图书简介:
第1章 单片机基础知识概述 1
1.1 单片机概述 1
1.1.1 单片机的基本概念 1
1.1.2 单片机的应用领域 2
1.1.3 主流单片机及其特点 3
1.1.4 单片机发展趋势与发展阶段 5
1.1.5 关于学习单片机 8
1.2 单片机预备知识 9
1.2.1 数制及其转换 9
1.2.2 有符号数 10
1.2.3 位、字节和字 11
1.2.4 BCD码 12
1.2.5 ASCII码 12
1.2.6 基本逻辑门电路 13
1.3 Proteus软件简介 14
1.4 AI辅助教学 17
1.4.1 人工智能的发展概况及其在教学中的应用 17
1.4.2 DeepSeek与Kimi简介 18
1.4.3 AI工具卡——嵌入教材的智能学习入口 18
1.4.4 使用AI进行单片机学习的注意事项 21
本章小结 21
思考与练习1 21
第2章 MCS-51单片机的结构组成 24
2.1 单片机的基本结构 24
2.1.1 MCS-51单片机的内部结构 24
2.1.2 MCS-51外部引脚及其功能 26
2.2 单片机的存储器结构 28
2.2.1 存储器划分方法 28
2.2.2 程序存储器 29
2.2.3 数据存储器 30
2.3 单片机的复位与时序 33
2.3.1 单片机的复位 33
2.3.2 单片机的时序 34
2.4 单片机并行I/O口 37
2.4.1 P1口 38
2.4.2 P3口 38
2.4.3 P0口 39
2.4.4 P2口 40
2.5 绘制Proteus原理图 41
2.5.1 创建新工程 41
2.5.2 原理图绘图界面 43
2.5.3 绘图基本方法 44
2.5.4 Proteus绘图实例 45
本章小结 47
思考与练习2 47
第3章 汇编语言及仿真设计基础 50
3.1 汇编语言概述 50
3.1.1 汇编指令格式 50
3.1.2 描述操作数的简记符号 51
3.2 MCS-51指令系统简介 52
3.2.1 数据传送与交换类指令 52
3.2.2 算术运算类指令 54
3.2.3 逻辑运算及移位类指令 55
3.2.4 控制转移类指令 57
3.2.5 伪指令 59
3.3 汇编程序仿真设计基础 60
3.3.1 汇编程序设计步骤 60
3.3.2 汇编程序编译方法 61
3.3.3 汇编程序应用举例 66
本章小结 71
思考与练习3 71
第4章 C51语言及通用I/O口应用 73
4.1 C51语言概述及程序结构 73
4.1.1 C51语言概述 73
4.1.2 C51的程序结构 74
4.2 C51的数据结构 75
4.2.1 C51变量 75
4.2.2 C51指针 81
4.3 C51与汇编语言的混合编程 82
4.3.1 在C51程序中调用汇编程序 82
4.3.2 在C51程序中嵌入汇编代码 84
4.4 C51仿真开发方法 86
4.4.1 C51程序编译 86
4.4.2 C51仿真调试 89
4.5 通用I/O口方式的简单应用 94
4.5.1 基本输入/输出设备与应用 94
4.5.2 数码管原理与静态显示应用 99
4.6 通用I/O口方式的进阶应用 105
4.6.1 数码管动态显示原理与应用 105
4.6.2 行列式键盘原理与应用 107
本章小结 112
思考与练习4 113
第5章 单片机的中断系统 116
5.1 中断的概念 116
5.2 中断控制系统 119
5.2.1 中断系统结构 119
5.2.2 中断的控制 121
5.3 中断控制过程 124
5.4 中断编程和应用实例 126
5.4.1 中断应用实例 126
5.4.2 扩充外部中断源 134
本章小结 137
思考与练习5 137
第6章 单片机的定时/计数器 140
6.1 定时/计数器的工作原理 140
6.1.1 基本原理 140
6.1.2 结构组成 141
6.2 定时/计数器的控制 142
6.2.1 TMOD寄存器 142
6.2.2 TCON寄存器 143
6.3 定时/计数器的工作方式 144
6.3.1 方式1 144
6.3.2 方式2 147
6.3.3 方式0 150
6.3.4 方式3 151
6.4 定时/计数器的应用实例 152
本章小结 158
思考与练习6 159
第7章 单片机的串行口 161
7.1 串行通信概念 161
7.2 MCS-51的串行口控制器 163
7.2.1 串行口内部结构 163
7.2.2 串行口控制寄存器 164
7.3 串行口工作方式0及其应用 166
7.4 串行口工作方式1及其应用 168
7.5 串行口工作方式2及其应用 172
7.6 串行口工作方式3及其应用 175
本章小结 180
思考与练习7 181
第8章 单片机的外围接口技术 184
8.1 51单片机的三总线结构 184
8.1.1 片外三总线形式 184
8.1.2 地址锁存器的原理与接口 185
8.2 简单并行扩展的原理与接口应用 187
8.2.1 访问扩展接口的软件方法 187
8.2.2 利用74273扩展并行输出接口 189
8.2.3 利用74244扩展并行输入接口 191
8.3 D/A转换器的原理与接口应用 194
8.3.1 DAC0832的工作原理 194
8.3.2 DAC0832的应用实例 195
8.4 A/D转换器的原理与接口应用 198
8.4.1 ADC0809的工作原理 199
8.4.2 ADC0809的应用实例 200
8.5 开关量驱动原理与接口应用 203
8.5.1 驱动接口方式 203
8.5.2 驱动接口的应用实例 206
8.6 液晶显示模块的原理与接口应用 211
8.6.1 LM1602模块的工作原理 211
8.6.2 LM1602模块的应用实例 213
8.7 串行扩展单元的原理与接口应用 215
8.7.1 串行A/D转换器MAX124X 216
8.7.2 串行D/A转换器LTC145X 220
8.7.3 串并转换器74HC595 223
8.7.4 I2C总线E2PROM存储器AT24CXX 226
8.7.5 串行日历时钟DS1302 234
本章小结 240
思考与练习8 241
第9章 单片机应用系统开发 244
9.1 单片机系统设计开发过程 244
9.1.1 单片机典型应用系统 244
9.1.2 单片机应用系统的开发过程 245
9.2 单片机系统可靠性技术 247
9.2.1 硬件抗干扰技术概述 248
9.2.2 软件抗干扰技术概述 248
9.3 单片机综合应用实例——智能仪器 249
9.3.1 智能仪器概述 249
9.3.2 硬件电路设计 251
9.3.3 软件系统设计 251
9.3.4 仿真开发过程 255
9.4 智能仪器的PCB布版实例 264
9.4.1 PCB布版准备 265
9.4.2 PCB布版结果 266
本章小结 270
思考与练习9 270
附录A 教学实验 273
实验1 绘制电路原理图 273
实验2 指示灯开关控制 274
实验3 LED循环控制 275
实验4 数码管的中断控制 277
实验5 数字秒表显示器 278
实验6 双机串行通信 279
实验7 8位数码显示器 280
实验8 数字电压表的PCB设计 282
参考文献 284
展开
自《单片机原理及应用——基于Proteus仿真》(第5版)发行以来,我们收到了来自全国各地广大读者与同行的热烈反馈。读者的厚爱与市场的肯定令我们倍感欣慰,但在欣慰之余,我们也始终心系一个长期困扰单片机教学的痛点——课程内容的抽象性与学习难度的跨越。
单片机作为一门软硬件深度耦合的学科,不仅要求学生具备扎实的电路基础,更需要理解复杂的底层逻辑。在教学实践中,由于课堂时间有限,任课教师往往难以逐一解答每位学生的个性化疑问,导致许多学习难点无法即时突破。这种“教”与“学”之间的缝隙,成为我们出版第6版的动力源泉。
人工智能(Artificial Intelligence,AI)的爆发式发展,为解决这一教学难题带来了历史性的契机。在第6版中,我们大胆尝试将教材与智能化教育深度融合,确立了“基于Proteus仿真与AI辅助学习”的新型教学模式。我们认为,教材不应只是冷冰冰的文字载体,而应成为连接学生与大模型知识库的桥梁。
第6版最核心的改进在于提出了“AI辅助学习”的导学理念。为此,我们在每一章节的重要知识节点处,特别增设“AI工具卡”,作为嵌入教材的智能学习入口,这些卡片中精心预设2~5条“示范提示词(Prompts)”,它们源于教材,却又在广度与深度上高于教材,旨在引导学生学会如何与AI“对话”,从而精准地拆解知识难点。为了消除移动端输入的烦琐,我们利用二维码技术将读者引导至本教材课程网站(http://51mcu.cn/dpj6/)的“AI工具卡”页面。在那里,读者只需轻轻一点,即可将提示词复制到剪贴板,并一键跳转至大模型问答平台。通过粘贴提问,每一位学生都能获得如同“专属助教”般的深度辅导,让抽象的知识点在对话中变得鲜活、易懂。
基于这种智能化辅助,我们对教材内容也进行了针对性的优化与精简,特别是对汇编语言部分进行了删繁就简。以往版本中为了穷尽各种汇编指令状态而列出的冗长图表,在第6版中做了适度删减。我们认为,在AI助教随时待命的今天,学生完全可以通过精准的提问即时获取这些参考性图表,无须再占用大量的教材篇幅。需要强调的是,我们引入AI并非为了让学生直接索取程序答案,而是将其作为启发思维、解析逻辑的“指路明灯”。我们提倡的是利用AI来突破认知瓶颈,而非依赖AI来替代独立思考。
此外,第6版坚守并传承了本教材的一贯风格——理论实践一体化,继续强化了利用Proteus仿真软件进行项目实战的教学特色,确保学生的动手能力在仿真与实战的闭环中得到切实保证。
单片机技术的发展日新月异,从传统架构到AI赋能,教材的每一次迭代都是一次如履薄冰的探索。受作者水平所限,难免存在不足之处,我们诚挚地希望广大读者与同行在使用过程中继续给予批评指正(联系邮箱:cmee0@163.com),您的每一条反馈都将使本教材在智能教育的浪潮中更加完善。
愿本书能成为您开启嵌入式世界大门的一把智能钥匙!
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