具体描述
《单片机技术与应用基础》是依据行业职业技能鉴定规范，并参考了现代电子企业的生产技术文件而编写的。《单片机技术与应用基础》选用单片机主流芯片之一的AT89C51为例，结合编者多年的教学和开发经验，以具体的案例由浅入深地介绍AT89C51单片机的主要功能及具体应用。具体内容包括单片机基础知识、AT89C51单片机、AT89C51指令系统、汇编语言程序设计、中断及其应用、定时器/计数器、A/D与D/A接口技术和串行接口及串行通信技术。
《单片机技术与应用基础》可作为中等职业学校电子技术应用、机电技术应用等专业教材，也可作为广大单片机爱好者的参考用书。
《单片机技术与应用基础》是一本致力于深入浅出讲解单片机原理、开发流程及实际应用的书籍。本书并非简单堆砌枯燥的技术概念，而是通过一系列贴近实际需求的实例，引领读者一步步掌握单片机世界的奥秘。 核心内容概览： 本书内容紧密围绕单片机技术展开，从基础理论到高级应用，层层递进，确保读者能够构建扎实的知识体系。 1. 单片机基础理论： 什么是单片机：首先，我们会清晰地阐述单片机的定义、构成和基本工作原理。读者将了解到单片机不仅仅是一个微小的“大脑”，更是集成了CPU、内存、输入输出接口等核心功能的微型计算机。我们将通过类比和生动的图示，帮助大家理解其核心部件的功能和相互关系。 单片机架构与组成：深入剖析单片机的内部架构，包括中央处理器（CPU）的指令集、寄存器、时序控制等。同时，还会详细介绍存储器（RAM、ROM）的原理和作用，以及各种片上外设，如定时器/计数器、中断控制器、串行通信接口（UART）、并行输入输出口（I/O）等。每一个组成部分的功能和特点都会通过简洁明了的语言进行描述，并辅以原理图和数据手册中的关键信息。 指令系统与汇编语言：作为单片机开发的基础，汇编语言的学习至关重要。本书会精选主流单片机（如8051系列、AVR系列、PIC系列等）的典型指令集，详细讲解指令的格式、寻址方式、执行过程以及各种指令的功能。我们会通过大量的汇编程序实例，展示如何利用这些指令实现基本的数据处理、逻辑运算和流程控制，帮助读者逐步掌握“与机器对话”的能力。 C语言在单片机开发中的应用：考虑到C语言在嵌入式开发中的广泛应用，本书也将投入大量篇幅介绍如何使用C语言进行单片机程序开发。我们会重点讲解C语言与硬件的结合，例如如何通过结构体和指针访问硬件寄存器，如何利用C语言的特性实现复杂的算法和数据结构，以及如何进行位操作以提高效率。书中将包含大量C语言编写的实例，从简单的LED闪烁到复杂的传感器数据采集，让读者亲身体验C语言的强大与便捷。 2. 开发环境与工具链： 集成开发环境（IDE）：本书会介绍常用的单片机集成开发环境，如Keil uVision、IAR Embedded Workbench、Atmel Studio等，并详细演示如何安装、配置和使用这些IDE。读者将学会如何创建工程、编写代码、编译连接，以及进行调试。 仿真与调试技术：调试是单片机开发中不可或缺的环节。本书将深入讲解如何利用IDE提供的仿真器和调试器，进行代码单步执行、断点设置、变量监视、内存查看等操作，从而高效地定位和解决程序中的错误。此外，我们还会介绍硬件调试工具，如JTAG、SWD等接口的使用。 烧写工具与方法：掌握将编译好的程序下载到单片机中的烧写技术是实现硬件控制的关键。本书将介绍各种常用的烧写工具和烧写方式，包括USB下载器、ISP下载等，并提供详细的操作步骤和注意事项。 3. 常用外设接口与驱动程序设计： GPIO（通用输入输出）：这是最基本也是最重要的接口。本书将详细讲解如何配置和使用GPIO引脚，实现输入（如按键检测）、输出（如LED控制）等功能。我们会深入分析GPIO的寄存器配置，包括方向控制、上拉/下拉使能等。 定时器/计数器：定时器在单片机应用中扮演着至关重要的角色，例如产生延时、周期性中断、波形发生等。本书将详细讲解不同型号单片机中定时器的工作原理、工作模式（如定时模式、计数模式、PWM模式）以及如何通过编程实现精确的定时控制。 中断系统：中断是提高单片机效率和响应速度的关键技术。本书将详细讲解中断的产生机制、中断向量表、中断优先级、中断服务程序的编写以及中断嵌套等概念。通过实例，读者将学会如何处理外部中断（如按键按下）、定时器中断、串口中断等。 串行通信（UART）：UART是单片机与其他设备（如电脑、其他单片机、传感器）进行数据交换的常用接口。本书将详细介绍UART的工作原理、波特率的设置、数据帧的构成、发送与接收过程，并通过实例展示如何实现串口通信，如向电脑发送传感器数据或接收电脑指令。 ADC（模数转换器）：ADC可以将模拟信号（如电压、温度）转换为数字信号，以便单片机进行处理。本书将详细讲解ADC的工作原理、采样、量化、编码等过程，以及如何配置ADC的采样通道、转换速率等参数，并提供读取模拟传感器数据的实例。 SPI/I2C通信：SPI和I2C是两种常用的同步/异步串行通信协议，常用于连接各种外围芯片，如EEPROM、ADC、DAC、显示屏等。本书将详细介绍这两种通信协议的工作原理、数据传输方式、主从设备的工作模式以及如何编写相应的驱动程序。 4. 典型应用实例： LED数码管显示：从最基础的LED显示开始，学习如何控制数码管显示数字和字符。 矩阵键盘扫描：学习如何高效地扫描矩阵键盘，识别按键输入。 LCD液晶显示：掌握如何驱动字符型和图形型LCD显示屏，显示更丰富的信息。 温度、湿度传感器数据采集：结合ADC和串行通信，实现对环境参数的实时监测。 电机控制（PWM）：学习如何利用定时器的PWM功能控制直流电机、舵机等的转速和位置。 红外遥控接收与发送：学习如何处理红外编码信号，实现简单的遥控功能。 其他更复杂的实例：根据读者的学习进度，还可以引入如RTC（实时时钟）应用、SD卡读写、网络通信（如TCP/IP协议栈的基本实现）等更高级的应用。 本书旨在为读者构建一个全面、系统的单片机学习路径，从理论到实践，从入门到精通。通过大量的实例和清晰的讲解，相信任何对单片机技术感兴趣的读者，都能从中获得宝贵的知识和技能，并能够独立完成自己的单片机项目。
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目录信息
第1章 单片机基础知识 【应用导入】 1.1 单片机概述 1.1.1 单片机的概念和结构 1.1.2 身边的单片机 1.2 单片机中的运算基础 1.2.1 常见进制及相互转换 1.2.2 二进制数的运算规则 1.3 计算机中数的表示 1.3.1 计算机中常用的基本术语 1.3.2 机器数与数据编码 本章小结 思考与练习 第2章 AT89C51单片机 【应用导入】 2.1 认识AT89C51单片机 2.1.1 I/O端口功能 2.1.2 电源线 2.1.3 外接晶振引脚 2.1.4 控制线 2.2 AT89C51单片机最小系统 2.3 时钟周期、状态周期、机器周期和指令周期 2.4 技能实训——单片机最小系统的认识 本章小结 思考与练习 第3章 AT89C51指令系统 【应用导入】 3.1 AT89C51存储器 3.1.1 程序存储器 3.1.2 数据存储器 3.2 AT89C51寻址方式 3.2.1 立即数寻址 3.2.2 直接寻址 3.2.3 寄存器寻址 3.2.4 寄存器间接寻址 3.2.5 变址寻址 3.2.6 相对寻址 3.2.7 位寻址 3.3 AT89C51指令系统 3.3.1 数据传送类指令 3.3.2 算术运算类指令 3.3.3 逻辑操作与移位指令 3.3.4 控制转移类指令 3.3.5 布尔运算指令 3.4 技能实训——左移灯设计 本章小结 思考与练习 第4章 汇编语言程序设计 【应用导入】 4.1 汇编语言程序设计 4.1.1 程序设计步骤 4.1.2 源程序的汇编 4.1.3 伪指令 4.2 几种典型的程序结构 4.2.1 顺序程序设计 4.2.2 分支程序设计 4.2.3 循环程序设计 4.2.4 子程序设计 4.3 技能实训 实训一 按钮开关的使用 实训二 一位十六进制计数器的设计 实训三 两位十进制计数器的设计 实训四 专用键盘显示接口 实训五 组合逻辑设计 实训六 数据查询 实训七 多字节BCD码加法 实训八 双字节无符号数乘法运算程序 本章小结 思考与练习 第5章 中断及其应用 【应用导入】 5.1 AT89C51中断系统 5.2 中断标志与控制 5.2.1 中断使能寄存器IE 5.2.2 中断优先级寄存器IP 5.2.3 定时器控制寄存器TCON 5.2.4 串行口控制寄存器SCON 5.3 中断的应用 5.3.1 中断向量的设置 5.3.2 中断初始化 5.3.3 中断子程序 5.3.4 应用举例 5.4 技能实训 实训一 单个外部中断控制 实训二 两个外部中断控制 本章小结 思考与练习 第6章 定时器/计数器 【应用导入】 6.1 认识定时器/计数器 6.2 定时器/计数器的控制 6.2.1 方式控制寄存器 6.2.2 工作方式 6.3 定时器/计数器的应用 6.3.1 初始化 6.3.2 初值的计算 6.3.3 应用举例 6.4 技能实训 实训一 定时控制 实训二 方波/脉冲波发生 本章小结 思考与练习 第7章 A/D与D/A接口技术 【应用导入】 7.1 A/D转换器与接口技术 7.1.1 常见的A/D转换器 7.1.2 A/D转换器ADC0809 7.1.3 ADC0809与单片机的接口 7.2 D/A转换器与接口技术 7.2.1 常见的D/A转换器 7.2.2 D/A转换器DAC0832 7.2.3 DAC0832与单片机的接口 7.3 技能实训——锯齿波发生器的设计 本章小结 思考与练习 第8章 串行接口及串行通信技术 【应用导入】 8.1 串行通信基础知识 8.1.1 并行通信和串行通信 8.1.2 异步通信和同步通信 8.1.3 串行通信的类型 8.2 AT89C51的串行接口 8.2.1 串行接口的结构及功能 8.2.2 串行通信的工作方式 8.3 AT89C51串行接口的应用与编程 8.3.1 初始化 8.3.2 方式1的应用举例 8.4 技能实训 实训一 串行口扩展并行输出口 实训二 双机通信 本章小结 思考与练习
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