本书首先介绍微机基础知识,接着以难度适中、体系完整、具有普遍性及应用价值的51CPU为主讲芯片,介绍指令系统及汇编语言程序设计、基本I/O并口、中断系统、定时器/计数器、串行通信接口及系统扩展技术。本书以能力培养为导向,以实际微机应用问题为导引叙述微机应用原理、基本理论和方法,强调对一款CPU的深入学习与理解应用。所有的实例均用C51和51汇编并列编程,通过汇编熟悉CPU内部结构原理,通过C51促进工程应用,也方便读者对照学习。本书可作为电子信息类、自动化类和计算机类等相关专业的本科生教材或教学参考书,也可供有关专业的工程技术人员参考。
本教材第一版出版6年以来,得到多所高校的使用,收到了大量的反馈信息及有价值的意见,在此表示感谢。教材编者也在使用本教材过程中发现一些不足之处。本次改版除了修改存在的表述不准确的内容外,还结合多年教学实践效果,修改添加了部分可以更好帮助读者理解掌握相关知识的内容。完整应用实例是本教材的特色,本次修订结合作者参与多年指导学生学科竞赛等工程实践活动典型实例,整理更新了教材的编程实例,以适应技术的发展及教学要求。在内容安排上的微型计算机基础知识、51CPU、8086CPU及PC基础知识的结构在教学实践中效果良好,第二版予以保留。
社会对电子信息类毕业学生工程实践能力需求越来越高;在新工科工程教育改革的大背景下,很多高校对“微型计算机原理”“微型计算机接口与应用”和“单片机原理与应用”等课程内容进行整合:以一门微处理器类基础课程实现让学生理解微型计算机系统的体系结构原理,汇编语言编程应用,微型计算机系统扩展与接口技术原理应用的效果,同时最好能做到学以致用,提高学生学习兴趣。选择合适的CPU作为主讲芯片来达到以上效果是课程开设成功的关键,当前高校教学实践中选择微处理器类基础课程主讲芯片主要有8086系列、ARM系列和8051系列三种,其各有利弊。8086存在芯片老化,和学生工程实践脱节的问题;ARM系列是和工程实践结合紧密的主流芯片,但CPU结构偏难,一般教学只能做到采用C语言进行编程应用,存在学生难以深刻理解其基本原理,难以以汇编语言进行教学实践,而汇编语言编程是学生深刻理解一款CPU的关键,不学习汇编语言将影响学生的以后发展;针对普通高校而言,8051CPU具有难度适中,可以达到深刻理解CPU工作原理的目的,同时其体系完整(包括完整的三总线等接口),可以和课程设计、竞赛紧密结合,学以致用。51内核由于其经典成功的设计,每年都有最新的兼容芯片不断推出,技术上不落伍,当前很多芯片设计公司都一直采用51内核进行各种专用CPU芯片设计(如Tl的ZigBee蓝牙控制芯片等)。CPU芯片设计是我国大力发展的核心技术,当前很多低端专用CPU控制芯片都采用51内核进行设计,是本教材坚持采用51CPU的考虑重点。
本书将微型计算机原理、汇编语言程序设计、接口技术、单片机原理与应用等内容整合在一起,可作为大、中专院校“微型计算机原理及接口技术”“单片机原理与接口”等相关课程的教材或参考资料。教材中实例均用C51和汇编语言并列编程,对学时较多的微型计算机原理基础类课程可采用汇编语言进行教学,熟悉CPU内部结构原理细节;对学时较少的单片机类课程,可以采用C51进行教学;二者一一对应并列,也方便读者对照学习。
本次修订由孟芳负责本书的组织和定稿,并修订了第一、二章;第三、四章由郑小彪修订,第五、六章由赵建修订,第八、九章由杨明欣修订,第七章、十章由彭海涛修订。
由于编者水平有限,书中难免存在错误和不足之处,恳请读者批评指正,并提出修改意见。
第一章 微型计算机的基础知识
本章目标
引言
1.1 微型计算机概述
1.1.1 微型计算机的发展史
1.1.2 微型计算机的分类
1.1.3 微型计算机的应用
目标测评1
1.2 微型计算机系统模型
1.2.1 微型计算机系统的三个层次
1.2.2 微型计算机模型结构
1.2.3 微型计算机的工作过程
1.2.4 微型计算机的性《指标
目标测评2
1.3 计算机中的数和编码
1.3.1 计算机中数的表示及运算
1.3.2 计算机中常用的编码
目标测评3
本章小结
习题
第二章 MCS-51单片机的组成结构
本章目标
引言
2.1 MCS-51单片机概述
2.1.1 单片机的发展史
2.1.2 单片机系统与嵌入式系统
2.1.3 主流单片机
目标测评1
2.2 MCS-51系列单片机
2.2.1 MCS-51单片机的基本结构
2.2.2 单片机芯片引脚的定义及功能
目标测评2
2.3 MCS-51单片机的存储器组织
2.3.1 程序存储器
2.3.2 数据存储器
2.3.3 地址分配及寻址区
目标测评3
2.4 单片机的时序和复位电路
2.4.1 时序(时钟)
2.4.2 复位
2.4.3 节电方式
目标测评4
2.5 单片机的最小系统
目标测评5
本章小结
习题
第三章 开发与仿真工具
本章目标
引言
3.1 KeilC51操作入门
3.1.1 KeilC51简介
3.1.2 KeilC51的安装
3.1.3 建立第一个KeilC51程序
3.1.4 KeilC51软件调试方法
3.1.5 实例
3.2 Proteus软件入门
3.2.1 软件概述
3.2.2 软件界面介绍
3.2.3 操作简介
3.2.4 实例
目标测评
本章小结
习题
第四章 MCS-51系列单片机的指令系统与汇编语言程序设计
本章目标
引言
4.1 概述
4.1.1 汇编语言的指令格式
4.1.2 指令中的常用符号
目标测评1
4.2 寻址方式
目标测评2
4.3 指令系统
4.3.1 数据传送指令
4.3.2 算术运算指令
4.3.3 逻辑运算指令
4.3.4 控制转移类指令
4.3.5 布尔变量操作类指令
目标测评3
4.4 MCS-51汇编语言伪指令
目标测评4
4.5 汇编语言程序设计
4.5.1 顺序程序设计
4.5.2 分支程序设计
4.5.3 循环程序设计
4.5.4 查表程序设计
4.5.5 子程序设计
目标测评5
本章小结
习题
……
第五章 MCS-51单片机的基本I/O功能及应用
第六章 中断系统及应用
第七章 定时器/计数器的原理和应用
第九章 单片机系统总线与资源扩展
第十章 8086CPU原理与PC体系结构
参考文献