单片机原理及接口

单片机原理及接口

作者：陈忠平、曹巧媛、曹琳琳

图书详细信息：

ISBN：9787302140771

定价：26元

印次：1-2

装帧：平装

印刷日期：2007-8-29

图书简介：

本书以常用的P89C5x系列单片机为核心，通过大量的实例，系统地介绍了单片机的工作原理及接口技术。全书分10章，主要包括单片机概述、内部结构、指令系统与寻址方式、汇编语言程序设计、计时器/计数器、中断系统、串行通信、外部系统扩展、输入输出及接口技术、单片机系统开发和应用实例。

本书在参考国内外大量资料的基础上，并结合编者多年的教学和科研实践编写而成。在编写过程中，既做到内容全面、叙述清楚，又注重最新的单片机应用技术，并且在第8章和第9章中介绍当前流行的SPI、IIC、1-Wire等串行总线的工作原理、接口技术及其应用。

本书理论体系完整，内容翔实，语言通俗易懂，实例实用性和针对性强，既适合作为高等院校信息工程、计算机应用、自动化、电气工程和机电等专业的教材，又可供有关技术培训及工程技术人员自学参考之用。

前言：

随着科技的发展，微型计算机特别是单片机的发展十分迅速，其档次不断提高，功能越来越强。由于单片机集成度高、体积小、控制功能强、可靠性高、性价比高等优点，使其广泛应用于工业测控、智能仪器仪表、民用电子产品等领域中。

单片机的广泛应用，使其科技地位日益提高。广大师生及科技工作者不断掀起了学习、开发、应用单片机的热潮。

目前，单片机系列繁多，上百种机型，有8位、16位、32位的单片机，但是8位单片机仍是主流产品。本书以当前流行的P89C5x系列单片机为主线，将传统技术与最新前沿技术结合起来，系统介绍了单片机工作原理、接口技术及其应用。

全书共分10章，第1章为单片机概述及P89C5x系列简介；第2章为P89C5x单片机内部结构，详细介绍了它的内部结构、工作原理、时序及flash编程与加密；第3章介绍了单片机汇编指令及7种寻址方式；第4章通过实例介绍单片机汇编语言程序设计；第5章、第6章、第7章分别介绍单片机的计时器/计数器、中断系统及串行通信等技术；第8章主要介绍了SPI、IIC、SMBus、1-Wire串行总线的工作原理及扩展方法；第9章以串行扩展方式为主，介绍了LED、LCD、D/A、A/D、实时时钟、语音接口、温度测量等串行输入输出接口的原理及应用方法；第10章列举了几个单片机实用开发实例。前9章均配有大量的习题，以帮助读者复习巩固及提高所学知识。

本书可作为应用型本科、高职高专等高等院校的电子工程、计算机应用、通信工程、自动控制及相关专业的教材，也可供从事单片机开发与应用工程的技术人员参考。

参加本书编写的有陈忠平、曹巧媛、曹琳琳、刘琼、申晓龙等。全书由李刚民教授主审，赵万毅教授、王景芳教授审校。在本书的编写过程中还得到了湖南三一重工王汉其、侯玉宝、刘同法、胡彦伦等众位高工、老师的大力支持及帮助，在此向他们表示衷心的感谢。同时对在编写过程中参

考的多部单片机原理及相关著作的作者表示深深的谢意！

由于编写时间仓促、编者水平有限，书中难免有错误及不妥之处，恳请读者批评指正。若有好的建议请与我们联系，

编 者

2007年1月于长沙岳麓山

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目录

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2?单片微型计算机 1

1.2.1 单片机的发展简史及最新发展状况 2

1.2.2 单片机的特点、分类及应用 5

1.3 P89系列单片机简介 7

1.3.1 P89C5x系列单片机性能 7

1.3.2 P89C5x系列单片机外形封装 8

1.3.3 P89C5x单片机应用系统结构 9

1.4 单片机的学习方法及系统开发启示 9

1.4.1 学习单片机应具备的知识与能力 10

1.4.2 单片机学习的方法引导 10

1.4.3 单片机的学习要点 10

1.4.4 单片机系统的开发步骤 11

小结 12

习题 12

第2章 P89C5x单片机内部结构 13

2.1 P89C5x单片机的组成 13

2.1.1 单片机的引脚及功能 13

2.1.2 P89C5x单片机内部结构 15

2.2 P89C5x单片机存储器结构 19

2.2.1 程序存储器 20

2.2.2 数据存储器 21

2.2.3 特殊功能寄存器 22

2.3 P89C5x单片机I/O端口 25

2.3.1 P0端口结构及其操作 25

2.3.2 P1端口结构及其操作 26

2.3.3 P2端口结构及其操作 27

2.3.4 P3端口结构及其操作 28

2.3.5 I/O端口的应用特性 29

2.4?单片机工作方式及时序 30

2.4.1 复位方式 30

2.4.2 程序执行方式 32

2.4.3 低功耗方式 32

2.4.4 在线仿真 35

2.4.5 振荡器与时钟电路 35

2.4.6 可编程时钟输出 36

2.4.7 机器周期和指令周期 36

2.5 单片机flash存储器的编程及加密方法 37

2.5.1 flash存储器的编程 37

2.5.2 单片机的加密方法 37

小结 38

习题 38

第3章 单片机指令系统与寻址方式 40

3.1 概述 40

3.2 寻址方式 41

3.2.1 立即寻址方式 42

3.2.2 直接寻址方式 42

3.2.3 寄存器寻址方式 42

3.2.4 寄存器间接寻址方式 42

3.2.5 基址加变址间接寻址方式 43

3.2.6 相对寻址 44

3.2.7 位寻址方式 44

3.3 指令系统 44

3.3.1 指令分类 44

3.3.2 数据传送类 45

3.3.3 算术运算类指令 51

3.3.4 逻辑运算类 57

3.3.5 控制转移类 60

3.3.6 位操作类传送指令 65

3.4 伪指令 67

小结 69

习题 69

第4章 汇编语言程序设计 72

4.1 概述 72

4.2 顺序程序设计 73

4.3 分支程序设计 74

4.4 循环程序设计 77

4.5 子程序设计和参数传递 80

4.6 查表类程序设计 82

4.7 软件延时程序设计 83

4.8 输入输出类程序设计 84

小结 88

习题 88

第5章 P89C5x的计时器/计数器 89

5.1 计时器/计数器的内部结构及工作原理 89

5.1.1 计时器/计数器的内部结构 89

5.1.2 计时器/计数器的工作原理 89

5.1.3 计时器/计数器的控制寄存器 90

5.2 T0和T1的工作方式与应用 94

5.2.1 方式0及其应用 94

5.2.2 方式1及其应用 96

5.2.3 方式2及其应用 98

5.2.4 方式3及其应用 101

5.3 T2计时器/计数器的工作方式与应用 103

5.3.1 捕获方式及其应用 103

5.3.2 自动重装方式及其应用 106

5.3.3 波特率发生器方式及其应用 108

5.4 计时器/计数器的综合应用 110

小结 112

习题 112

第6章 中断系统 113

6.1 中断技术概述 113

6.1.1 中断技术的优点 114

6.1.2 中断处理流程 114

6.2 中断系统 117

6.2.1 中断系统的结构 117

6.2.2 中断源及矢量地址 118

6.2.3 中断控制 119

6.3 外部中断源的扩展 122

6.3.1 利用计时器扩充外部中断源 122

6.3.2 中断和软件查询相结合扩充外部中断源 123

6.3.3 矢量中断扩充外部中断源 124

6.4 中断系统的应用 127

小结 131

习题 131

第7章 串行数据通信 132

7.1 串行数据通信基础 132

7.1.1 串行通信的分类 132

7.1.2 串行通信的数据通路形式 134

7.1.3 RS-232-C总线标准 135

7.1.4 串行端口芯片 137

7.2 P89C5x的串行端口及控制寄存器 138

7.2.1 串行端口的内部结构 138

7.2.2 通信过程 139

7.2.3 串行通信控制寄存器 139

7.3 串行通信工作方式及波特率 141

7.3.1 串行通信的工作方式 141

7.3.2 串行端口的通信波特率 142

7.4 串行端口工作方式的应用 144

7.4.1 方式0的应用 144

7.4.2 方式1的应用 147

7.4.3 方式2和方式3的应用 152

小结 163

习题 163

第8章 外部系统的扩展 165

8.1 并行扩展总线 165

8.1.1 并行扩展总线方法 165

8.1.2 地址译码方法 166

8.1.3 总线驱动 166

8.2 串行总线扩展 167

8.2.1 SPI总线 167

8.2.2 MICROWIRE总线 171

8.2.3 IIC总线 172

8.2.4 SMBus总线 177

8.2.5 单总线 179

8.3 并行存储器的扩展 183

8.3.1 程序存储器的扩展 183

8.3.2 数据存储器的扩展 186

8.4 串行EEPROM的扩展 189

8.4.1 二线制IIC EEPROM AT24CXX系列的扩展 189

8.4.2 三线制SPI EEPROM AT25010/020/040系列的扩展 195

小结 197

习题 197

第9章 输入输出及接口技术 199

9.1 键盘 199

9.1.1 键盘的工作原理 199

9.1.2 独立式键盘和矩阵式键盘 200

9.1.3 串行I/O端口扩充键盘 200

9.2 LED显示器 203

9.2.1 LED显示器的结构及分类 203

9.2.2 LED显示器的显示方式 204

9.2.3 MAX7219串行输入输出共阴极显示驱动器 205

9.2.4 LED点阵显示器 210

9.3 LCD显示器 211

9.3.1 LCD液晶显示器的基本知识 211

9.3.2 字段式LCD显示器 214

9.3.3 点阵字符式LCD显示器 215

9.4 数模转换器接口及应用 218

9.4.1 数模转换器的原理及分类 218

9.4.2 10位串行D/A转换器TLC5615 219

9.4.3 TLC5615的应用 221

9.5 模数转换器接口及应用 222

9.5.1 模数转换器的分类 222

9.5.2 11路12位串行A/D转换器TLC2543 223

9.5.3 TLC2543与单片机的连接及应用 225

9.6 PCF8563实时时钟日历 227

9.6.1 PCF8563外部封装及引脚功能 227

9.6.2 PCF8563芯片内部结构 228

9.6.3 16个8位寄存器的功能及其控制 229

9.6.4 PCF8563与单片机的连接 231

9.7 语音接口 234

9.7.1 ISD4004的外部封装及引脚功能 235

9.7.2 ISD4004的内部结构 236

9.7.3 ISD4004串行SPI传输接口 236

9.7.4 操作指令及工作过程 237

9.7.5 ISD4004的应用 237

9.8 温度测量 242

9.8.1 DS18B20封装形式及引脚功能 242

9.8.2 DS18B20内部结构 242

9.8.3 DS18B20测温原理 244

9.8.4 DS18B20的ROM命令 245

9.8.5 DS18B20与单片机的连接及其应用 246

小结 249

习题 249

第10章 单片机系统开发和应用实例 250

10.1??Vision2使用简介 250

10.1.1 启动?Vision2 250

10.1.2 创建应用 250

10.1.3 调试程序 254

10.2 单片机演奏音乐的设计 254

10.2.1 单片机产生音调的基础知识 255

10.2.2 音乐软件的设计 257

10.2.3 歌曲的设计 258

10.3 交通信号灯模拟控制 261

10.3.1 交通信号灯模拟控制原理 261

10.3.2 单片机模拟控制交通灯程序设计 262

10.4 步进电动机控制 265

10.4.1 步进电动机的工作原理及分配形式 265

10.4.2 步进电动机的单片机控制 266

10.4.3 键盘控制步进电动机正反转及转数的设计 267

10.5 红外线遥控彩灯的设计 271

10.5.1 红外线遥控原理 271

10.5.2 红外线遥控彩灯硬件电路设计 273

10.5.3 红外线遥控彩灯软件设计 274

附录A 单片机指令表 281

附录B ASCII码表 286

附录C Philips单片机选型指南 288

附录D 常用集成电路引脚图 290

参考文献 295