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單片機原理及應用(第2版)

包郵 單片機原理及應用(第2版)

出版社：清華大學出版社出版時間：2025-02-01
開本： 其他 頁數： 0
本類榜單：教材銷量榜
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單片機原理及應用(第2版) 版權信息

單片機原理及應用(第2版) 本書特色

本書是國家精品資源共享課“單片機原理及應用”配套教材，基于“任務驅動”，即用一個典型單片機應用系統實例作為課程導引，讓學生建立完整的單片機典型應用系統的概念，然后將此典型應用系統實例分解成相關功能模塊，再將每個模塊分散到相應的章節中介紹，*后將這些模塊有機地整合成為一個完整的應用系統設計實例。充分體現應用型本科專業課程“夠用為本”的教學理念。

單片機原理及應用(第2版) 內容簡介

" 基于單片機進行智能化電氣電子部件（產品）的工程應用系統設計是電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程等專業學生應具有的基本能力。本書以培養學生該基本能力為出發點, 以80C51內核單片機為核心, 選用目前廣泛應用的AT89S51和STM32F103 為范例開展教學。全書共9 章，內容包括概述、單片機體系結構、80C51單片機指令系統及程序設計、80C51 單片機中斷系統、定時器/計數器及串行通信應用、并行接口技術 、串行總線接口技術、單片機應用系統設計和STM32單片機原理及簡單應用等。 本書可作為大中專院校電氣工程及其自動化 、自動化 、電子信息工程 、電子科學與技術 、計算機等專業的教材, 也可為相關領域工程技術人員提供參考。"

單片機原理及應用(第2版)單片機原理及應用(第2版) 前言

“單片機原理及應用”是一門專業基礎課，是電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程等本科專業的一門主干課程，是培養從事智能化電子產品設計技術人員的一門基礎課程，為相關人員深入學習嵌入式系統奠定基礎；诖耍緯鴱膽媒嵌瘸霭l，圍繞當前單片機應用系統*典型的應用產品，進行深入淺出的分析和介紹，達到課程教學的目標。

本書是國家精品資源共享課“單片機原理及應用”的配套教材。作者基于“任務驅動”教學改革模式，提出“典型項目分合”的教學改革思路，即用一個典型單片機應用系統實例作為課程導引，讓學生建立完整的單片機典型應用系統的概念，然后將此典型應用系統實例分解成相關功能任務模塊，再將每個任務模塊分散到相應的章節中介紹，*后將這些任務模塊有機地整合成為一個完整的應用系統設計實例。這樣做的目的是幫助學生掌握完整的單片機應用系統工作原理和設計要點，充分體現應用型本科新工科人才培養和工程教育專業認證的教學理念。在此基礎上，作者與廣州粵嵌通信科技股份有限公司合作開發了適合本課程教學的便攜式實驗教學裝置，供同學們在課后進行實踐訓練。

本書第2版根據黨的二十大對教育、科技、人才、創新等指明的方向，對第1版教材進行了審慎的修訂，主要是順應技術的更新和發展修訂了過時的軟件應用平臺，強化了C語言編程及案例，重寫了第9章內容，其主要特色如下。

（1）結構緊湊，條理性強，覆蓋面廣。將傳統、經典的教學內容與新知識、新技術相結合，相得益彰，既保證基礎知識與技能學習的需要，也為學習嵌入式應用系統等奠定了基礎。

（2）注重知識拓展。考慮教材內容不可能包羅萬象，為保證內容的系統性，故在部分章結尾提供了閱讀材料，其內容是與本章具有高度相關性的知識延伸，如Keil 5應用、Proteus應用簡介等，確保既能滿足學習單片機入門知識的需要，又能較好地發揮讀者的學習潛能。

（3）將基于CortexM3內核的STM32F103系列單片機引入本書，較好地處理了單片機和嵌入式系統的內在聯系，使后續學習嵌入式應用系統能夠無縫銜接。

本書內容安排如下。

第1章為“概述”，主要講述單片機的概念及其發展、單片機的特點及分類、單片機中常用的計數方法等。本章介紹了一個典型單片機應用系統實例——單片機水溫控制系統（組成及其簡要工作原理與過程），以此說明學習單片機后將來能解決的應用問題。

第2章為“單片機體系結構”，主要講述單片機的結構與引腳、存儲器、特殊功能寄存器 SFR、并行輸入/輸出端口、單片機的工作原理與時序、工作方式等。本章選用“Proteus 應用簡介”作為閱讀材料。

第3章為“80C51單片機指令系統及程序設計”，主要講述80C51單片機指令的概念及尋址方式、指令分類、匯編語言程序設計、C51語言程序設計基礎。本章選用“Keil 5應用簡介”作為閱讀材料，同時包括“任務模塊1：水溫控制系統顯示數碼拆分程序設計”。

第4章為“80C51單片機中斷系統”，主要講述80C51單片機中斷系統基本知識、中斷的處理過程、中斷系統的應用及 C51 編程實例等。

第5章為“定時器/計數器及串行通信應用”，主要講述定時器/計數器的基礎知識、AT89S52 的定時器/計數器 T2、串行通信口 UART、定時器/計數器和串行通信功能的 C51 編程等。本章選用“紅外遙控解碼器設計”作為閱讀材料，同時包括“任務模塊2：水溫控制系統定時中斷程序設計”。

第6章為“并行接口技術”，主要講述顯示器接口、鍵盤接口、MD和 D/A轉換及其與單片機的接口、開關量 I/O接口電路。 本章選用“字符型 LCD 顯示器應用”作為閱讀材料，同時包括3個任務模塊，即“任務模塊3：水溫控制系統溫度顯示子系統設計”“任務模塊4：水溫控制系統鍵盤子系統設計”和“任務模塊5：水溫控制系統加熱控制子系統設計”。

第7章為“串行總線接口技術”，主要講述SPI總線接口及應用、I2C總線及應用、單總線 1Wire 及應用、RS232C與RS485總線及應用。本章選用“CAN 總線與 USB 總線簡介”作為閱讀材料，同時包括“任務模塊6：水溫控制系統溫度采樣程序設計”。

第 8章為“單片機應用系統設計”，主要講述單片機應用系統的設計過程，典型實例——水溫控制系統設計，以及水溫控制系統的C51程序設計。

第9章為“STM32單片機原理及簡單應用”，主要講述STM32的基本特性、系統構成、STM32集成開發環境、STM32CubeMX圖形配置工具及基本應用實例。

本書建議課時為 56~72學時，教師可根據培養方案自行調整或取舍內容。

本書第1版由肖伸平、凌云、何小寧、曾紅兵等編寫。第1、2、9章由肖伸平編寫并擔任主編，負責對全書統稿； 第5~7章由凌云編寫，并負責全書的程序設計與驗證工作； 第 3、4章由何小寧編寫，并負責全書的習題統編工作； 第 8章由曾紅兵編寫。第2版進行了相應調整和修訂，其中第1、2章由肖伸平負責，第3、4章由周玉負責，第5、6章由王煒負責，第7、8章由劉劍負責，第9章由譚兮負責，肖伸平負責全書統稿工作。本書在編寫過程中還得到了周金峰、范紹成、殷理杰、段文杰、劉政軒等實驗室人員的協助，特別是殷理杰、劉政軒為第9章的編寫收集了大量資料，并完成了程序設計驗證工作，在此表示衷心的感謝！

 


編者
2024年7月

 

 

單片機原理及應用(第2版) 目錄

第1章概述

1.1單片機概念及其主要發展階段

1.1.1單片機的概念

1.1.2單片機的發展歷程

1.1.3單片機的發展趨勢

1.2單片機的特點及分類

1.2.1單片機的特點

1.2.2單片機的分類

1.2.3常用單片機系列介紹

1.2.4單片機應用系統實例： 單片機水溫控制系統

1.3單片機中常用的計數方法

1.3.1常用數制

1.3.2計算機中數的表示及運算

1.3.3常用代碼

習題1

第2章單片機體系結構

2.1單片機的結構與引腳

2.1.1單片機的基本組成與內部結構

2.1.2單片機的引腳功能

2.2存儲器

2.2.1存儲器的分類

2.2.2存儲單元與存儲單元地址

2.2.3存儲器結構與地址空間

2.2.4程序存儲器

2.2.5數據存儲器

2.3特殊功能寄存器(SFR)

2.3.180C51系列單片機的SFR

2.3.2SFR的功能與作用

2.4并行輸入/輸出端口

2.4.1P0端口

2.4.2P1端口

2.4.3P2端口

2.4.4P3端口

2.4.54個I/O端口的異同點

2.5單片機的工作原理與時序

2.5.1CPU的結構

2.5.2單片機執行程序的過程

2.5.3時序的概念

2.5.480C51的指令時序

2.5.5振蕩器和時鐘電路

2.6單片機的工作方式

2.6.1復位方式與復位電路

2.6.2低功耗方式

2.7閱讀材料： Proteus應用簡介

2.7.1Proteus概述

2.7.2Proteus電路設計

2.7.3Proteus仿真

習題2

第3章80C51單片機指令系統及程序設計

3.180C51單片機指令概念及尋址方式

3.1.1指令的表示

3.1.2指令分類

3.1.3尋址方式

3.280C51單片機指令分類介紹

3.2.1數據傳送類指令

3.2.2算術運算類指令

3.2.3邏輯運算及移位類指令

3.2.4控制轉移類指令

3.2.5位操作類指令

3.2.6偽指令

3.3匯編語言程序設計

3.3.1程序編制的基本知識

3.3.2基本程序結構

3.3.3循環程序結構

3.3.4子程序結構

3.3.5任務模塊1：水溫控制系統顯示數碼拆分程序設計

3.4C51語言程序設計基礎

3.4.1C51中常用的數據類型

3.4.2C51數據的存儲類型與8051單片機存儲器的對應關系

3.4.3C51中常用的頭文件

3.4.4C51語言程序的基本結構

3.4.5C51如何訪問或定位到絕對地址

3.5閱讀材料： Keil 5應用簡介

3.5.1建立Keil 5工程

3.5.2Keil程序調試

3.5.3Keil程序調試窗口

3.5.4Proteus和Keil的聯調

習題3

第4章80C51單片機中斷系統

4.180C51單片機中斷系統基本知識

4.1.1中斷系統的概念及結構

4.1.2中斷系統的控制

4.2中斷的處理過程

4.2.1中斷響應

4.2.2中斷服務和中斷返回

4.3中斷系統的應用及C51編程實例

4.3.1中斷程序編制的一般方法

4.3.2中斷應用實例

習題4

第5章定時器/計數器及串行通信應用

5.1定時器/計數器

5.1.1定時器/計數器的定時和計數功能

5.1.2定時器/計數器的控制

5.1.3定時器/計數器的工作方式

5.1.4定時器/計數器應用舉例

5.1.5任務模塊2：水溫控制系統定時中斷程序設計

5.2AT89S52單片機及其定時器/計數器T2

5.2.1AT89S52單片機簡介

5.2.2AT89S52定時器/計數器T2

5.3串行通信口UART

5.3.1串行通信概述

5.3.2串行接口與工作方式

5.3.3串行口應用實例

5.4定時器/計數器和串行通信功能的C51編程

5.5閱讀材料： 紅外遙控解碼器設計

5.5.1紅外接收硬件電路

5.5.2紅外發射模塊及其編碼

5.5.3紅外接收軟件解碼程序設計

習題5

第6章并行接口技術

6.1顯示器接口

6.1.1獨立LED與單片機的接口

6.1.2LED數碼管與單片機接口

6.1.3任務模塊3：水溫控制系統溫度顯示子系統設計

6.2鍵盤接口

6.2.1鍵盤工作原理

6.2.2獨立式鍵盤與單片機接口

6.2.3行列式鍵盤與單片機接口

6.2.4任務模塊4：水溫控制系統鍵盤子系統設計

6.3A/D、D/A轉換及其與單片機的接口

6.3.1A/D、D/A轉換概述

6.3.2雙緩沖8位并行D/A轉換器AD7801及其與單片機的接口

6.3.3并行12位A/D轉換器ADS574及其與單片機的接口

6.4開關量I/O接口電路

6.4.1開關量輸入接口

6.4.2開關量輸出驅動與隔離接口

6.4.3任務模塊5：水溫控制系統加熱控制子系統設計

6.5閱讀材料： 字符型LCD顯示器應用

6.5.1字符型液晶顯示器1602A概述

6.5.2液晶顯示器1602A指令

6.5.31602A C51參考程序代碼

習題6

第7章串行總線接口技術

7.1SPI總線接口及應用

7.1.1SPI總線概述

7.1.2SPI模塊的接口信號及時序要求

7.1.3三總線接口Microwire簡介

7.1.4SPI總線接口編程

7.1.5單片機P89LPC93x的SPI接口及應用

7.2I2C總線及應用

7.2.1I2C總線特點

7.2.2I2C總線協議

7.2.3I2C總線模擬編程

7.2.4I2C總線EEPROM器件AT24C02的應用

7.2.5串行A/D與D/A轉換器PCF8591及其與單片機接口

7.2.6P89C66x系列單片機I2C總線編程規范

7.3單總線1Wire及應用

7.3.1單總線工作原理

7.3.2單總線通信的初始化

7.3.3單總線的讀、寫時隙

7.3.4任務模塊6：水溫控制系統溫度采樣程序設計

7.4RS232C與RS485總線及其應用

7.4.1RS232C總線及其應用

7.4.2單片機與PC通信

7.4.3RS485總線簡介

7.5閱讀材料： CAN總線與USB總線簡介

7.5.1CAN總線簡介

7.5.2USB總線簡介

習題7

第8章單片機應用系統設計

8.1單片機應用系統的設計過程

8.1.1概述

8.1.2應用系統的總體設計

8.1.3硬件設計

8.1.4軟件設計

8.1.5可靠性設計

8.1.6單片機應用系統的調試與測試

8.2水溫控制系統

8.2.1任務分析

8.2.2硬件設計

8.2.3軟件設計

8.3水溫控制系統的C51程序設計

8.3.1軟件設計任務分析

8.3.2溫度采樣程序設計

8.3.3鍵盤掃描程序設計

8.3.4顯示程序設計

8.3.5主程序設計（溫度采樣與控制部分）

習題8

第9章STM32單片機原理及簡單應用

9.1STM32單片機的基本特性

9.2STM32單片機的分類及發展

9.3STM32系統構成

9.3.1STM32系統構架

9.3.2存儲器組織

9.3.3供電系統

9.3.4時鐘系統

9.3.5復位系統

9.3.6通用I/O系統(GPIO)

9.3.7GPIO寄存器介紹

9.3.8定時/計數器系統

9.4STM32CubeMX圖形配置工具及簡單應用

9.4.1STM32CubeMX圖形配置及點亮LED示例

9.4.2中斷按鍵控制LED亮滅的示例

9.4.3超聲波測距的工程示例

習題9

參考文獻




ASCII碼表和80C51指令速查表



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單片機原理及應用(第2版) 作者簡介

肖伸平,博士生導師，現任“電傳動控制與智能裝備”湖南省重點實驗室主任，先后擔任電氣與信息工程學院院長、黨委書記；中國自動化學會過程控制專業委員會委員，湖南省儀器儀表學會副理事長、省自動化學會理事、省優秀教師、省新世紀121人才工程第2層次人選，株洲市科技領軍人才；以第一完成人獲湖南省自然科學二等獎1項、省教學成果二、三等獎3項；承擔國家自然科學基金面上項目、國家重點研發計劃課題5項，其它省部級科研項目8項；發表學術論文120余篇，其中SCI/EI檢索50余篇，ESI前1%高被引論文5篇；獲授權發明專利9項。主講《單片機原理及應用》，國家精品課程和國家精品資源共享課《單片機原理及應用》負責人。

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