本书以 8051 单片机为主线, 辅以 ARM32 位单片机, 全面､ 详细地介绍了单片机嵌入式系统的原理和应用｡ 内容包括单片机嵌入式系统简介,8051 单片机的结构体系, 8051 指令系统, 8051 单片机程序设计基础,8051 单片机嵌入式系统开发和仿真, 8051 单片机的中断系统, 8051 单片机的定时器/计数器, 8051 单片机的串行接口及串行总线, 8051 单片机系统扩展与接口技术, 实时操作系统 RTX51, 单片机应用系统开发及实例,ARM 32 位单片机的结构､ 编程及开发工具｡ 本书的特点: 内容丰富, 由浅入深, 循序渐进, 编排顺序合理, 可读性好, 实用性强, 有丰富的例题及习题｡
本书可作为高等院校电气工程及其自动化､ 电子与计算机工程､ 自动化､ 机械电子工程､ 电子信息工程､ 通信工程､ 车辆工程等专业的教材,也可供单片机嵌入式工程开发及应用等领域的技术人员阅读和参考｡
目前,单片机嵌入式系统应用技术已成为一项新的工程应用技术,其应用进入飞速发展的阶段,涉及家用电器､航天､机器人控制､医疗､汽车､通信､信息技术等工业领域｡单片机作为嵌入式微控制器具有集成度高､功能强､结构简单､易于掌握､应用灵活､可靠性高､价格低廉等优点,这为掌握､应用单片机嵌入式系统提供了便利条件,同时,单片机也受到越来越多工程技术人员的关注｡目前,大多数国内高等院校将单片机嵌入式系统作为必修课程｡
《单片机嵌入式系统原理及应用》第1版于2013年出版,该书在内容编排上由浅入深､循序渐进､分散难点､突出实用性,使没有学过单片机嵌入式系统的初学者也能比较顺利地阅读该书｡该书出版发行后,收到了许多高校教师的邮件或来电,对教材内容和特点给予了充分肯定,同时也提出了一些改进意见｡为了使本书的特点更加鲜明,充分反映单片机嵌入式系统技术发展的趋势,更好地体现培养应用型人才的要求,编者对第1版进行了修订｡
这次修订,本着开放､求新､务实､增强系统性的原则,在第1版的基础上,进一步融合了单片机嵌入式系统中最新的应用技术｡单片机程序设计基础部分补充了KeilC51开发工具､程序开发过程以及与C51程序结构相关知识点的介绍;系统扩展与接口技术部分补充了功能更为强大的8155并行I/O接口芯片的介绍;增加了最新的高速并行D-A转换器DAC1208的介绍;补充了目前广泛应用的单总线技术的介绍,并详细介绍了数字温度传感器DS18B20的应用实例｡本书配套有中英文PPT教学课件,以满足教学与自学的需要｡
本书可作为本科､专科､高职高专等高等院校的电气工程及其自动化､电子与计算机工程､自动化､机械电子工程､电子信息工程､通信工程､车辆工程等相关专业的教材,也可供单片机嵌入式工程开发及应用等领域的技术人员阅读和参考｡
本书主编王博编写第12章,贾好来编写第1章;副主编吕高编写第9､10章,王爱乐编写第11章,武兴华编写第2､3､4章;参编郝俊青编写第5､8章及附录,李莉编写第6章,米娟芳编写第7章｡本书由王博负责全书的统稿｡
在本书的修订过程中,得到太原理工大学､江苏大学､太原科技大学､山西大学有关领导的大力支持与帮助,得到同行专家与学者的热情帮助,他们提出了许多建设性意见,在此,谨向给予我们支持和帮助的单位和个人表示最诚挚的谢意!
在本书的修订过程中,参考了国内外大量的文献和资料,在此向这些作者致以衷心的
感谢｡
编者
第 2 版前言
第 1 版前言
第 1 章 单片机嵌入式系统简介 1
1.1 单片机嵌入式系统定义 1
1.1.1 通用计算机系统和嵌入式系统 1
1.1.2 嵌入式系统定义 2
1.1.3 嵌入式系统分类 2
1.2 嵌入式系统中的处理器 3
1.2.1 嵌入式微处理器 3
1.2.2 嵌入式单片机 4
1.2.3 数字信号处理器 4
1.2.4 专用系统处理器 4
1.2.5 多处理器系统 5
1.3 单片机的类型 5
1.3.1 8 位､ 16 位､ 32 位单片机 5
1.3.2 CISC 和 RISC 结构单片机 7
1.3.3 单核､ 双核､ 3 核单片机 7
1.3.4 JTAG 接口在线调试单片机 8
1.3.5 总线型单片机和非总线型单片机 9
1.3.6 专用型单片机 9
1.4 Atmel 公司生产的单片机 10
1.4.1 以 8051 为内核的 8 位单片机 10
1.4.2 精简指令集 AVR 单片机 12
1.4.3 基于 ARM 的 32 位单片机 13
1.5 嵌入式系统中的操作系统 13
1.5.1 嵌入式操作系统 13
1.5.2 实时操作系统 14
1.5.3 分时操作系统 15
1.5.4 嵌入式实时操作系统需要
满足的条件 15
1.5.5 嵌入式操作系统的现状 16
1.6 嵌入式系统和单片机发展
趋势 16
本章小结 17
习题与思考题 18
第 2 章 8051 单片机的结构体系 19
2.1 8051 单片机的主要特性 19
2.2 8051 单片机的内部结构 19
2.3 8051 单片机的引脚 21
2.4 8051 单片机的微处理器 23
2.4.1 运算器 23
2.4.2 控制器 24
2.5 8051 单片机的存储器结构 25
2.5.1 程序存储器 26
2.5.2 8051 的内部数据存储器 27
2.5.3 特殊功能寄存器 ( SFR) 27
2.5.4 位地址空间 30
2.5.5 外部数据存储器 31
2.6 8051 单片机的并行 I /O 口 31
2.6.1 8051 的 I /O 结构 32
2.6.2 读 修改 写特性 33
2.6.3 并行 I /O 口的应用要点 34
2.7 8051 的时钟电路与时序 34
2.7.1 时钟电路 35
2.7.2 8051 单片机的时序 35
2.8 8051 的复位和复位电路 37
2.8.1 复位和复位电路 37
2.8.2 复位时序 38
2.9 8051 单片机的低功耗模式 40
2.9.1 空闲工作方式 41
2.9.2 掉电工作方式 41
2.10 AT89S52 的片内 Flash 串行
编程操作 42
2.10.1 标志字节 42
2.10.2 程序存储器的加密 42
2.10.3 Flash 存储器的串行编程 43
2.11 AT89S52 单片机最小系统
设计 45
本章小结 46
习题与思考题 46
第 3 章 8051 指令系统 48
3.1 汇编语言指令格式 48
3.1.1 汇编语言执行指令格式 48
3.1.2 汇编语言伪指令 49
3.2 寻址方式 51
3.2.1 寄存器寻址 51
3.2.2 直接寻址 51
3.2.3 立即寻址 51
3.2.4 寄存器间接寻址 52
3.2.5 基址加变址寄存器间接寻址 52
3.2.6 位寻址方式 52
3.2.7 相对寻址方式 53
3.3 8051 单片机指令分类 53
3.4 数据传输指令 54
3.4.1 一般传输指令 54
3.4.2 累加器传输指令 55
3.5 算术运算指令 56
3.5.1 加法指令 56
3.5.2 减法指令 57
3.5.3 乘法指令和除法指令 58
3.6 逻辑运算指令 59
3.6.1 单操作数指令 59
3.6.2 双操作数指令 60
3.6.3 逻辑异或指令 60
3.7 转移控制指令 61
3.7.1 调用和返回指令 61
3.7.2 无条件转移指令 61
3.7.3 条件转移指令 62
3.7.4 比较转移指令 62
3.7.5 循环转移指令 63
3.8 空操作指令 63
3.9 位处理指令 63
本章小结 64
习题与思考题 65
第 4 章 8051 单片机程序设计基础 66
4.1 汇编语言程序结构 67
4.1.1 简单程序结构 67
4.1.2 分支结构 68
4.1.3 循环结构 68
4.1.4 子程序及其参数传递方法 72
4.1.5 中断服务程序 75
4.2 8051 单片机典型汇编程
序设计 75
4.2.1 无符号的多字节加法 75
4.2.2 双字节二进制无符号数乘法 76
4.2.3 码制转换程序 77
4.2.4 查表程序 78
4.3 C51 基础 82
4.3.1 C51 编程概述 82
4.3.2 Keil C51 标志符与关键字 83
4.3.3 C51 数据与数据类型 83
4.3.4 C51 变量及其存储方式 84
4.3.5 C51 数据的存储类型和
存储模式 86
4.3.6 C51 对 8051 特殊功能寄存器的
定义 88
4.3.7 C51 对 8051 并行接口的定义 90
4.3.8 中断服务函数与寄存器组的
定义 91
4.3.9 函数的参数和局部变量的存储
器模式 92
4.4 C51 和汇编语言的混合编程 92
4.4.1 函数名的转换 93
4.4.2 参数传递和函数返回规则 93
本章小结 99
习题与思考题 99
第 5 章 8051 单片机嵌入式系统开发和
仿真 100
5.1 8051 单片机软件开发集成环境———
Keil μVision4 100
5.2 Keil 项目开发流程 101
5.3 AT89S5 X 单片机程序的下载 104
5.3.1 并口 ISP 下载电缆 104
5.3.2 USBISP 下载电缆 105
5.3.3 利用 USBISP 下载电缆下载程序到
AT89S52 105
5.4 8051 单片机 Proteus 仿真
基础 107
5.4.1 Proteus 仿真平台 107
5.4.2 Proteus 的基本操作 108
5.4.3 Proteus 和第三方软件接口 115
5.4.4 Keil 和 Proteus 的联合仿真 115
本章小结 119
习题与思考题 119
第 6 章 8051 单片机的中断系统 120
6.1 微型计算机中断技术概述 120
6.1.1 中断的概念 120
6.1.2 中
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