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第1篇 单片机技术 1

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.1.1 单片机的产生与发展 1

1.1.2 MCS-51系列单片机产品简介 3

1.1.3 单片机的应用领域 4

1.2 MCS-51系列单片机外形引脚及功能 5

1.3 单片机应用与开发 6

1.3.1 单片机应用系统 6

1.3.2 单片机开发（仿真）系统 8

本章小结 9

思考与练习题1 10

第2章 MCS-51单片机结构和原理 11

2.1 MCS-51系列单片机结构 11

2.2 MCS-51存储器配置 12

2.2.1 程序存储器 13

2.2.2 片内数据存储器 13

2.2.3 片外数据存储器 17

2.3 输入／输出端口结构 18

2.3.1 P1口 18

2.3.2 P3口 18

2.3.3 P2口 18

2.3.4 P0口 19

2.4 时钟信号及复位电路 19

2.4.1 时钟电路及CPU的工作时序 19

2.4.2 复位电路 22

2.5 定时／计数器 23

2.5.1 相关专用寄存器 23

2.5.2 定时／计数器的工作方式 24

2.6 中断系统 27

2.6.1 中断的概念 27

2.6.2 MCS-51的中断系统结构 28

2.6.3 中断响应 30

2.6.4 中断返回 31

本章小结 32

思考与练习题2 32

第3章 MCS-51单片机指令系统 34

3.1 指令格式与寻址方式 35

3.1.1 指令格式 35

3.1.2 寻址方式 35

3.1.3 指令系统表示符 36

3.2 MCS-51指令系统 36

3.2.1 数据传送类指令 36

3.2.2 算术运算类指令 38

3.2.3 逻辑运算类指令 40

3.2.4 控制转移类指令 42

3.2.5 位操作类指令 44

3.3 常用伪指令 46

本章小结 51

思考与练习题3 51

第4章 汇编语言程序设计 53

4.1 概述 53

4.1.1 机器语言 53

4.1.2 汇编语言 53

4.1.3 高级语言 54

4.2 简单程序设计 54

4.2.1 简单运算程序 54

4.2.2 分支程序 55

4.2.3 循环程序 56

4.2.4 代码转换程序 58

4.2.5 查表程序 59

4.3 子程序 61

4.3.1 子程序及其结构 61

4.3.2 子程序举例 62

4.4 中断服务程序 64

4.4.1 中断服务程序及其结构 64

4.4.2 中断服务程序举例 67

本章小结 69

思考与练习题4 69

第5章 单片机系统的扩展 70

5.1 最小应用系统与系统总线扩展 70

5.1.1 最小应用系统 70

5.1.2 系统总线的扩展 71

5.2 存储器的扩展 72

5.2.1 程序存储器的扩展 72

5.2.2 数据存储器的扩展 77

5.3 输入／输出（I/O）口的扩展 78

本章小结 84

思考与练习题5 85

第6章 单片机接口技术 86

6.1 开关量I/O接口 86

6.1.1 光电隔离开关量输入（DI）接口 86

6.1.2 光电隔离开关量输出（DO）接口 88

6.2 显示器与键盘接口 89

6.2.1 显示器接口 89

6.2.2 键盘接口电路及其编程 93

6.3 模拟量I/O接口 96

6.3.1 A/D转换器及其接口 97

6.3.2 D/A转换器及其接口技术 101

6.4 串行通信接口 104

6.4.1 通信的基本概念 104

6.4.2 MCS-51串行接口 104

6.4.3 串行口的应用 109

本章小结 112

思考与练习题6 113

第2篇 可编程控制器技术 114

第7章 可编程控制器概述 114

7.1 可编程控制器的基本知识 114

7.1.1 可编程控制器的产生和发展 114

7.1.2 可编程控制器的定义和特点 116

7.1.3 可编程控制器的性能指标和分类 116

7.1.4 可编程控制器的应用领域 117

7.2 可编程控制器的基本原理 118

7.2.1 可编程控制器的基本结构 118

7.2.2 可编程控制器的工作原理 121

7.2.3 编程语言 122

7.3 可编程控制器产品简介 124

7.3.1 日本三菱（MITSUBISHI）公司PLC产品简介 124

7.3.2 德国西门子（SIEMENS）公司PLC产品简介 126

7.3.3 欧姆龙（OMRON）公司PLC产品简介 127

本章小结 128

思考与练习题7 128

第8章 三菱FX系列PLC结构与编程 130

8.1 三菱FX系列PLC概述 130

8.1.1 外部结构及系统组成 130

8.1.2 主单元端子接线及技术规格 131

8.2 三菱FX系列PLC编程元件 134

8.3 三菱FX系列PLC指令与编程 144

8.3.1 基本指令 144

8.3.2 步进指令STL,RET 150

8.3.3 功能指令 153

8.3.4 编程举例 171

8.4 特殊功能模块简介 173

8.4.1 用于模拟量输入、输出处理模块 174

8.4.2 用于快速定位控制模块 175

8.4.3 用于数据通信的特殊功能模块 176

8.4.4 人－机界面特殊功能块FX-20DU 176

本章小结 177

思考与练习题8 177

第9章 西门子S7-200系列PLC结构与编程 179

9.1 西门子S7-200系列PLC组成及性能 179

9.1.1 S7-200编程系统的结构 179

9.1.2 S7-200的主要组成及性能 179

9.2 S7-200系列PLC指令系统 183

9.2.1 编程语言 183

9.2.2 位逻辑指令 183

9.2.3 定时器及计数器指令 186

9.2.4 程序控制指令 190

9.2.5 传送和比较指令 193

9.2.6 逻辑操作指令 194

9.2.7 移位和循环移位指令 196

9.2.8 数学运算指令 198

9.2.9 高速计数器指令 203

9.2.10 编程举例 209

9.3 编程软件STEP7-Micro/WIN32 212

9.3.1 显示界面及各部分功能 212

9.3.2 编程方法 215

9.4 S7-200通信及网络 219

9.4.1 字符数据格式 219

9.4.2 网络层次结构 219

9.4.3 通信类型及协议 220

9.4.4 通信设备 221

本章小结 223

思考与练习题9 223

第3篇 应用与实训 224

第10章 单片机应用系统实例 224

10.1 两坐标步进电机控制系统 224

10.1.1 系统工作原理 224

10.1.2 单片机硬件控制电路 225

10.1.3 控制软件 226

10.1.4 系统设计特点 231

10.2 单片机温度控制系统 232

10.2.1 控制要求 232

10.2.2 控制方案 232

10.2.3 硬件设计 233

10.2.4 软件设计 234

本章小结 245

思考与练习题10 246

第11章 可编程控制器应用实例 247

11.1 交通信号灯控制系统设计 247

11.1.1 控制要求 247

11.1.2 PLC选型及I/O接线 248

11.1.3 I/O地址定义表 248

11.1.4 控制程序设计 248

11.2 机械手控制系统设计 250

11.2.1 控制要求 250

11.2.2 输入／输出分析 250

11.2.3 控制程序容量估计 251

11.2.4 PLC选型及I/O接线 251

11.2.5 I/O地址定义表 251

11.2.6 控制程序设计 251

11.2.7 选用其他PLC产品实现控制 253

本章小结 253

思考与练习题11 255

第12章 实验与实训 256

12.1 单片机实验 256

12.1.1 实验一存储器块清零 256

12.1.2 实验二PI口输入、输出实验 257

12.1.3 实验三交通灯控制 258

12.1.4 实验四用74LS273扩展I/O口实验 259

12.1.5 实验五串行数转换成并行数实验 260

12.1.6 实验六计数器实验 262

12.1.7 实验七急救车与交通灯 262

12.1.8 实验八8255输入、输出实验 263

12.1.9 实验九七段数码管显示 265

12.1.10 实验十键盘扫描显示实验 267

12.2 可编程控制器实验 269

12.2.1 实验一可编程控制器编程软件使用 269

12.2.2 实验二彩灯实验 269

12.2.3 实验三交通信号灯实验 270

12.2.4 实验四三相异步电动机的Y-△启动实验 270

12.2.5 实验五电梯控制 271

本章小结 272

参考文献 273