单片机控制技术与应用

学习情境一 单片机的发展和应用领域

1.1初识单片机

1.1.1什么是单片机

1.1.2单片机发展历史与高速SOC单片机C8051F

1.1.3Cygnal C8051F系列单片机特点

1.1.4有关C8051系列CPU

1.2单片机介绍

1.2.1MCS.51单片机基本功能介绍

1.2.2CIP.51单片机基本功能介绍

1.3相关知识

1.3.1数制和编码

1.3.2逻辑运算

1.3.3真值与机器数

1.3.4原码、反码、补码

1.3.5BCD码

思考题

学习情境二 单片机内部结构

2.1MCS.51单片机基本组成及引脚功能

2.1.1单片机的基本组成

2.1.2单片机的引脚及其功能

2.1.3MCS.51单片机的存储器

2.2CIP.51单片机基本功能介绍

2.3单片机复位

2.3.1上电复位

2.3.2掉电复位

2.3.3外部复位

2.3.4软件强制复位

2.3.5时钟丢失检测器复位

2.3.6比较器0复位

2.3.7外部CNVSTR引脚复位

2.3.8看门狗定时器复位

思考题

学习情境三 单片机指令系统

3.1指令

3.2程序设计语言

3.3Cygnal（80C51）单片机指令

3.4汇编语言的特点

3.5汇编指令的格式

3.6指令系统符号的意义

3.7寻址方式

3.8Cygnal系列单片机指令

3.8.1数据传送和交换类指令

3.8.2算术操作类指令（24）

3.8.3逻辑运算指令

3.8.4控制转移类指令

3.8.5位操作指令

思考题

学习情境四 实现交通灯自动控制

4.1汇编语言程序设计概述

4.2伪指令

4.3单片机汇编语言程序的基本结构形式

4.4Cygnal单片机汇编语言程序设计举例

思考题

学习情境五 在电机控制中应用中断

5.1中断系统的概述

5.1.1中断原理介绍

5.1.2使用中断的好处

5.2单片机中断系统结构

5.2.1中断源

5.2.2中断控制系统中的特殊功能寄存器（SFR）

5.3中断响应

5.3.1中断响应条件

5.3.2中断响应过程

5.3.3中断响应时间

5.4外部中断方式的选择

5.4.1电平触发方式

5.4.2脉冲触发方式

5.5中断程序设计

5.5.1中断初始化程序

5.5.2中断服务程序

思考题

学习情境六 单片机定时器/计数器

6.1定时器/计数器工作原理及结构

6.1.1定时器/计数器结构

6.1.2定时器/计数器控制寄存器

6.2定时器/计数器工作方式

6.2.1方式0：13位定时器/计数器

6.2.2方式1：16位定时器/计数器

6.2.3方式2：8位自动重装载的定时器/计数器

6.2.4方式3：两个8位定时器/计数器（仅定时器0）

6.2.5定时器/计数器的定时/计数范围

6.3单片机定时器/计数器的应用

6.3.1定时器/计数器的编程和使用方法

6.3.2定时器/计数器的应用实例

6.4门控位的应用

思考题

学习情境七 模拟量输入与实时控制输出

7.1模拟量与数字量概述

7.2A/D转换原理

7.3A/D转换器及参数指标

7.4典型A/D转换器芯片ADC0

7.4.1ADC0809的内部结构及工作原理

7.4.2ADC0809典型应用

7.4.3应用举例

7.5D/A转换接口电路

7.5.1D/A转换器的技术性能指标

7.5.2典型D/A转换器芯片DAC

学习情境八 PWM波输出

8.1PWM波的产生原理

8.2PWM波变频控制原理

8.2.1PWM脉宽调制基本知识

8.2.2软件产生PWM波的调速原理

8.2.3实现任务的软件方式之一

8.3Cygnal可编程计数器阵列

8.4Cygnal的PCA计数器/定时器

8.5Cygnal的捕捉/比较模块

8.5.1边沿触发的捕捉方式

8.5.2软件定时器（比较）方式

8.5.3高速输出方式

8.5.4频率输出方式

8.5.58位脉宽调制器方式

8.5.616位脉宽调制器方式

8.6PCA0寄存器说明

思考题

学习情境九 串行外设通信SP10与UART

9.1串行通信基础知识

9.2MCS.51单片机串行口结构及工作方式

9.3串行口的应用

9.4串行外设接口总线（SPI0）

9.4.1信号说明

9.4.2SPI0操作

9.4.3串行时钟时序

9.4.4SPI特殊功能寄存器

9.5UART0

9.5.1UART0工作方式

9.5.2多机通信

9.5.3帧错误和传输错误检测

9.5.4UART0特殊功能寄存器

思考题

学习情境十 集成开发环境

10.1系列单片机下载使用

10.1.1ByteBlaster下载线电路

10.1.2AT89S系列的ISP方法

10.2AVR系列的ISP方法

10.3工具箱

10.4硬件连接

10.5软件安装

10.6Silabs集成开发环境

10.6.1系统要求

10.6.2汇编程序和连接程序

10.6.3评估版C51C编译器

10.6.4在Silabs IDE上使用Keil 8051软件工具

10.6.5源程序实例

10.6.6寄存器定义文件（头文件）

10.7目标板

10.7.1系统时钟源

10.7.2按键和发光二极管

10.7.3串口J

10.7.4模拟输入输出口J11和J

10.7.5外扩I/O连接器（J24）

10.7.6电源检测器禁止跳线器J2

10.7.7目标板JTAG接口J

10.7.8I/O接口连接器（J12～J19）

10.7.9VREF连接器（J22）

10.8串行适配器

10.9U.EC5操作指南

10.9.1U.EC5调试适配器操作说明

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

10.10在5V系统中应用3.3V Cygnal单片机解决方案

10.10.1电源选择

10.10.2用5V输出驱动3V输入

10.10.3用3V输出驱动5V输入

参考文献

《单片机控制技术与应用》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总体的了解。

《单片机控制技术与应用》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。