微機原理與單片機接口技術（第2版）

本書從“微機原理”與“單片機原理”兩門課程的共性出發，結合當前高校微處理器教學趨勢和學生的學習興趣及掌握的難易程度，將這兩門課程的教學內容進行合並。本書從介紹微處理器的基本結構和工作原理入手，簡單介紹Intel 8086微處理器的基本知識，側重介紹當前高校重點講授的51單片機的相關知識。全書共10章，主要包括：微處理器技術簡介、8086微處理器及其體系結構、單片機的基本結構、單片機C51語言基礎知識簡介、微處理器控制系統的人機交互接口設計、微處理器中斷系統及定時/計數器應用設計、微處理器控制系統通信設計、微處理器控制系統的接口擴展、單片機與電動機控制、微處理器控制系統實驗設計。書中案例難易結合，加強了對液晶顯示、SPI和I2C總線等當前比較流行的技術案例分析。本書提供配套的電子課件PPT、案例設計電路及程序、部分習題參考答案等教學資源，還提供51單片機開發常用的USB轉串行口、液晶字模提取、串行口調試助手、51單片機波特率初值設定等軟件資源。本書針對典型案例介紹了一些小秘籍，電路設計和程序的軟件操作流程非常詳細，典型案例附有電路分析和程序點評，對初學者學習51單片機具有很大幫助。本書所有案例的程序都使用C51語言設計並通過了Keil μVision 5調試，所有案例的電路都通過了Proteus 8.5的模擬調試。其中，第10章為微處理器控制系統實驗設計，給出了硬件電路和基本的程序設計，讀者可以在此基礎上進行功能擴展或修改。本書可作為應用型本科院校電子信息類、自動化類、測控技術與儀器、能源與動力工程等專業的教材，還可供從事單片機技術開發的工程技術人員學習。

目 錄
第1章 微處理器技術簡介 1
1.1 微處理器簡介 1
1.1.1 微處理器的內部結構 1
1.1.2 微處理器的工作原理 2
1.1.3 微處理器的發展歷程 3
1.1.4 微處理器的特點、分類及應用 5
1.2 單片機的基本概念 6
1.2.1 單片機的分類 7
1.2.2 常用的51單片機介紹 8
1.2.3 單片機產品標號與引腳信息 10
1.3 微處理器控制系統的開發流程與開發工具 11
1.3.1 單片機控制系統的開發流程 12
1.3.2 Keil C51開發工具簡介 12
1.3.3 Proteus軟件使用簡介 13
1.3.4 單片機模擬器 13
1.3.5 編程器 14
1.4 單片機控制8個LED閃爍的設計流程介紹 14
1.4.1 基於Keil C51的8個LED閃爍的程序設計過程 14
1.4.2 基於Proteus 8.5的8個LED閃爍的電路原理圖設計及模擬 18
本章小結 24
習題1 24
第2章 8086微處理器及其體系結構 25
2.1 8086微處理器的內部結構 25
2.2 8086微處理器的工作模式 26
2.3 8086微處理器的引腳功能 28
2.4 8086微處理器的存儲器 30
2.5 8086微處理器的總線時序 32
2.6 8086微處理器的I/O尋址方式 34
2.7 8086微處理器的內部寄存器 34
本章小結 36
習題2 36
第3章 單片機的基本結構 37
3.1 單片機的引腳功能 37
3.2 單片機的內部結構 43
3.2.1 單片機的CPU 43
3.2.2 單片機的存儲器 47
3.3 單片機最小系統 53
本章小結 54
習題3 54
第4章 單片機C51語言基礎知識簡介 57
4.1 C51語言在單片機開發中的應用 57
4.1.1 C51語言簡介 57
4.1.2 C51語言與標準C的比較 58
4.2 C51語言基礎 59
4.2.1 標識符 59
4.2.2 關鍵字 59
4.2.3 數據類型 60
4.2.4 數據的存儲類型 61
4.2.5 局部變量與全局變量 63
4.2.6 預處理命令 63
4.3 C51語言的基本運算 65
4.4 C51語言基本語句 67
4.4.1 C51語言語句概述 67
4.4.2 分支控制語句 68
4.4.3 循環控制語句 72
4.4.4 轉移語句 74
4.5 C51函數簡介 75
4.5.1 C51函數概述 75
4.5.2 用戶自定義函數 76
4.5.3 中斷函數 78
本章小結 79
習題4 79
第5章 微處理器控制系統的人機交互接口設計 82
5.1 鍵盤的接口設計 82
5.1.1 按鍵概述 82
5.1.2 獨立式按鍵案例分析 83
5.1.3 矩陣式按鍵案例分析 90
5.2 LED數碼管接口設計 93
5.2.1 LED數碼管的結構及工作原理 93
5.2.2 單片機與LED數碼管的靜態顯示接口案例分析 94
5.2.3 單片機與LED數碼管的動態顯示接口案例分析 97
5.3 液晶顯示器接口設計 99
5.3.1 字符型LCM的外形及引腳功能 100
5.3.2 字符型LCM的組成結構 100
5.3.3 字符型LCM的操作命令 102
5.3.4 單片機與LCM1602的接口設計 103
5.4 單片機與LED點陣顯示器的接口設計 107
5.5 蜂鳴器接口設計 110
本章小結 111
習題5 112
第6章 微處理器中斷系統及定時/計數器應用設計 114
6.1 中斷系統 114
6.2 單片機中斷系統概述 116
6.2.1 單片機的中斷類型 117
6.2.2 單片機的中斷控制寄存器 118
6.2.3 單片機的中斷響應與處理 121
6.2.4 單片機的中斷服務程序的設計與應用 124
6.3 單片機的定時/計數器 128
6.3.1 定時/計數器的結構和工作原理 129
6.3.2 定時/計數器的寄存器與工作方式 130
6.3.3 定時/計數器的應用註意事項 133
6.3.4 定時/計數器的應用舉例 134
本章小結 138
習題6 138
第7章 微處理器控制系統通信設計 141
7.1 串行通信基礎 141
7.1.1 並行通信與串行通信 141
7.1.2 串行通信的分類 142
7.1.3 波特率 143
7.1.4 串行通信常用接口電路標準 143
7.2 單片機串行口的結構 145
7.3 單片機串行口的工作方式 147
7.4 微處理器控制系統的串行通信波特率的設定 151
7.5 微處理器控制系統的串行口程序設計 152
本章小結 158
習題7 158
第8章 微處理器控制系統的接口擴展 160
8.1 單片機的外部並行總線 160
8.1.1 並行總線結構 160
8.1.2 編址技術 162
8.2 A/D轉換器與D/A轉換器簡介 163
8.2.1 A/D轉換器 163
8.2.2 D/A轉換器 165
8.3 SPI總線簡介及典型SPI芯片介紹 166
8.3.1 SPI總線結構 166
8.3.2 基於SPI總線的A/D轉換器TLC549芯片簡介 167
8.3.3 基於SPI總線的D/A轉換器TLC5615芯片簡介 168
8.4 I2C總線簡介及典型I2C芯片介紹 171
8.4.1 I2C串行總線簡介 171
8.4.2 基於I2C總線的E2PROM存儲器AT24C02芯片簡介 176
8.4.3 基於I2C總線的8位A/D和D/A轉換器PCF8591芯片簡介 178
8.5 51單片機基於SPI和I2C總線的接口擴展應用設計 180
8.5.1 基於SPI總線TLC549的模擬信號採集電路設計 180
8.5.2 基於SPI總線TLC5615的正弦函數發生器設計 183
8.5.3 基於I2C總線PCF8591的路燈控制系統設計 187
8.5.4 基於I2C總線AT24C02的開機次數記錄器系統設計 191
本章小結 196
習題8 196
第9章 單片機與電動機控制 198
9.1 單片機對直流電動機的控制 199
9.1.1 直流電動機控制的基本概念 199
9.1.2 單片機對直流電動機控制的案例分析 201
9.2 單片機對步進電動機的控制 207
9.2.1 步進電動機的基本概念 207
9.2.2 單片機對步進電動機控制的案例分析 210
9.3 單片機對舵機的控制 219
9.3.1 舵機的基本概念 219
9.3.2 單片機對舵機控制的案例分析 221
本章小結 225
習題9 226
第10章 微處理器控制系統實驗設計 227
10.1 單片機控制系統的電源模塊 227
10.2 單片機最小系統模塊 229
10.3 單片機控制系統與PC通信單元電路 231
10.4 單片機控制的8個LED跑馬燈實驗 233
10.5 單片機控制的數碼管動態顯示實驗 235
10.6 單片機控制系統的矩陣式鍵盤設計實驗 238
10.7 單片機控制系統的簡易交通燈控制系統設計實驗 241
10.8 單片機控制系統的簡易秒錶設計實驗 246
10.9 單片機控制系統的A/D和D/A轉換實驗 248
10.10 單片機與單片機之間的雙機通信設計實驗 253
本章小結 258
部分習題參考答案 259
參考文獻 270