单片机控制技术与应用(第2版) 刘靖,李云梅 主编 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书从单片机51系列入手,系统介绍了单片机的知识,包括单片机的内部结构、指令系统、中断系统、定时器/计数器、模拟量输入与实时控制输出等,进而介绍了单片机控制技术。本书遵循以工作任务(项目)为导向的教学方法,每个学习情境中都设有若干个具体工作任务,通过这些任务的完成,使学生对单片机知识有一个总体的了解。

本书可作为高职高专院校机电一体化、电气自动化、新能源等相关专业的教材,也可作为中职学校机电一体化、电气自动化、新能源等相关专业的教材。

学习情境一单片机的发展和应用领域1

1.1初识单片机1

1.1.1什么是单片机1

1.1.2单片机发展历史与高速SOC单片机C8051F2

1.1.3CygnalC8051F系列单片机特点2

1.1.4有关C8051系列CPU3

1.2单片机介绍4

1.2.1MCS-51单片机基本功能介绍5

1.2.2CIP-51单片机基本功能介绍5

1.3单片机学习相关知识7

1.3.1数制和编码7

1.3.2逻辑运算9

1.3.3真值与机器数9

1.3.4原码、反码、补码9

1.3.5BCD码10

1.3.6常用逻辑元件及功率输出元件11

思考题15

学习情境二单片机内部结构16

2.1MCS-51单片机基本组成及引脚功能16

2.1.1单片机的基本组成16

2.1.2单片机的引脚及其功能17

2.1.3MCS-51单片机的存储器19

2.2CIP-51单片机基本功能介绍26

2.3单片机复位27

2.3.1通电复位28

2.3.2断电复位28

2.3.3外部复位29

2.3.4软件强制复位29

2.3.5时钟丢失检测器复位29

2.3.6比较器0复位29

2.3.7外部CNVSTR引脚复位30

2.3.8看门狗定时器复位30

思考题31

学习情境三单片机指令系统32

3.1指令32

3.2程序设计语言32

3.3Cygnal(80C51)单片机指令33

3.4汇编语言的特点37

3.5汇编指令的格式37

3.6指令系统符号的意义38

3.7寻址方式38

3.8Cygnal系列单片机指令39

3.8.1数据传送和交换类指令39

3.8.2算术操作类指令(24)42

3.8.3逻辑运算指令45

3.8.4控制转移类指令46

3.8.5位操作指令48

思考题49

学习情境四实现交通灯自动控制53

4.1汇编语言程序设计概述53

4.2伪指令54

4.3单片机汇编语言程序的基本结构形式54

4.4Cygnal单片机汇编语言程序设计举例60

思考题67

学习情境五在电机控制中应用中断68

5.1中断系统的概述68

5.1.1中断原理介绍68

5.1.2使用中断的好处69

5.2单片机中断系统结构70

5.2.1中断源70

5.2.2中断控制系统中的特殊功能寄存器(SFR)71

5.3中断响应74

5.3.1中断响应条件74

5.3.2中断响应过程74

5.3.3中断响应时间74

5.4外部中断方式的选择75

5.4.1电平触发方式75

5.4.2脉冲触发方式75

5.5中断程序设计75

5.5.1中断初始化程序75

5.5.2中断服务程序76

思考题77

学习情境六电机转速控制与定时器/计数器79

6.1定时器/计数器工作原理及结构79

6.1.1定时器/计数器结构80

6.1.2定时器/计数器控制寄存器81

6.2定时器/计数器工作方式82

6.2.1方式0:13位定时器/计数器82

6.2.2方式1:16位定时器/计数器83

6.2.3方式2:8位自动重装载的定时器/计数器83

6.2.4方式3:两个8位定时器/计数器(仅定时器0)84

6.2.5定时器/计数器的定时/计数范围85

6.3单片机定时器/计数器的应用85

6.3.1定时器/计数器的编程和使用方法85

6.3.2定时器/计数器的应用实例86

6.4门控位的应用90

思考题92

学习情境七模拟量输入与实时控制输出94

7.1模拟量与数字量概述94

7.2A/D转换原理95

7.3A/D转换器及参数指标96

7.4典型A/D转换器芯片ADC080999

7.4.1ADC0809的内部结构及工作原理99

7.4.2ADC0809典型应用101

7.4.3应用举例103

7.5D/A转换接口电路106

7.5.1D/A转换器的技术性能指标106

7.5.2典型D/A转换器芯片DAC0832107

学习情境八PWM波输出109

8.1PWM波的产生原理110

8.2PWM波变频控制原理111

8.2.1PWM脉宽调制基本知识111

8.2.2软件产生PWM波的调速原理112

8.2.3实现任务的软件方式之一112

8.3Cygnal可编程计数器阵列115

8.4Cygnal的PCA计数器/定时器115

8.5Cygnal的捕捉/比较模块117

8.5.1边沿触发的捕捉方式118

8.5.2软件定时器(比较)方式118

8.5.3高速输出方式119

8.5.4频率输出方式120

8.5.58位脉宽调制器方式121

8.5.616位脉宽调制器方式121

8.6PCA0寄存器说明122

思考题125

学习情境九串行外设通信SPI0与UART126

9.1串行通信基础知识126

9.2MCS-51单片机串行口结构及工作方式128

9.3串行口的应用132

9.4串行外设接口总线(SPI0)138

9.4.1信号说明138

9.4.2SPI0操作139

9.4.3串行时钟时序141

9.4.4SPI特殊功能寄存器141

9.5UART0144

9.5.1UART0工作方式144

9.5.2多机通信148

9.5.3帧错误和传输错误检测149

9.5.4UART0特殊功能寄存器150

思考题151

学习情境十集成开发环境153

10.1系列单片机下载使用153

10.1.1ByteBlaster下载线电路153

10.1.2AT89S系列的ISP方法153

10.2AVR系列的ISP方法155

10.3工具箱156

10.4硬件连接156

10.5软件安装156

10.6Silabs集成开发环境157

10.6.1系统要求157

10.6.2汇编程序和连接程序157

10.6.3评估版C51C编译器157

10.6.4在SilabsIDE上使用Keil8051软件工具157

10.6.5源程序实例158

10.6.6寄存器定义文件(头文件)158

10.7目标板158

10.7.1系统时钟源158

10.7.2按键和发光二极管159

10.7.3串口J5159

10.7.4模拟输入输出口J11和J20159

10.7.5外扩I/O连接器(J24)160

10.7.6电源检测器禁止跳线器J23161

10.7.7目标板JTAG接口J4161

10.7.8I/O接口连接器(J12～J19)161

10.7.9VREF连接器(J22)162

10.8串行适配器162

10.9U-EC5操作指南162

10.9.1U-EC5调试适配器操作说明163

10.9.2应用专用软件(U-EC5中文编程软件)快速烧录C8051FMCU操作说明167

10.10在5V系统中应用3.3VCygnal单片机解决方案171

10.10.1电源选择171

10.10.2用5V输出驱动3V输入172

10.10.3用3V输出驱动5V输入172

学习情境十一单片机知识扩展174

11.1嵌入式系统174

11.2ARM开发基础知识174

11.2.1ARM简介174

11.2.2ARM微处理器特点175

11.2.3ARM应用领域175

11.2.4ARM内核175

11.2.5开发工具176

11.2.6开发流程178

11.3DSP基础知识179

11.3.1DSP芯片179

11.3.2DSP系统的运算量180

11.3.3DSP系统的特点181

11.3.4DSP芯片的应用181

参考文献182

刘靖，天津轻工职业技术学院，正高工，新能源教指委副主任委员。

2003年至2007年任天津市隆盛家用电器有限公司副总工程师、总工程师兼任天津市隆泰冷暖设备制造有限公司厂长，2010年经过不错职称评审委员会认定具备正不错工程师资格；2007年6月至今，任天津轻工职业技术学院自动化系副主任。

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前言

随着传统能源日益紧缺,新能源的开发与利用得到世界各国的广泛关注,越来越多的国家采取鼓励新能源发展的政策和措施,新能源的生产规模和使用范围正在不断扩大。《京都议定书》签署后,新的温室气体减排机制将进一步促进绿色经济以及可持续发展模式的全面进行,新能源将迎来一个发展的黄金年代。

当前,随着中国的能源与环境问题日趋严重,新能源开发利用受到越来越高的关注。新能源一方面可以作为传统能源的补充,另一方面可以有效降低环境污染。我国新能源开发利用虽然起步较晚,但近年来也以年均超过25%的速度增长。自《可再生能源法》正式生效后,政府陆续出台一系列与之配套的行政法规和规章来推动新能源的发展,中国新能源行业进入发展的快车道。

中国在新能源和可再生能源的开发利用方面已经取得显著进展,技术水平已有很大提高,产业化已初具规模。

新能源作为国家加快培育和发展的战略性新兴产业之一,国家已经出台和即将出台的一系列政策措施,将为新能源发展注入动力。随着投资光伏、风电产业的资金、企业不断增多,市场机制不断完善,“十三五”期间光伏、风电企业将加速整合,我国新能源产业发展前景乐观。

2015年根据教职成函【2015】10号文件《关于确定职业教育专业教学资源库2015年度立项建设项目的通知》,天津轻工职业技术学院联合佛山职业技术学院和酒泉职业技术学院以及分布在全国的10大地区、20个省市的30个职业院校,建设重量新能源类专业教学资源库,得到了24个行业龙头、知名企业的支持,建设了18门专业核心课程的教育教学资源。

新能源类专业教育教学资源库开发的18门课程,是新能源类专业教学中应用比较广、涵盖专业知识面比较宽的课程。18本配套教材是资源库海量颗粒化资源应用的一个方面,教材利用资源库平台,采用手机APP二维码调用资源库中的视频、微课等内容,充分满足学生、教师、企业人员、社会学习者时时、处处学习的需求,大量的资源库教育教学资源可以通过教材的信息化技术应用到全国新能源相关院校的教学过程,为我国职业教育教学改革做出贡献。

戴裕崴

2017年6月5日