微信扫码下载

编辑推荐

*《单片机原理及其接口技术(第4版)》以MCS-51为主线,系统讲述了单片机的组成原理、指令系统和汇编语言程序设计、中断系统和串行I/O口以及MCS-51对A/D和D/A的接口等问题,并在此基础上讲述了单片机应用系统的设计。
*《单片机原理及其接口技术(第4版)》继承和发扬了第3版的风格和特色,全面论述了MCS-51对LCD和DS18B20的原理和应用,并增加了15个可以在PROTEUS环境下仿真运行的应用实例。借助于系统机平台,读者在茶余饭后既可以进行理论学习,也可以通过μVision3集成开发环境进行程序设计的实验,以及在PROTEUS环境下进行原理图的仿真、演示和实验。
*在配书光盘中,作者为书中各章节提供了生动活泼的教学课件,并给出了各章习题和思考题的参考答案。作者还对每章习题与思考题进行了补充和完善,使之与主教材遥相呼应,形象生动,语言通俗,方便而实用。
*在《单片机原理及其接口技术(第4版)》中,作者详细论述了LCD液晶显示芯片的原理、结构及它们对MCS-51的接口,为读者深入掌握单片机的应用打下了坚实基础,这是现有单片机书籍中*的,也是读者*难理解的问题,在这里可以找到答案了。

内容简介

单片机原理及其接口技术(第4版)》以MCS51为主线,系统地论述了单片机的组成原理、指令系统和汇编语言程序设计、中断系统、并行和串行I/O接口以及MCS51对A/D和D/A的接口等内容,并在此基础上介绍了单片机应用系统的设计。《单片机原理及其接口技术(第4版)》共分10章,第1章留给学生自学和查阅,第2~9章为必须讲授的内容,第10章可根据情况选讲。
单片机原理及其接口技术(第4版)》继承和发扬了《单片机原理及其接口技术(第3版)》的风格和特色,删除了8255A和LM331等一些旧内容,全面论述了LCD显示器和数字温度传感器的原理及应用。书中内容全面、自成体系、结构紧凑、前后呼应、衔接自然、语言通俗且行文流畅。为便于读者学习,作者还专门制作了与《单片机原理及其接口技术(第4版)》配套的CAI教学光盘,光盘上的软件可从清华大学出版社网站下载。
单片机原理及其接口技术(第4版)》既可作为高等院校教材,也可作为广大科技人员的自学参考书。

目录

目录
第1章微型计算机基础1
1.1计算机中的数制及数的转换1
1.1.1计算机中的数制1
1.1.2计算机中数制间数的转换4
1.2计算机中数的表示方法7
1.2.1定点机中数的表示方法7
1.2.2浮点机中数的表示方法8
1.2.3二进制数的运算9
1.3计算机中数的表示形式13
1.3.1机器数的原码、反码和补码13
1.3.2补码的加减运算16
1.3.3补码运算的正确性及变形码17
1.4计算机中数和字符的编码21
1.4.1BCD码和ASCII码21
1.4.2汉字的编码24
1.4.3校验码编码25
1.5单片微型计算机概述29
1.5.1单片机的内部结构29
1.5.2单片机的基本原理32
1.5.3单片机的分类及发展35
1.5.4典型单片机性能概览36
1.5.5单片机在工业控制中的应用46
习题与思考题47

第2章MCS51单片机结构与时序49
2.1MCS51单片机内部结构49
2.1.1CPU结构49
2.1.2存储器结构55
2.1.3I/O端口59
2.1.4定时器/计数器61
2.1.5中断系统61
2.2MCS51单片机引脚功能61
2.2.1MCS51单片机引脚及其功能63
2.2.28031对片外存储器的连接65
2.3MCS51单片机的工作方式66
2.3.1复位方式67
2.3.2程序执行方式67
2.3.3节电方式68
2.3.4EPROM的编程和校验方式70
2.4MCS51单片机时序73
2.4.1机器周期和指令周期73
2.4.2MCS51指令的取指/执行时序74
2.4.3访问片外ROM/RAM的指令时序75
习题与思考题78

第3章MCS51单片机指令系统79
3.1概述79
3.1.1指令格式79
3.1.2指令的3种表示形式80
3.1.3指令的字节数80
3.1.4指令的分类82
3.1.5指令系统综述83
3.2寻址方式84
3.2.1寄存器寻址84
3.2.2直接寻址84
3.2.3立即寻址86
3.2.4寄存器间址86
3.2.5变址寻址87
3.2.6相对寻址88
3.2.7位寻址89
3.3数据传送指令90
3.3.1内部数据传送指令(15条)90
3.3.2外部数据传送指令(7条)93
3.3.3堆栈操作指令(2条)96
3.3.4数据交换指令(4条)97
3.4算术与逻辑运算和移位指令98
3.4.1算术运算指令(24条)98
3.4.2逻辑运算指令(20条)105
3.4.3移位指令(5条)108
3.5控制转移和位操作指令110
3.5.1控制转移指令(17条)110
352位操作指令(17条)119
习题与思考题122

第4章汇编语言程序设计126
4.1汇编语言的构成126
4.1.1程序设计语言126
4.1.2汇编语言的格式127
4.1.3汇编语言的构成129
4.2汇编语言源程序的设计与汇编133
4.2.1汇编语言源程序的设计步骤134
4.2.2汇编语言源程序的汇编135
4.2.3μVision3集成开发环境简介138
4.3简单程序与分支程序设计139
4.3.1简单程序设计139
4.3.2分支程序设计141
4.4循环与查表程序设计146
4.4.1循环程序设计146
4.4.2查表程序设计152
4.5子程序与运算程序设计156
4.5.1子程序设计156
4.5.2运算程序设计160
习题与思考题167

第5章半导体存储器170
5.1半导体存储器基础170
5.1.1半导体存储器的分类和作用170
5.1.2半导体存储器的技术指标173
5.1.3半导体存储器的现状和前景174
5.1.4半导体存储器的基本结构175
5.2只读存储器178
5.2.1掩膜ROM的原理178
5.2.2PROM的原理179
5.2.3EPROM的原理180
5.2.4ROM举例181
5.3随机存取存储器187
5.3.1静态RAM的基本存储电路187
5.3.2动态RAM的基本存储电路188
5.3.3RAM举例189
5.4MCS51和外部存储器的连接193
5.4.1连接中应考虑的问题193
5.4.2MCS51对外部ROM的连接196
5.4.3MCS51对外部RAM的连接198
5.4.4MCS51对外部存储器的连接202
习题与思考题203

第6章MCS51中断系统206
6.1概述206
6.1.1中断的定义和作用206
6.1.2中断源207
6.1.3中断的分类208
6.1.4中断的嵌套208
6.1.5中断系统的功能209
6.2MCS51的中断系统210
6.2.1MCS51的中断源和中断标志210
6.2.2MCS51对中断请求的控制213
6.2.3MCS51对中断的响应216
6.2.4MCS51对中断的响应时间216
6.2.5MCS51对中断请求的撤除217
6.2.6MCS51中断系统的初始化218
6.2.7MCS51外部中断的应用219
6.3中断控制器8259A224
6.3.18259的内部结构224
6.3.28259的引脚功能225
6.3.38259的命令字226
6.3.48259的工作模式233
6.3.58259的级联238
6.4MCS51对外部中断源的扩展239
6.4.1借用定时器溢出中断扩展外部中断源240
6.4.2采用查询法扩展外部中断源240
6.4.3采用8259扩展外部中断源242
习题与思考题244


精彩书摘

第3章MCS51单片机指令系统
在前两章的学习中,我们已经对单片微型计算机的内部结构和工作原理有了一个基本的了解。在此基础上,本章将进一步介绍指令的格式、分类和寻址方式,并以大量实例阐述MCS51指令系统中每条指令的含义和特点,以便为汇编语言程序设计打下基础。
3.1概述
本节主要论述指令格式、指令的3种表示形式、指令的字节数、指令的分类和指令系统综述5个问题,作为本章后面各节的介绍准备。
3.1.1指令格式
指令格式是指指令码的结构形式。通常,指令可以分为操作码和操作数两部分。其中,操作码部分比较简单,操作数部分则比较复杂,常常随计算机类型的不同而有较大差别。
在最原始的计算机中,操作数部分可以包括4部分地址,故称为4地址计算机。这种计算机的指令格式为操作码第一操作数地址第二操作数地址结果操作数地址下一条指令地址其中,操作码字段用于指示机器执行何种操作,是加法操作还是减法操作,是数据传送还是数据移位操作,等等;“第一操作数地址”用于指示两个操作数中的第一操作数在内存中的地址;“第二操作数地址”可以使机器在内存中找到参加运算的第二个操作数;“结果操作数地址”用于存放操作结果;“下一条指令地址”指示机器按此地址取出下一条要执行指令的指令码。这种指令格式的缺点是指令码太长,严重影响了指令执行的速度。
MCS51单片机的指令格式采用了地址压缩技术,它把操作数字段的4个地址压缩到一个,故称为单地址指令格式。指令的具体格式为操作码操作数或操作数地址其中,“操作数或操作数地址”字段相当于四地址机中的“第一操作数地址”字段;“第二操作数地址”和“结果操作数地址”合二为一,由累加器A充任,物理地址为E0H,在操作码中隐含;“下一条指令地址”由程序计数器PC充当,PC自动加1就能使MCS51连续按序执行程序。因此,在指令执行前,用户通常必须安排一条传送指令,预先把第二操作数传送到累加器A。这样,累加器A在指令执行后就可自动获得结果操作数。
3.1.2指令的3种表示形式
指令是计算机用于控制各功能部件完成某一指定动作的指示和命令。指令不同,各功能部件所完成的动作也不一样,指令的功能也不相同。因此,根据题目要求,选用不同功能指令的有序组合就构成了程序。计算机执行不同的程序就可完成不同的运算任务。
指令的表示形式是识别指令的标志,也是人们用来编写和阅读程序的基础。通常,指令有二进制、十六进制和助记符3种表示形式,指令的这3种表示形式各有各的用处,是人们学习、掌握和使用好计算机的重要手段。
指令的二进制形式是一种可以直接为计算机识别和执行的形式,故又称为指令的机器码或汇编语言源程序的目标代码。指令的二进制形式具有难读、难写、难记忆和难修改等缺点,因此人们通常不用它来编写程序。指令的十六进制形式虽然读写方便,但仍不易为人们识别和修改,通常也不被用来编写程序,只是在某些场合(如实验室)才被用来作为输入程序的一种辅助手段。指令以这种十六进制代码输入机器以后,需要由常驻于机器内部的监控程序把它们翻译成二进制形式存入内存储器,而后才能为机器所识别和执行。指令的助记符形式又称为指令的汇编符形式或汇编语句形式,是一种由英文单词或缩写字母形象表征指令功能的形式。这种形式不仅易为人们识别和读写,而且记忆和交流极为方便,常常被人们用来进行程序设计,但编好和修改好的程序必须通过人工或机器把它们翻译成机器码形式才能被计算机执行。例如,如果累加器A中已有一个加数10,那么,能够完成10+8并把结果送入累加器A的加法指令的二进制形式为0010010000001000B;指令的十六进制形式为2408H;指令的助记符形式为ADDA,#08H;A←A+08H其中,ADD为操作码,指示进行加法操作;逗号右侧为源操作数或第一操作数;逗号左侧的累加器A在指令执行前为第二操作数寄存器,在指令执行后为结果操作数寄存器;分号的后面部分为注释,它并非指令的组成部分,只是用来标明相应指令的功能。
3.1.3指令的字节数
在指令的二进制形式中,指令不同,指令的操作码和操作数也不相同。有些指令的操作码和操作数加起来只有1B,这种指令称为单字节指令;有些指令是双字节指令,操作码和操作数各占1B。同样道理,可以有3字节指令,4字节指令,等等。
按照指令码的字节来分,MCS51单片机的指令通常可以分为单字节、双字节和三字节指令3种。
1.单字节指令(49条)
单字节指令码只有一个字节,由8位二进制数组成。这类指令共有49条,占总指令数的44%。通常,单字节指令又可分为两类:一类是无操作数的单字节指令;另一类是含有操作数寄存器编号的单字节指令。
(1)无操作数单字节指令。这类指令的指令码只有操作码字段,没有专门指示操作数的字段,操作数是隐含在操作码中的。例如,INCDPTR指令的二进制形式为10100011其中,8位二进制数码均为操作码,DPTR数据指针由操作码隐含。
(2)含有操作数寄存器号的单字节指令。这类指令的指令码由操作码字段和专门用来指示操作数所在寄存器号的字段组成。
例如,8位数传送指令MOVA,Rn;A←Rn其中,n的取值范围为0~7。相应指令码格式如图31所示。
图31“MOVA,Rn”指令的格式
图31中,rrr3位为源操作数所在的寄存器号,取值范围为000B~111B;其余5位为操作码,目的操作数寄存器是累加器A,由操作码字段隐含。
2.双字节指令(46条)
双字节指令含有两个字节,可以分别存放在两个存储单元中,操作码字节在前,操作数字节在后。操作数字节可以是立即数(即指令码中的数),也可以是操作数所在的片内RAM地址。
例如,8位数传送指令MOVA,#data;A←data这条指令的含义是把指令码中第2字节data取出来存放到累加器A中,该指令的指令码为01110100data其中,74H为操作码,占1B;data为源操作数,也占1B;累加器A是目的操作数寄存器,由操作码隐含。
3.三字节指令(16条)
这类指令的指令码的第1字节为操作码,第2和第3字节为操作数或操作数地址。由于有两个字节的操作数或操作数地址,故三字节指令共有如下4类:操作码data15~data8data7~data0例如,指令MOVDPTR,#data16操作码directdata例如,指令MOVdirect,#data操作码datadirect(rel)例如,指令CJNZA,#data,rel操作码addr15~addr8addr7~addr0例如,指令LCALLaddr16通常,指令字节数越少,指令执行速度越快,所占存储单元也就越少。因此,在程序设计中,应在可能的情况下注意选用指令字节数少的指令。
3.1.4指令的分类
指令通常是按功能分类的,MCS51单片机按功能指令可以分为5类:数据传送指令、算术运算指令、逻辑操作和环移指令、控制转移指令和位操作指令等。

前言/序言

前言
《单片机原理及其接口技术(第3版)》自出版以来,受到广大读者的一致好评,也得到了高等院校师生们的再次肯定。为了使单片机课程教学能跟上新的发展形势并满足教学需要,作者对原书进行了全面审校,并在此基础上加以修订,删除了8255A和LM331等一些旧内容;全面论述了LCD显示器和数字温度传感器的原理及应用,还增加了15个可以在PROTEUS环境下仿真运行的应用实例,以此奉献给广大读者。
修订后,《单片机原理及其接口技术(第4版)》分为10章。第1章是微型计算机基础,供学生自学或查阅;第2~4章是指令系统和汇编语言程序设计,用于培养读者的程序设计能力;第5~9章为半导体存储器、MCS51中断系统、并行I/O接口、MCS51对A/D和D/A的接口以及MCS51的串行通信;第10章为单片机应用系统的设计,主要讲授单片机应用系统前向和后向通道的设计以及单片机应用系统的抗干扰设计等内容。与第3版相比,《单片机原理及其接口技术(第4版)》内容更全面,结构更紧凑,通用性、系统性和实用性更好。
本教材配有CAI教学光盘,光盘内容可从清华大学出版社网站(www.tup.com.cn)下载。光盘中的教学内容共分10章和1个附录,分别与教材中的第1~10章和附录相对应,每章后都有“习题与思考题”的参考答案。在光盘上每章后的“习题与思考题”中,还有填充题和选择题,并附有相应参考答案。该光盘总揽了教学所需的内容和图形,教师可根据不同层次学生的情况和不同教学要求从中选取适用的教学内容。光盘中还穿插了大量动画来展现指令和程序的执行功能以及硬件电路中的信息流,活泼而又生动,具有创新特色。
在《单片机原理及其接口技术(第4版)》编写以及资料制作和移植过程中,得到了上官剑峰、王梓骁、张世逸和姜晓琳等的大力支持和指导。为此,对于上述同志以及参与《单片机原理及其接口技术(第4版)》出版工作的有关人员表示诚挚谢意。
注:文中所说光盘并没有随书一起出版,而是把其内容放到了清华大学出版社网站上供读者下载。
由于作者水平所限,书中可能还会存在某些错误和不妥之处,恳请广大读者批评指正。

作者
2017年11月

其他推荐