
本书根据教育部委托高职高专教学指导委员会制定并于2012年11月出版的“高等职业学校专业教学标准” 并结合作者近十年的教学改革成果编写,强调实践实用。 本书以单片机应用产品或其功能部件为项目,并按研发、生产过程安排内容,是实施从“项目分析→电路与程序设计→仿真与调试→实际制作”的项目驱动教学的精品教材。 本书将PROTEUS EDA作为教学内容与手段融合于书中,是实施“理论、实验(训)、仿真有机融合”、“教、学、做一体化”新型教学模式的特色教材。书中有丰富的PROTEUS设计、实时仿真、仿真调试的实例和项目。 本书以AT89C51/S51为主体讲述了单片机硬件结构基础,汇编语言指令系统和程序设计,I/O口、中断系统、定时器/计数器等原理、功能及其应用,各种接口技术和单片机应用系统项目。其内容适用于与MCS-51兼容的单片机(如STC89C51、P87C51等),并可作为学习其他类型单片机的基础。
前言 单片机就是“微控制器”,是嵌入式系统中重要的组成部分。将它嵌入到应用对象中,成为众多产品、设备的智能化核心。单片机在国民经济各领域中获得了广泛的应用。“单片机原理及应用”课程已成为高职高专院校许多专业的专业基础课程或专业核心课程。 本书第1版于2008年8月出版, 2011年12月出版了第2版。不少学校采用此书作为“单片机原理与应用”类课程教材,受到众多教师、学生和读者的欢迎。第3版(高职高专版)在第1、2版的基础上进行了较大的修订充实。 第3版修订充实的依据是:教育部委托高职高专教学指导委员会研究制定并于2012年11月出版的“高等职业学校专业教学标准” [1]。此标准的前言中指出:“高等职业学校专业教学标准是高等职业学校进行教学基本建设和专业建设的基本标准,适用于独立设置的高等职业学校(含高等专科学校)”。 第3版完全符合该标准对本课程的教学内容及教学要求,即掌握单片机硬件系统构建、汇编指令系统、汇编应用程序编制与调试;熟悉单片机电子产品的开发流程;能较熟练地使用开发仿真工具进行应用程序调试;能设计并调试简单的智能电子产品中的功能模块;能熟练使用PROTEUS 等软件平台等。 第3版坚持第1版、第2版“理论知识够用”、“突出实践实用”、“项目驱动教学”、“强化仿真教学”的编著原则。特别充实了培养学生指令功能仿真认知、程序仿真调试、硬软件联合仿真调试及实际制作能力的内容。 本书主要特点是: 1 紧跟现代信息技术发展,将先进的PROTEUS EDA既作为课程内容又作为教学手段深度融合于书中。PROTEUS是英国Labcenter Electronics公司研发的EDA(电子产品设计自动化)。它是单片机(AT89C51/S51、PIC、MSP430等)应用系统先进的设计与仿真平台。它真正实现了在计算机上完成从原理图设计与电路设计、程序设计与仿真调试、系统硬软件联合实时仿真与功能验证直至PCB设计的完整的EDA过程[2~4]。将PROTEUS深度融合于“单片机原理与应用”课程,使课程内容、教学模式等发生了成功的革命性变化。八年的教学实践证明:本书是实现“理论教学、实验(训)教学、仿真教学有机融合”、“课堂、实验室、实训室一体化”教学改革的成功范例。本书于2014年荣获省高等教育教学成果奖。 2 选用单片机电子产品或其功能模块(实例和项目)作为本书的主要内容,并以其开发流程作为阐述主线。其中有些就是编著者为企业研发并生产的智能电子产品的功能模块。八年的教学实践证明:本书为实施从“基础理论(知识)→电路仿真设计→程序仿真设计与调试→硬软件系统实时仿真与功能验证直到实际制作的项目驱动教学”和“教、学、做一体化”教学提供了教材保证。 3 本书的实例和项目均由学生进行了设计、仿真到实际制作的验证。学生最后完成的二十余项实际作品的照片已录入本书中。 单片机原理、应用与PROTEUS仿真(第3版)前言本书有11章和4个附录。第1~6章主要讲述单片机硬件系统构造,I/O口功能及应用,汇编语言指令系统、程序设计,中断系统及其应用,定时器/计数器及应用;第7~10章以项目形式较全面地讲述了接口技术;第11章以项目形式讲述了单片机的实际应用。PROTEUS应用基础、电路仿真设计、指令功能仿真验证、程序设计与仿真调试、硬软件联合实时仿真与调试等分别融合于相应章节及项目中。 本书实例及项目都经过了编著者及学生的实践验证。 本书以AT89C51/S51单片机为主体来讲述单片机原理及应用,其内容适用于与MCS-51兼容的单片机(如STC89C51、P87C51等),并可作为学习其他类型单片机的基础。 本书为省级高等教育“单片机原理与应用”重点教材,省级精品课程“单片机原理与应用”精品教材,省级特色专业应用电子技术专业特色教材。 本书有丰富的项目(含实例),在编著中既尊重项目及项目间的知识体系和连续性,又特别注重项目间的相对独立性;教师可根据学校专业的课时要求挑选项目的数量,以满足课时时数从48到72之间的不同要求。 本书可作为高等职业学校和高等专科学校电子信息类、电气控制类、机电类、计算机应用类等相关专业“单片机原理与应用”类课程的教材,也可作为电子工程师、相关专业大学生、单片机应用爱好者的参考书。 本书第1~3章由张靖武编写,第4、10、11章由周灵彬编写,第5~7章由皇甫勇兵编写,第8、9章和附录由王开编写。全书由张靖武策划、统稿和定稿。参加本书编写的还有疏晓宇、诸成成、朱嘉、屠俞炳、陈敏杰、李臻、陈伟鹏、吴世敏、黄文众、李守帅、干星雨。 衷心感谢广州市风标电子技术有限公司(PROTEUS中国总代理http://wwwwindwaycn)匡载华总经理的大力支持与帮助。 电子工业出版社柴燕同志在编辑出版此书过程中做了大量细致的工作,特此表示由衷感谢。 由于编著者水平有限,书中难免有不妥甚至错误之处,恳请读者批评指正。 本书免费提供电子授课多媒体课件、PROTEUS仿真设计及习题参考答案。 编著者
目录 第1章概论 11嵌入式系统、单片机、AT89C51单片机 111嵌入式系统、单片机 112单片机发展概况 113应用广泛的AT89系列单片机 12单片机应用系统及其应用领域 121单片机最小系统和单片机应用系统 122单片机应用领域 123单片机应用系统中单片机类型的选择 13单片机应用研发工具和教学实验装置 131单片机软件调试仿真器 132单片机仿真器 133编程器和ISP在系统编程 134PROTEUS EDA(电子设计自动化) 135单片机课程教学实验装置 14PROTEUS ISIS电路设计基础(1) 141PROTEUS ISIS 窗口 142PROTEUS可视化助手 143PROTEUS设计文件操作 144PROTEUS 元件操作 实训1:PROTEUS ISIS的文件操作与元件操作 练习与思考1 第2章AT89C51内部结构基础 21内部结构和引脚功能 211内部结构框图和主要部件 212引脚功能 22时钟电路与复位电路 221时钟电路 222复位电路 23存储器结构 231存储器组成 232程序存储器ROM 233数据存储器RAM 234两种省电工作方式 24I/O(输入/输出)口结构、功能及负载能力 241I/O口结构 242I/O口功能 243I/O口的负载能力 25PROTEUS ISIS电路设计基础(2) 251PROTEUS电气连线操作 252PROTEUS 总线、标签操作 253终端操作 254对象属性设置(Edit Properties) 实训2:AT89C51最小系统的PROTEUS设计与制作 练习与思考2 第3章AT89C51指令系统 31基本概念 311指令、机器代码、程序、机器语言 312汇编语言、汇编语言指令格式、常用符号 313汇编(编译)和编程(固化) 32指令寻址方式 321寻址、寻址方式、寻址存储器范围 322直接寻址 323立即寻址 324寄存器寻址 325寄存器间接寻址 326变址寻址 327相对寻址 328位寻址“bit” 33汇编语言的指令系统 331数据传送指令 332算术运算指令 333逻辑运算指令 334控制转移指令 335位操作指令 34PROTEUS源程序设计、仿真和仿真调试基础 341PROTEUS汇编语言程序设计、汇编、仿真 342PROTEUS调试窗口、调试按钮和仿真调试 343汇编语言指令功能的PROTEUS仿真调试、查看和验证 实训3: “键控LED显示装置” 的PROTEUS设计、 仿真与制作 习题与思考3 第4章AT89C51汇编语言程序设计 41程序设计流程图及程序结构 411程序设计流程图 412程序结构 42汇编语言程序设计举例及其仿真调试 421延时程序 422查表程序 423码制转换程序 424数据排序程序 425算术计算程序 43单片机应用系统PROTEUS设计与仿真举例 431跑马灯的PROTEUS 设计与仿真 432简易LED数字显示装置的PROTEUS 设计与仿真 实训4:“显示0~9的数显装置”的PROTEUS设计、仿真与制作 习题与思考4 第5章AT89C51中断系统 51中断系统 511中断基本概念 512中断系统结构 513与中断控制有关的寄存器 514中断过程 515有中断的单片机应用程序的编程要点 52中断应用实例及其PROTEUS设计与仿真 521外中断(INT0)实验装置 522中断优先级实验装置 实训5:“扩展中断源装置”的PROTEUS设计、仿真与制作 习题与思考5 第6章定时器/计数器 61定时器/计数器基础 611定时器/计数器概述 612定时器/计数器的控制 613定时器/计数器的工作方式 614定时器/计数器的计数容量及初值 62定时器/计数器应用 621定时器/计数器应用的基本步骤 622定时器/计数器应用举例 63定时器/计数器应用实例及其PROTEUS设计、仿真 631基于AT89C51的60s倒计时装置 632基于AT89C51的按键发声装置 实训6:“简易跑表”的PROTEUS设计、仿真与制作 习题与思考6 第7章AT89C51人机交互通道接口技术 71项目1:单片机与数码管动态显示的接口技术 711基础知识 712“数码管动态显示装置”电路设计和程序设计 713“数码管动态显示装置”PROTEUS设计、仿真、调试 714“数码管动态显示装置”实际制作、运行、思考 72项目2:单片机与LCD液晶显示器的接口技术 721基础知识 722“字符型液晶显示装置”电路设计和程序设计 723“字符型液晶显示装置”PROTEUS设计、仿真、调试 724“字符型液晶显示装置”实际制作、运行、思考 73项目3:单片机与矩阵式键盘的接口技术 731基础知识 732“矩阵式键盘接口装置”电路设计和程序设计 733“矩阵式键盘接口装置”PROTEUS设计、仿真、调试 734“矩阵式键盘接口装置”实际制作、运行、思考 第8章AT89C51后向通道接口技术 81项目4:“简易信号发生器”的接口技术 811基础知识 812“简易信号发生器”电路设计和程序设计 813“简易信号发生器”PROTEUS设计、仿真、调试 814“简易信号发生器”实际制作、运行、思考 82项目5:AT89C51控制步进电动机的接口技术 821基础知识 822“控制步进电动机装置”电路设计和程序设计 823“控制步进电动机装置”PROTEUS设计、仿真、调试 824“控制步进电动机装置”实际制作、运行、思考 第9章AT89C51前向通道接口技术 91项目6:“简易数字电压表”的设计与制作 911基础知识 912“简易数字电压表”电路设计和程序设计 913“简易数字电压表”PROTEUS设计、仿真、调试 914“简易数字电压表”实际制作、运行、思考 92项目7:AT89C51控制直流电动机的接口技术 921基础知识 922“控制直流电动机装置”电路设计和程序设计 923“控制直流电动机装置”PROTEUS设计、仿真、调试 924“控制直流电动机装置”实际制作、运行、思考 第10章AT89C51串行通信通道接口技术 101项目8:AT89C51间串行通信的接口技术 1011基础知识 1012“AT89C51间通信接口装置”电路设计与程序设计 1013“AT89C51间通信接口装置”PROTEUS设计、仿真、调试 1014“AT89C51间通信接口装置”实际制作、运行、思考 102项目9:AT89C51与PC间通信的接口技术 1021基础知识 1022“AT89C51与PC间通信接口”电路设计和程序设计 1023“AT89C51与PC间通信接口”PROTEUS设计、仿真、调试 1024“AT89C51与PC间通信接口”实际制作、运行、思考 第11章AT89C51单片机的实际应用 111项目10:基于单片机的简易电子琴 1111功能与操作 1112电路设计和程序设计 1113技术要点 1114PROTEUS 设计、仿真、调试 1115实际制作 112项目11:基于单片机和DS1302的电子时钟 1121功能与操作 1122电路设计和程序设计 1123技术要点 1124PROTEUS设计、仿真、调试 1125实际制作 113项目12:单片机控制LED点阵显示屏 1131功能与操作 1132电路设计和程序设计 1133技术要点 1134PROTEUS设计、仿真、调试 1135实际制作 附录AAT89S51相对AT89C51增加的功能 A1AT89S51单片机内部结构、引脚图和特殊功能寄存器 A2增加功能的应用 附录BBCD码和ASCII码 B18421 BCD码 B2BCD码运算 B3ASCII码 附录CAT89C系列单片机指令表 附录D编程器使用初步 参考文献
http://www.hxedu.com.cn/hxedu/fg/book/bookinfo.html?code=G0230620