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图书分类

Book classification
  1. 本书是普通高等院校计算机硬件技术基础课程用教材。本书以具有8051内核的AT89S51单片机为蓝本,采用C语言程序设计方法介绍单片机的开发与应用。
  2. 单片机因其体积小、质量轻,具有很强的灵活性,而且价格不高,得到越来越广泛的应用。8051在小型和中型应用场合均很常见,已成为单片机领域的实际标准。20世纪80年代中期,Intel公司将8051内核使用权以专利互换或出售形式转让给世界许多著名IC制造厂商,如Philips,Atmel,Dallas,Infineon,ADI,TI,Winbond和Cygnal等公司。这样,8051就变成有众多制造厂商支持,拥有上百个品种的大家族。到目前为止,其他任何一个单片机系列均未发展到如此规模。
    用C语言进行8051单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。单片机的程序设计应该以C语言为主,以汇编语言为辅。汇编语言只需要掌握到可以读懂程序,能在时间要求比较严格的模块中进行程序的优化即可。采用C语言时也不必对单片机和硬件接口的结构有很深入的了解,编译器可以自动完成变量的存储单元的分配,因此编程者可以专注于应用软件部分的设计,大大加快软件开发的速度。采用C语言可以很容易地进行单片机的程序移植工作,有利于产品中单片机的重新选型。
    本书以具有8051内核的Atmel公司的AT89S51单片机为蓝本,采用C语言程序设计方法介绍单片机的开发与应用。本书通过大量程序实例的讲解,使读者可以在较短的时间内熟悉单片机的入门编程以及单片机基本外围电路的连接,从而具备基本的单片机开发能力。
    本书共包括9章内容,每章的内容概要如下:
    第1章  单片机的结构及工作原理。本章首先介绍了单片机的几个基本概念、单片机技术的发展、单片机应用系统开发过程以及应用领域等。然后介绍了单片机的硬件结构、引脚功能以及存储器的配置,CPU的工作时序,单片机的几种工作方式。最后,介绍了单片机最小系统电路。本章内容是单片机的硬件基础,特别是引脚功能、存储器配置部分,应重点掌握。
    第2章  51单片机的指令系统。本章内容包括指令概述、寻址方式、指令集合,最后还介绍了汇编程序设计基础。本章内容为单片机汇编语言基础,读者应重点掌握单片机的寻址方式,熟记一些常用指令的用法。学习汇编语言有助于了解单片机的硬件结构及工作原理。
    第3章  单片机C程序设计基础。本章首先介绍了C语言编程的基础知识以及C51对标准C语言的扩展,然后简单介绍了C语言编程风格,最后介绍单片机C程序开发过程。有C语言基础的读者,通过学习本章可以很快地掌握单片机的C程序设计。
    第4章  编译和仿真工具。本章首先以Keil Vision4为蓝本,介绍单片机开发环境Keil软件的基本应用,然后介绍了仿真软件Proteus的使用方法。Proteus可以在某种程度上代替开发板,进行简单电路的仿真调试,是一个非常实用的仿真工具。
    第5章  单片机的内部资源及应用。本章介绍了51系列单片机内部资源I/O端口、中断系统、定时/计数器以及串行通信的基本应用。本章内容是单片机最有特色的部分,是设计精巧系统的关键。学习单片机无非是学会中断与I/O口的使用,因此应重点掌握。
    第6章  单片机常用接口电路设计。本章介绍了显示器接口、键盘接口、A/D和D/A接口等常见电路的设计方法,并结合实例对软硬件做了详细的介绍。
    第7章  单片机常用串行总线扩展技术。本章列举了几种典型的串行总线通信协议,包括1-Wire总线、IIC总线接口、SPI总线接口及应用。通过本章的学习可以了解三种总线的工作原理和使用方法。
    第8章  51单片机应用系统开发与设计。本章简单介绍了单片机系统的设计步骤、设计方法,以及常见抗干扰设计、低功耗设计、加密技术。最后列举了一个综合实例,供大家练习参考。
    第9章  单片机软件工程基础。本章介绍了软件的可移植性概念及实现可移植性的一些方法,并为读者详解一种常用的程序架构,以及在相应架构下的编程方法。此外,本章还介绍了“状态机建模”这一强大的并行多任务建模手段。通过本章的学习,应初步掌握软件工程方法,编写高质量的程序,实现多个功能(任务)同时执行。
    对于51单片机的初学者来说,应该从本书的第1章开始学习,以了解51单片机的基本知识和51单片机的使用方法,掌握51单片机的结构和相应的接口的具体使用方法,以及51单片机的汇编语言编程和C语言编程相关技术。
    对于已经掌握C语言并有一定51单片机技术基础的读者来说,可以直接从第5章开始学习,重点掌握51单片机开发应用系统的相关技术和开发过程。
    建议本书的理论课安排在60学时左右,实验16学时。如果只学习C51程序设计,理论课学时可适当减少。课程学习完成后,可安排相应的课程设计,以便对学习内容进行巩固和提高。
    本书的编写分工如下:陈铁军教授对全书的编写思路和大纲进行了总体策划,并编写了第1、5章的全部内容及第2、3、8章的部分内容;余旺新编写了第6、7章;黄志文编写了第4章的全部内容及第8章的部分内容;莫燕斌编写了第2、3章的部分内容;谢春榕编写了第9章;郑金存参与了第1章和附录的编写工作。全书由陈铁军教授统稿和定稿。
    本书突出内容的系统性、实用性和典型性,理论联系实际,可作为高等院校电子信息、自动化和计算机等专业的本、专科学生学习单片机的教材或参考书,也可供广大爱好单片机的初学者作为入门工具书。
    本书取材于最新资料,并总结了实际教学和应用经验,编程实例丰富,内容覆盖面广,希望能对单片机的教学和应用推广工作起到一定的作用。由于编者水平有限,加之程序和图表较多,难免有疏漏之处,恳请读者批评指正。

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  1. 第1章  单片机的结构及工作原理 1
    1.1  单片机概述 1
    1.2  AT89S51单片机简介 6
    1.3  AT89S51单片机的存储器配置 10
    1.4  单片机最小系统 18
    知识梳理与总结 21
    习题1 22
    第2章  51单片机的指令系统 23
    2.1  51单片机指令系统概述 23
    2.2  寻址方式 24
    2.3  51单片机指令集 27
    2.4  51单片机汇编语言程序设计 39
    知识梳理与总结 41
    习题2 41
    第3章  单片机C程序设计基础 43
    3.1  C51程序开发概述 43
    3.2  C51单片机的C语言基础 44
    3.3  文件管理 55
    3.4  程序设计的风格 57
    3.5  汇编语言与C语言混合编程 60
    3.6  模块化程序设计 65
    3.7  51单片机C程序开发过程 65
    习题3 68
    第4章  编译和仿真工具 69
    4.1  Keil Vision4编译环境 69
    4.2  单片机Proteus仿真 79
    知识梳理与总结 88
    习题4 88
    第5章  单片机的内部资源及应用 90
    5.1  并行I/O端口 91
    5.2  中断系统 102
    5.3  定时/计数器 120
    5.4  串行口通信技术 136
    知识梳理与总结 157
    习题5 158
    第6章  单片机常用接口电路设计 162
    6.1  显示器接口原理及应用 162
    6.2  键盘接口原理及应用 178
    6.3  D/A与A/D接口电路 186
    知识梳理与总结 198
    习题6 198
    第7章  单片机常用串行总线扩展技术 201
    7.1  1-Wire单总线 201
    7.2  IIC总线 215
    7.3  SPI总线扩展接口及应用 226
    知识梳理与总结 236
    习题7 236
    第8章  51单片机应用系统开发与设计 237
    8.1  单片机应用系统开发过程及设计步骤 237
    8.2  单片机应用系统的可靠性及抗干扰设计 241
    8.3  单片机应用系统实用技术 246
    8.4  单片机应用系统设计综合举例 250
    知识梳理与总结 261
    习题8 261
    第9章  单片机软件工程基础 262
    9.1  软件可移植性 262
    9.2  前后台程序结构 265
    9.3  状态机建模 283
    知识梳理与总结 292
    习题9 292
    附录A  C语言运算符优先级和结合性 294
    附录B  ASCII(美国标准信息交换码)表 296
    参考文献 297
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