本书以MCS51系列单片机芯片为背景,深入浅出地介绍了单片机的结构、工作原理、编程方法(汇编语言和C语言)及单片机通信等。全书共有8个任务,主要内容包括:循环彩灯的控制、汽车转向灯的控制、交通信号灯的控制、单片机串行通信技术应用、生产线产品计件显示控制、矩阵键盘设计与扫描、波形发生器的设计及直流电机的PWM调速控制。本书内容丰富、实用,并在每一个任务后配有思考与练习。
本书可作为高职高专院校机电一体化技术专业、电气自动化专业等的专业课教材,也可供成人教育院校机械类、机电类专业的师生学习,还可供从事单片机应用产品开发的工程技术人员参考使用。
本书是根据高等职业技术教育和高等专科教育的教学要求而编写的,在编写理念上力求理实一体化,着重培养学生的动手能力、实践能力和可持续发展能力,突出理论知识的应用,加强针对性和实用性,注重学生技能的培养。全书共8个任务,包括循环彩灯的控制、汽车转向灯的控制、交通信号灯的控制、单片机串行通信技术应用、生产线产品计件显示控制、矩阵键盘设计与扫描、波形发生器的设计、直流电机的PWM调速控制等。本书采用汇编语言和C语言双语编程。
本书具有如下特色:
(1) 教材结构符合学生的认知规律。本书结合高职高专教育的特点,按照“必须、够用、发展”和突出实践能力培养的原则编写。
(2) 内容适当、易懂。在编写本书的过程中,编者贯彻理实一体化、理论联系实际的原则,着重基本概念和原理的阐述,突出理论知识的应用,加强针对性和实用性,注重引入新技术,拓展专业实践经验,具有内容适当、浅显易懂、实践性强的特点。
(3) 应用性强。为加强学生动手能力、解决实际问题能力的培养,本书以8个任务为载体,着重强调实际应用,有利于学生分析和解决实际问题能力的提高。
本书既可作为高职高专院校机电一体化技术专业、电气自动化专业等的专业课教材,又可供成人教育院校机械类、机电类专业的师生学习、参考,还可供从事单片机应用产品开发的工程技术人员参考使用。
本书由包头职业技术学院王德志主编,包头职业技术学院李俊仕、王政、马和平、于新潮参编,具体编写分工为:王德志编写任务1;马和平编写任务2;于新潮编写任务3、任务4;王政编写任务5、任务6;李俊仕编写任务7、任务8。
本书由包头职业技术学院电气工程系何萍主任及包头钢铁(集团)有限责任公司电气公司张彬高级工程师担任主审,他们对书稿进行了认真细致的审阅,提出了许多宝贵的意见,在此深表谢意。
由于编者水平所限,书中疏漏和不足之处在所难免,欢迎广大读者批评指正。
任务1 循环彩灯的控制 1
1.1 任务描述 1
1.2 任务目标 1
1.3 相关知识 2
1.3.1 微型计算机系统的基本知识及单片机系统的组成 2
1.3.2 计算机中数的表示方法及运算 6
1.3.3 单片机内部结构、存储空间配置 14
1.3.4 I/O端口结构及工作原理 22
1.3.5 单片机的时钟和复位 25
1.3.6 指令系统 28
1.4 任务实施 47
1.5 检查评价 50
思考与练习 51
任务2 汽车转向灯的控制 58
2.1 任务描述 58
2.2 任务目标 58
2.3 相关知识 59
2.3.1 伪指令 59
2.3.2 程序设计的基本方法 60
2.3.3 汇编程序设计举例 61
2.3.4 C51概述 66
2.3.5 C51数据与运算 69
2.3.6 C51基础语句 84
2.3.7 C51构造类型数据 94
2.3.8 C51函数 104
2.4 任务实施 118
2.5 检查评价 124
思考与练习 125
任务3 交通信号灯的控制 128
3.1 任务描述 128
3.2 任务目标 128
3.3 相关知识 129
3.3.1 80C51中断系统 129
3.3.2 80C51定时/计数器 135
3.4 任务实施 142
3.5 检查评价 149
思考与练习 150
任务4 单片机串行通信技术应用 152
4.1 任务描述 152
4.2 任务目标 152
4.3 相关知识 152
4.3.1 串口通信概述 152
4.3.2 80C51串行口 154
4.4 任务实施 161
4.5 检查评价 167
思考与练习 168
任务5 生产线产品计件显示控制 170
5.1 任务描述 170
5.2 任务目标 170
5.3 相关知识 170
5.3.1 存储器的扩展技术 171
5.3.2 用74系列芯片并行扩展I/O口 180
5.3.3 LED显示技术 183
5.4 任务实施 187
5.5 检查评价 191
思考与练习 192
任务6 矩阵键盘设计与扫描 194
6.1 任务描述 194
6.2 任务目标 194
6.3 相关知识 194
6.3.1 可编程I/O口8255A扩展技术 194
6.3.2 键盘扫描技术 200
6.4 任务实施 207
6.5 检查评价 213
思考与练习 215
任务7 波形发生器的设计 217
7.1 任务描述 217
7.2 任务目标 217
7.3 相关知识 217
7.3.1 D/A转换器概述 217
7.3.2 D/A转换器的主要参数 220
7.3.3 D/A转换器的分类及DAC0832芯片介绍 221
7.3.4 DAC0832的工作方式 222
7.4 任务实施 227
7.5 检查评价 232
思考与练习 232
任务8 直流电机的PWM调速控制 234
8.1 任务描述 234
8.2 任务目标 234
8.3 相关知识 234
8.3.1 A/D转换器的主要性能指标及分类 234
8.3.2 并行ADC0809芯片的引脚功能 235
8.3.3 单片机与ADC0809的典型连线与编程 236
8.3.4 常用开关量的驱动方法及单片机系统隔离方法 239
8.3.5 PWM控制 242
8.4 任务实施 243
8.5 检查评价 253
思考与练习 254
参考文献