MCS-51、96系列单片机的原理与应用

内容简介

　　MCS251系列单片机是最新的，据称也是Intel公司8位单片机的最高系列，它是MCS51系列的换代产品，且与MCS51系列单片机完全兼容，而且还吸取了16位单片机的许多特点和功能，如：PCA、电源管理、存贮空间管理等，崭新的指令系统使运行速度高于51系列5～15倍。本书介绍的8XC251SB则是该系列的第一个产品，也是该系列的核心。正如8051是MCS51系列的核心一样。8XC251SB可以使用两种代码，即：源模式代码和二进制模式代码。使用二进制模式代码时，可以直接替代MCS51芯片，保护了原有MCS51的软硬件资源。8XC251SB外接晶体可达16MHz，且指令执行时间的最小单位改用状态周期计算。这样最短指令只需1个状态周期（0.375μs）即可执行完毕，大大提高了工作速度。不仅如此，8XC251SB这个8位单片机还可以做16位、32位运算；并可寻址16MB；有16KB的内部ROM、1KB的内部RAM（均可位寻址）、128KB的外部RAM空间和64KB的外部堆栈空间等。众所周知，由于8051软硬件的成功设计和及时的推广应用，不仅Intel公司本身，而且像Philip等公司也都以8051为核开发出许许多多各具特点的单片机芯片，满足了各类用户开发产品的需要。作者在使用MCS51的开发过程中，曾多次感受到51系列单片机应用的局限性，尤其在速度方面。而今MCS251系列的出现，着实令人兴奋不已。过去那种把子程序嵌入到流程中以提高速度的作法，现在完全没有必要，从而源文件更富于结构化。并且，对于要求速度更高、运算更复杂的场合，如FFT、语音压缩等，作者曾在自行研制的仿真器上，选用8XC251SB重新设计开发，取得了成功。尤其是作者选用8XC251SB后，曾解决了一项困扰许久的设计难题，其原因正是出在MCS51系列单片机计算太慢上。不仅在速度方面，另外在较大规模的软件开发时，选用"C251"编写程序，不但代码紧凑合理，还可节约大量人力，缩短开发周期。这些方面在过去都是可望而不可及的。作者认为MCS251系列将是8位单片机的理想替代和提高芯片，就像80286替代8086一样，所以有必要让国内众多的熟悉8051单片机的读者及早了解、熟悉和应用它。虽然目前该芯片价格比51系列单片机偏高，但随着芯片的普及，包括开发环境的建立与完善，MCS251系列单片机一定会以其无与伦比的优越性，在8位单片机领域独领风骚。基于这些，本书详细介绍了8XC251SB，把它作为MCS251系列单片机的第一个代表介绍给读者。掌握了它对今后不断推出的该系列的新芯片便易于掌握。8XC251SB的大部分外设部件仍然沿用原MCS51系列，如：定时器、PCA、串口等，所以对MCS51熟悉的读者可以跨过这些章节；读者可重点了解8XC251SB的地址空间分配（24MB）、I/O配置（页模式与非页模式的外部总线应用）、中断系统（中断优先级选择）及崭新的指令集等。有兴趣的读者还可了解8XC251SB的编程与加密方法以及特殊操作模式的使用。本书中没有介绍"C251"语言以及MCS251汇编语言的编译与仿真。本书由王勇和佟锦林撰写，其中第5至第8章由佟锦林撰写，其余由王勇撰写，全书由徐爱卿主编。

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图书目录

第一章. MCS—51单片机的硬件结构
   1. 1  MCS—51单片机的主要性能特点
   1. 2  MCS—51的内部总体结构
   1. 3  MCS—51的引脚描述
   1. 4  存贮器配置
     1. 4. 1  程序存贮器
     1. 4. 2  内部数据存贮器
     1. 4. 3  专用寄存器
     1. 4. 4  外数据存贮器
   1. 5  振荡器. 时钟电路和CPU时序
   1. 6  输入／输出端口
     1. 6. 1  P0口
     1. 6. 2  P1口
     1. 6. 3  P2口
     1. 6. 4  P3口
     1. 6. 5  端口的负载能力及接口要求
   1. 7  定时器／计数器
     1. 7. 1  定时器／计数器0和1
     1. 7. 2  定时器／计数器2
     1. 7. 3  定时器／计数器的控制和状态寄存器
   1. 8  串行接口
     1. 8. 1  数据缓冲寄存器SBUF
     1. 8. 2  串行口控制寄存器SCON
     1. 8. 3  模式0
     1. 8. 4  模式1
     1. 8. 5  模式2和3
     1. 8. 6  多处理机通信
     1. 8. 7  串行帧
     1. 8. 8  波特率
   1. 9  中断
     1. 9. 1  允许中断寄存器IE
     1. 9. 2  中断犹先级寄存器IP
     1. 9. 3  优先级结构
     1. 9. 4  中断响应协议
     1. 9. 5  外部中断
     1. 9. 6  中断请求的撤除
     1. 9. 7  中断响应时间
   1. 10  单步操作
   1. 11  复位
   1. 12  低功耗操作方式
     1. 12. 1  HMOS的掉电操作方式
     1. 12. 2  CHMOS的低功耗方式
   1. 13  编程. 程序验证与加密
     1. 13. 1  EPBOM的编程
     1. 13. 2  程序的验证
     1. 13. 3  程序存贮器的加密
   1. 14  寻址方式
     1. 14. 1  寄存器寻址
     1. 14. 2  直接寻址
     1. 14. 3  寄存器间接寻址
     1. 14. 4  立即寻址
     1. 14. 5  基址寄存器加变址寄存器间接寻址
     1. 15  布尔处理机
第二章  MCS—51指令系统
   2. 1  MCS-51指令系统的分类及下船说明
   2. 2  数据传送类指令
   2. 3  算术操作类指令
   2. 4  逻辑操作类指令
   2. 5  控制程序转移类指令
   2. 6  布尔变量操作类指令
第三章  MCS—51单片机的系统扩展与应用
   3. 1  程序存贮器的扩展
     3. 1. 1  外部程序存贮器的操作时序
     3. 1. 2  外扩2KB的EPROM
     3. 1. 3  外扩4KB的EPROM
     3. 1. 4  外扩16KB的EPROM
   3. 2  数据存贮器的扩展
     3. 2. 1  外部数据存贮器的操作
     3. 2. 2  外扩256B的RAM
     3. 2. 3  外扩2KB的RAM
     3. 2. 4  外扩16KB的RAM
   3. 3  输入／输出口的扩展
     3. 3. 1  用8243扩展I／O口
     3. 3. 2  用串行口扩展并行I／O口
   3. 4  定时器／计数器的应用
     3. 4. 1  定时器操作模式0的应用
     3. 4. 2  定时器操作模式1的应用
     3. 4. 3  定时器操作模式2的应用
     3. 4. 4  定时器操作模式3的应用
     3. 4. 5  定时器溢出同步问题
     3. 4. 6  运行中读定时器／计数器
     3. 4. 7  定时器门控位GATE的应用
   3. 5  串行口的应用
     3. 5. 1  由串行口发送带奇偶校验位的数据炊
     3. 5. 2  由串行口接收带奇偶校验位的数据块
     3. 5. 3  利用串行口和堆栈传输技术发送字符串常
     3. 5. 4  多机通信
   3. 6  多中断源
   3. 7  布尔处理机的应用
第四章  实用程序及其设计方法
   4. 1  N种分支的转移程序N-JMP
   4. 2  128种分支转移程序JMP—128
   4, 3  256种分支转移程序JMP—256
   4. 4  大于256的分支转移程序JMP—n
   4. 5  m×n矩阵元素查找程序MATRIX1
   4. 6  16位数加1子程序ADD1
   4. 7  多精度无符号数加法子程序ADD2
   4. 8  多精度无符号数减法于程序SUB1
   4. 9  双精度无符导数乘法子程序MUL1
   4. 10  双糟度无符号数乘法子程序MUL2
   4. 11  双精度带符号数乘法子程序MUL3
   4. 12  双精度无符号数除法子程序DIV1
   4. 13  双精度带符号数除法子程序DIV2
   4. 14  双精度数取补子程序MUL1
   4. 15  多字节数取补子程序CPL2
   4. 16  4字节数左移子程序RLC4
   4. 17  4字节数装载子程序LOAD4
   4. 18  8位二进制数转换为BCD数字程序BINBCD1
   4. 19  多字节二进制数转换为BCD数子程序BINBCD2
   4. 20  16进制转换为ASCII码子程序HEXASC1
   4. 21  16进制数转换为ASCII码子程序HEXASC2
   4. 22  多位16进制数转换为ASCII码子程序HBXASC3
   4. 23  I／O端口程序之一
   4. 24  I／O端口程序之二
   4. 25  通过堆栈传递参数的方法之一
   4. 26  通过堆栈传递参数的方法之二
第五章  应用系统实例
   5. 1  MCS-51通用数据采集和处理系统
     5. 1. 1  主要功能
     5. 1. 2  硬件结构
     5. 1. 3  模数转换
   5. 2  汽车转弯信号灯控制系统
     5. 2. 1  系统功能要求
     5. 2. 2  系统硬件
     5. 2. 3  系统软件
第六章  增强型单片机——RUPI—44
   6. 1  概述
     6. 1. 1  RUPI—44的基本结构
     6. 1. 2  一些名词简介
   6. 2  8044的硬件结构
     6. 2. 1  8044框图与引脚
     6. 2. 2  存贮器
     6. 2. 3  复位
   6. 3  8044串行接口部件SIU
     6. 3. 1  网络结构
     6. 3. 2  数据时钟的选择
     6. 3. 3  SIU的操作方式
     6. 3. 4  帧格式的选择
     6. 3. 5  SIU的专用寄存器
     6. 3. 6  SIU操作过程简介
     6. 3. 7  SIU硬件结构
第七章  16位单片机——MCS—96
   7. 1  概述
   7. 2  CPU的结构及定购
   7. 3  存贮器配置
   7. 4  芯片的功能配置和系统总线
   7. 5  中断系统
   7. 6  高速输入输出部件HSIO和定时器
   7. 7  A／D转换器和脉宽调制器
   7. 8  串行口
   7. 9  输入／输出口
   7. 10  监视定时器WDT和系统复位
   7. 11  片内EPROM的特性
   7. 12  MCS—96的软件
附录  MCS—51系列单片机的指令表
附表1  按字母顺序排列的指令表
附表2  按功能排列的指令表
附表3  按代码顺序排列的指令表
参考书目