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第1章 单片机概述1

引言1

1.1 单片机的概念2

1.1.1 单片机的基本概念2

1.1.2 单片机的主要特点2

1.1.3 单片机的发展过程2

1.2 单片机的选择及应用领域4

1.2.1 单片机的选择4

1.2.2 单片机的应用领域5

1.2.3 单片机的发展趋势5

1.3 典型单片机性能概览6

1.4 MCS-51单片机的学习11

习题112

第2章 MCS-51单片机的结构与原理13

引言13

2.1 MCS-51单片机硬件结构及引脚14

2.1.1 MCS-51单片机内部结构14

2.1.2 MCS-51单片机外部引脚17

2.2 MCS-51单片机的存储器19

2.2.1 存储器的基本结构19

2.2.2 程序存储器ROM20

2.2.3 数据存储器RAM20

2.2.4 特殊功能寄存器SFR21

2.3 MCS-5 1单片机的系统时钟及时序25

2.3.1 时钟电路25

2.3.2 MCS-51的时序单位26

2.3.3 典型时序分析27

2.4 MCS-51单片机的工作方式29

2.4.1 复位方式29

2.4.2 程序执行方式30

2.4.3 节电工作方式31

2.4.4 编程和校验方式32

2.5 MCS-51单片机最小系统32

2.6 实验与实训33

2.6.1 单片机最小系统硬件电路33

2.6.2 复位、晶振、ALE信号的观察33

习题234

第3章 MCS-51单片机汇编语言与程序设计36

引言36

3.1 概述37

3.1.1 汇编语言程序的组成37

3.1.2 汇编语言指令格式与伪指令37

3.1.3 指令的分类41

3.2 MCS-51单片机的寻址方式42

3.2.1 立即寻址42

3.2.2 直接寻址42

3.2.3 寄存器寻址43

3.2.4 寄存器间接寻址44

3.2.5 变址寻址45

3.2.6 相对寻址46

3.2.7 位寻址46

3.3 MCS-51单片机的指令系统47

3.3.1 数据传送指令（DataTransfer）47

3.3.2 算术运算指令（Arithmetic Operations）54

3.3.3 逻辑运算及移位指令（Logical Operations and Rotate）59

3.3.4 控制转移指令（Program Branching）63

3.3.5 位操作指令（Boolean Variable Manipulation）69

3.4 汇编语言程序设计基础72

3.4.1 汇编语言程序设计的步骤73

3.4.2 汇编语言的汇编与HEX文件74

3.4.3 汇编语言的开发系统及调试75

3.5 汇编语言程序设计方法77

3.5.1 顺序程序设计78

3.5.2 分支程序设计78

3.5.3 循环程序设计81

3.5.4 查表程序设计84

3.5.5 子程序设计87

3.6 实验与实训90

3.6.1 Keil μVision4集成开发环境和程序调试90

3.6.2 冒泡法数据排序93

习题395

第4章 C51程序设计及Proteus 仿真98

引言98

4.1 编程语言种类及其特点99

4.1.1 汇编语言的特点99

4.1.2 C语言的特点99

4.1.3 C51语言的特点99

4.2 C51简介及特征100

4.2.1 C51扩展100

4.2.2 数据类型101

4.2.3 存储类型103

4.2.4 指针105

4.2.5 函数106

4.3 单片机的C51编程108

4.3.1 输入／输出108

4.3.2 外部中断109

4.3.3 定时器／计数器109

4.3.4 串行通信110

4.4 Proteus软件仿真111

4.4.1 Proteus软件介绍111

4.4.2 基于Proteus的电路仿真112

4.4.3 Keil与Proteus联合调试118

4.5 实验与实训120

4.5.1 Proteus绘制单片机最小系统120

4.5.2 交通灯控制120

习题4122

第5章 MCS-51单片机的内部资源及应用124

引言124

5.1 MCS-51单片机的并行I/O接口125

5.1.1 MCS-51内部并行I/O接口125

5.1. 2 MCS-51内部并行I/O接口的应用127

5.2 MCS-51单片机的中断系统132

5.2.1 中断的基本概念132

5.2.2 MCS-51的中断系统134

5.2.3 MCS-51中断系统的编程140

5.2.4 MCS-51扩展外部中断请求输入口142

5.3 MCS-51单片机的定时器／计数器143

5.3.1 定时器／计数器143

5.3.2 定时器／计数器的工作方式145

5.3.3 定时器／计数器的应用146

5.4 MCS-51单片机的串行通信150

5.4.1 概述150

5.4.2 MCS-51的串行口152

5.4.3 串行口的工作方式153

5.4.4 串行口的通信波特率155

5.4.5 串行口的应用156

5.5 实验与实训161

5.5.1 继电器控制161

5.5.2 工业顺序控制161

习题5163

第6章 MCS-51单片机系统的扩展技术166

引言166

6.1 MCS-51单片机系统扩展概述167

6.1.1 MCS-51系列单片机的外部扩展原理167

6.1.2 MCS-51单片机系统地址空间的分配168

6.2 存储器的扩展169

6.2.1 程序存储器扩展170

6.2.2 数据存储器扩展173

6.2.3 MCS-51对外部存储器的扩展175

6.3 并行I/O接口的扩展176

6.3.1 概述176

6.3.2 普通并行I/O接口扩展177

6.3.3 可编程并行I/O接口芯片扩展180

6.4 总线接口扩展188

6.4.1 EIA RS-232C总线标准与接口电路188

6.4.2 RS-422/RS-485总线标准与接口电路191

6.4.3 I2C总线标准与接口电路193

6.4.4 其他常用总线标准197

6.5 实验与实训199

6.5.1 数据存储器扩展199

6.5.2 步进电动机控制200

习题6201

第7章 MCS-51单片机的输入／输出通道接口202

引言202

7.1 输入／输出通道概述203

7.2 D/A转换器及接口技术206

7.2.1 D/A转换器的性能指标206

7.2.2 D/A转换器的分类207

7.2.3 DAC0832转换器的接口207

7.3 A/D转换器及接口技术212

7.3.1 A/D转换器的性能指标212

7.3.2 A/D转换器的分类213

7.3.3 ADC0809转换器的接口213

7.4 实验与实训216

7.4.1 直流电动机调速216

7.4.2 数据采集系统217

习题7219

第8章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口221

引言222

8.1 MCS-51单片机与键盘的接口技术222

8.1.1 概述222

8.1.2 使用键盘时必须解决的问题222

8.1.3 键盘接口223

8.2 MCS-51单片机与显示器的接口技术232

8.2.1 LED显示器及其接口232

8.2.2 LCD显示器及其接口239

8.3 MCS-51单片机键盘和显示器接口设计实例241

8.3.1 利用8255芯片实现键盘和显示器接口241

8.3.2 利用MCS-51的串行口实现键盘和显示器接口243

8.3.3 利用专用芯片实现键盘和显示器接口245

8.4 MCS-51单片机与微型打印机的接口技术246

8.4.1 微型打印机的特点246

8.4.2 接口技术246

8.4.3 字符代码及打印命令248

8.4.4 打印程序实例249

8.5 实验与实训250

8.5.1 可调数字电子钟250

8.5.2 汉字打印实例255

习题8256

第9章 MCS-51单片机应用系统设计与实例258

引言258

9.1 单片机应用系统设计过程259

9.1.1 总体设计259

9.1.2 硬件设计261

9.1.3 软件设计262

9.1.4 单片机应用系统的调试与测试264

9.2 提高系统可靠性的一般方法265

9.2.1 电源干扰及其抑制265

9.2.2 地线干扰及其抑制266

9.2.3 其他提高系统可靠性的方法268

9.3 应用实例——单片机温度控制系统269

9.3.1 方案论证269

9.3.2 总体设计270

9.3.3 硬件设计270

9.3.4 软件设计273

9.3.5 综合调试283

习题9283

附录284

附录A ASCⅡ码字符表284

附录B MCS-51单片机指令表285

附录C Proteus库元器件分类及部分元器件289

参考文献290