《单片机原理及应用(第2版)/普通高等教育“十二五”规划教材·普通高等教育机电类规划教材》深入浅出、循序渐进、全面系统地从计算机基础知识开始,介绍了MCS-51系列中52子系列单片机的硬件结构、指令系统、汇编语言程序设计、中断系统、定时器/计数器、串行接口、存储器的扩展、并行I/O接口的扩展、输入/输出设备及接口技术等基本原理及应用实例。全书注重理论联系实际,特别注重应用实例的典型性。每章后均附有思考题与习题。
《单片机原理及应用(第2版)/普通高等教育“十二五”规划教材·普通高等教育机电类规划教材》为普通高等教育机电类规划教材,可供机械、电气、电子、计算机、自动化等工科专业大学本科生使用,也可作为高等专科学校、高等职业技术学院及成人教育的相关专业的教材和从事动态测试、控制和智能仪器仪表等工作的科技人员的参考用书。
随着计算机技术的飞速发展和普及,单片机以其体积小、应用灵活、可靠性和性能价格比高等优点,在工业控制、智能仪器仪表、数据采集系统和家用电器等诸多领域得到了极为广泛的应用。美国Intel公司的MCS一51单片机,曾是8位单片机中的主流机型,在国内外占有很大的市场份额,应用面非常广。
目前全国大多数工科类各专业开设的单片机方面的课程普遍是以MCS一51单片机为主的。但不足之处是介绍的内容只是其中的51子系列,缺少52子系列的内容。根据“普通高等教育机电类规划教材编审委员会”的统一要求,结合目前市场的实际情况和教学的实际需要,本书以MCS一51单片机中的52子系列为主,较详尽地介绍了单片机的工作原理、指令系统、编程方法和接口技术,并提供了大量实用程序和应用实例,这是本书的一个特色。本书第2版在注重完整性和系统性的前提下,坚持少而精的原则,对部分章节作了删减和补充,对部分例题和习题进行了优化和调整,力求做到深入浅出、通俗易懂。书中十分注重理论联系实际,融合了编者多年的教学和科研经验,力求实用性,让学生能从应用的角度出发,在理论与实践的结合上充分了解单片机的工作原理,建立和掌握单片机系统的整体概念和接口技术,掌握单片机系统设计和开发方面的知识。
本书共分十章,第一章介绍了计算机基础知识,第二、三章分别介绍了MCS一51单片机的结构、原理及指令系统,第四章介绍了汇编语言程序设计方法,第五、六、七章介绍了中断系统、定时器/计数器和串行口通信,第八、九章分别介绍了存储器和并行I/O接口的扩展,第十章介绍了输入/输出设备及接口技术。
本书由南京工程学院徐泳龙任主编,盐城工学院倪骁骅任副主编。其中第一、三、四、十章由徐泳龙编写,第五、六、七章由倪骁骅编写,第八、九章由河海大学丁坤编写,第二章由南京工程学院闫华编写,附录由盐城工学院李永建编写。全书由徐泳龙负责统稿和定稿。
本书由南京工程学院盛党红主审,他提出了许多宝贵的意见和建议,在此表示衷心感谢!
由于时间仓促,并限于编者的水平和经验,书中疏漏及错误之处在所难免,恳请同行专家和广大读者批评指正。
编者
序
前言
第一章 计算机基础知识
第一节 概述
第二节 微处理器
第三节 存储器
第四节 计算机中的数和编码
第五节 单片机的发展及应用
思考题与习题
第二章 MCS-51单片机的硬件结构
第一节 MCS-51单片机的结构和引脚
第二节 中央处理单元CPU
第三节 MCS-51单片机存储器结构
第四节 MCS-51并行I/O端口
第五节 时钟和CPU时序
第六节 复位与节 电工作方式
思考题与习题
第三章 MCS-51单片机的指令系统
第一节 指令系统概述
第二节 寻址方式
第三节 MCS-51单片机指令系统
思考题与习题
第四章 汇编语言程序设计
第一节 汇编语言源程序的格式和伪指令
第二节 汇编语言源程序汇编
第三节 汇编语言程序设计举例
思考题与习题
第五章 MCS-51单片机中断系统
第一节 中断系统结构
第二节 中断的响应
思考题与习题
第六章 MCS-51单片机定时器/计数器
第一节 定时器/计数器结构和工作方式
第二节 定时器/计数器的编程应用举例
思考题与习题
第七章 MCS-51单片机串行接口
第一节 串行通信的基本概念
第二节 MCS-51串行接口的组成
第三节 串行接口的工作方式
第四节 多机通信原理
第五节 串行接口应用程序举例
思考题与习题
第八章 MCS-51单片机存储器的扩展
第一节 MCS-51单片机存储器扩展的概述
第二节 程序存储器的扩展
第三节 数据存储器的扩展
第四节 扩展外部存储器的综合设计举例
思考题与习题
第九章 MCS-51单片机并行I/O接口的扩展
第一节 I/O接口的扩展
第二节 8255A可编程I/O接口设计及扩展技术
第三节 8155可编程接口及扩展技术
思考题与习题
第十章 输入/输出设备及接口技术
第一节 七段LED显示器接口技术
第二节 键盘接口技术
第三节 打印机接口技术
第四节 数模(DA)与模数(AD)转换电路接口技术
第五节 串行通信接口技术
思考题与习题
附录
附录A ASCII(美国标准信息交换码)表
附录B MCS-51单片机指令系统表
附录C MCS-51单片机学习及开发指南
参考文献
四、程厚计数器
程序计数器(ProgramCounter,PC)是管理程序执行次序的特殊功能寄存器。它没有物理地址,主要用来存放即将执行的指令地址。它是一个16位寄存器,可用来对64KB程序存储器直接寻址。程序的执行有两种情况——按照顺序执行和跳转。为此,程序计数器具有下述三种功能。
1.复位功能
计算机通电时有上电复位,运行时有操作复位(按钮复位)。复位时计算机进入初始状态,PC的内容将自动清零。
2.计数功能
CPU读取一条指令时,总是将PC的内容作为当前指令地址,并经地址总线送到存储器,从而从该地址单元中取回指令的机器码,送到指令寄存器。同时,每取回指令代码的一个字节,PC的内容自动加1(加法计数)。因此,在取回指令进入执行指令的阶段,PC的内容已是按顺序排列的下一条指令的地址。
3.基址寄存器功能
在变址寻址中,它作为16位基址寄存器用,将当前指令的首址加1后存入PC中,然后再与累加器A中的8位地址偏移量相加后形成变址寻址的实际地址。
第三节存储器
存储器是计算机的一个重要组成部分。由于存储器存放了需要处理的数据和程序,使计算机具有了记忆功能,从而能够脱离人的直接干预自动工作。
存储器的主要指标是容量和存取速度。容量越大,则记忆的信息越多,计算机的功能就越强。由于存储器的存取速度比CPU、ALU的运算速度要低,所以存储器的工作速度是影响计算机工作速度的主要因素。目前存储器存取数据的时间为数百BS到数十ns。
一、存储器的分类
根据存储器的位置,可分为内存储器和外存储器。内存储器一般由半导体集成电路芯片组成,用来存放当前运行所需要的程序与数据。它在主机内通过总线直接与CPU连接,具有体积小、存取速度快等优点,但它的容量有限。外存储器则在主机外,是作为计算机的外设之一,它必须通过系统总线与CPU进行联系,具有容量大、体积大、存取速度慢等特点,通常用来存放暂时不用的数据和程序。它不能直接参与计算机的运算,一般情况下外存储器只与内存储器成批交换信息。通常采用容量较大的磁带、磁盘、光盘作为外存储器。磁带、磁盘、光盘的数量可随意增加,从这个意义上说,外存储器的容量是无限的。
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