世纪80年代，Intel公司首先推出了8051单片机，至今已有20多年的历史。目前，单片机以其体积小，质量轻，抗干扰能力强，对环境要求低，高性价比和可靠性，易于开发等优点，广泛应用于工业控制、数据采集、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、军工产品、电力电子、机电一体化设备等领域。并且可以看到，随着电子技术的发展和市场对产品功能和性能要求的不断提高，Flash技术、在线可编程、高速度、低功耗、低价格、大规模集成是单片机的发展方向。
　　单片微机的全称是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），简称单片机，也称为微控制器（Micro-Controller Unit，MCU）。它在一块半导体芯片上集成了中央处理器CPU、存储器（RAM、ROM和EPROM）、各种I/O接口电路（并行接口和串行接口）、定时器/计数器和中断控制器等功能部件。
　　1.1.1单片机的产生和发展
　　单片机出现的历史不算短，但是近十年的发展十分迅速。它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步，自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器以来，它的发展到目前为止大致可分为5个阶段。
　　第1阶段（1971～1976年）：单片机发展的初级阶段。1971年11月，Intel公司首先设计出单芯片内集成2000只晶体管的4位微处理器Intel 4004，并配有RAM、ROM和移位寄存器，构成了第一台MCS-4微处理器，而后又推出了8位微处理器Intel 8008，以及其他公司相继推出的8位微处理器。它们虽说还不是单片机，但从此拉开了研制单片机的序幕。
　　第2阶段（1976～1980年）：低性能单片机阶段。以1976年Intel公司推出的MCS-48系列为代表，采用将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时器/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构，虽然其寻址范围有限（不大于4KB），也没有串行口，RAM和ROM容量小，中断系统也较简单，但功能可满足一般工业控制和智能化仪器仪表等的要求。这种采用将CPU与计算机外围电路集成到一块芯片上的技术，标志着单片机与通用CPU发展方向的分离，在构成新型工业微控制器方面取得了成功，为进一步发展单片机开辟了成功之路。
　　第3阶段（1980～1983年）：高性能单片机阶段。这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口，有多级中断处理系统，多个16位定时器/计数器。片内RAM和ROM的容量加大，且寻址范围可达64KB，个别片内还带有A/D转换接口。其典型产品为1980年Intel公司推出的MCS-51系列单片机，其他代表产品有Motorola公司的6801和Zilog公司的Z8等。这类单片机拓宽了单片机的应用范围，使之能用于智能终端、局部网络的接口等方面。因而，它是目前国内外产品的主流，各生产厂家仍在不断地改进和发展它。
　　第4阶段（1983～20世纪80年代末）：16位单片机阶段。1983年，Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS-96系列，其采用了最新的制造工艺，使芯片集成度高达12万只晶体管/片。CPU为16位，支持16位算术逻辑运算，并具有32位除16位的除法能力；片内RAM和ROM容量更进一步增大；除两个16位定时器/计数器外，还可设定4个软件定时器；具有8个中断源；片内带有多通道高精度A/D转换和高速输入/输出部件（HSIO）；运算速度和控制功能也大幅度提高，具有很强的实时处理能力。
　　第1章单片机基础
　　单片微机原理及应用
　　第5阶段（20世纪90年代～至今）：单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。例如，CPU的位数有8位、16位、32位，而结构上更进一步采用双CPU结构或内部流水线结构，以提高处理能力和运算速度；时钟频率高达20MHz，使指令执行速度相对加快；提供新型的串行总线结构，为系统的扩展与配置打下良好的基础；新增的特殊功能部件（如PWM输出、看门狗定时器WDT、可编程序计数器阵列PCA、DMA传输、调制解调器、通信控制器、浮点运算元等）；半导体制造工艺的不断改进，使芯片向高集成化、低功耗方向发展等。以上这些方面的发展，使单片机在数据的实时处理、高级通信系统、数字信号处理、复杂工业过程控制、高级机器人以及局域控制网络等领域得到大量应用。
　　1.1.2单片机的应用
　　由于单片机具有体积小、质量轻、价格便宜、功耗低、易扩展、可靠性高、控制功能强以及运算速度快等特点，因而在国民经济建设、军事产品以及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。
　　1.工业自动化