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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110

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232

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351

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469

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585

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6113

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7128

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,RET150

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-20DU176

本章小结177

思考与练习题8177

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/WIN32212

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9223

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10246

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11255

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