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1　绪论1

1.1　单片机及其特点1

1.2　单片机的应用2

1.3　单片机的历史及发展概况2

1.4　8位单片机的主要生产厂商和机型3

1.5　单片机的发展趋势4

1.6　常用数制及转换5

1.6.1　常用数制5

1.6.2　数制转换7

1.7　数的表示方法8

1.7.1　机器数与真值9

1.7.2　数的原码、反码和补码表示法9

1.8　编码11

1. 8.1　ASCII码（字符编码）11

1.8.2　二—十进制编码（BCD码）11

1.8.3　汉字的编码12

1.8.4　校验码编码13

思考题及习题114

2　MCS-51单片机结构及原理15

2.1 MCS-51系列单片机15

2.2　MCS-51单片机的硬件结构16

2.3　MCS-51单片机引脚及功能17

2.3.1　电源及时钟引脚18

2.3.2　控制引脚18

2.3.3　I/O口引脚19

2.4　MCS-51的微处理器19

2.4.1　控制器20

2.4.2　运算器21

2.5　MCS-51存储器的结构22

2.5.1　存储器概述22

2.5.2　程序存储器25

2.5.3　内部数据存储器26

2.5.4　特殊功能寄存器28

2.6　并行I/O端口30

2.6.1　P0口结构30

2.6.2　P1口结构32

2.6.3　P2口结构32

2.6.4　P3口结构33

2.6.5　P0～P3口小结34

2.7　时钟电路和CPU时序34

2.7.1　时钟电路34

2.7.2　时序35

2.8　复位电路39

2.8.1　复位操作39

2.8.2　复位电路40

2.9　单片机低功耗工作方式40

思考题及习题241

3　MCS-51指令系统及程序设计43

3.1　指令系统简介43

3.1.1　MCS-51指令系统概述43

3.1.2　指令格式43

3.1.3　指令分类及符号说明44

3.2　MCS-51的寻址方式45

3.2.1　直接寻址46

3.2.2　立即寻址方式46

3.2.3　寄存器寻址46

3.2.4　寄存器间接寻址方式47

3.2.5　基址寄存器加变址寄存器间址寻址方式47

3.2.6　相对寻址方式48

3.2.7　位寻址方式48

3.3　数据传送类指令49

3.4　算术运算指令54

3.5　逻辑运算类指令59

3.6　控制程序转移类指令62

3.7　位操作命令68

3.8　MCS-51汇编语言的伪指令69

3.9　汇编语言程序设计实例72

3.9.1　汇编语言程序设计的基本步骤72

3.9.2　汇编语言程序的基本结构73

3.9.3　顺序程序73

3.9.4　分支程序设计74

3.9.5　循环程序设计76

3.9.6　子程序调用79

3.9.7　查表程序81

思考题及习题382

实验1　拆字程序84

4　MCS-51的中断系统86

4.1 中断概述86

4.1.1　中断的概念86

4.1.2　中断的作用87

4.2　MCS-51中断系统的结构88

4.2.1　MCS-51中断请求源88

4.2.2　中断允许寄存器IE90

4.2.3　中断优先级控制及嵌套90

4.2.4　中断响应92

4.2.5　中断处理93

4.3　中断服务程序的设计94

思考题及习题496

实验2　外部中断实验97

5　MCS-51的定时／计数器98

5.1　定时／计数器的结构与工作原理98

5.2　定时／计数器的控制99

5.2.1 工作模式寄存器TMOD99

5.2.2　控制寄存器TCON100

5.3　定时／计数器的工作模式及应用100

5.3.1　模式0及其应用100

5.3.2　模式1及其应用102

5.3.3　模式2及其应用103

5.3.4　模式3及其应用105

5.4　定时／计数器的综合应用举例105

思考题及习题5107

实验3定时／计数器实验108

6　MCS-51串行口及应用109

6.1　串行通信的基础知识109

6.1.1 串行通信的两种基本方式109

6.1.2　串行通信的数据传送方式111

6.1.3　串行通信总线标准及其接口111

6.2　MCS-51的串行口的结构113

6.2.1 电源和波特率控制寄存器PCON115

6.2.2　串行口控制寄存器SCON116

6.3　串行口的工作方式117

6.3.1　串行口方式0117

6.3.2　串行口方式1119

6.3.3　串行口方式2、方式3124

6.4　多机通信128

思考题及习题6132

实验4　串口／并口转换实验132

7　MCS-51人机通信接口134

7.1　键盘接口技术134

7.1.1　键盘输入应解决的问题134

7.1.2　键盘接口的工作原理135

7.1.3　键盘工作方式140

7.2 MCS-51单片机与BCD码拨盘的接口设计141

7.3　蜂鸣器接口技术143

7.4　LED接口技术144

7.4.1 LED显示器结构与原理144

7.4.2　LED显示器接口及显示程序145

7.4.3　LED显示器驱动技术149

7.5　MCS-51与液晶显示器（LCD）的接口152

7.5.1 LCD的分类152

7.5.2　点阵式液晶显示模块153

7.5.3 HD44780模块与MCS-51的接口157

思考题及习题7158

实验5　LED数码显示实验159

8　MCS-51的功率接口160

8.1　MCS-51与功率晶体管的接口160

8.2 MCS-51与集成电路驱动器的接口160

8.3　MCS-51与光电耦合器的接口161

8.4　MCS-51与直流电磁式继电器的接口163

8.5 MCS-51与固态继电器（SSR）的接口164

思考题及习题8165

9　MCS-51单片机的模拟量接口166

9.1 D/A转换接口技术166

9.1.1　D/A转换器概述166

9.1.2 MCS-51与DAC0832的接口167

9.2　A/D转换接口技术170

9.2.1　A/D转换器概述170

9.2.2 MCS-51与ADC0809原理的接口171

9.3　MCS-51与V/F转换器的接口174

9.3.1 LMX31系列V/F转换器175

思考题及习题9176

实验6　模拟量输出接口实训177

10　MCS-51的C51程序设计178

10.1　C51语言的特点178

10.1.1　C51的基本程序结构178

10.1.2　C51程序开发过程179

10.2　C51语言扩展180

10.2.1　数据类型180

10.2.2　存储器类型182

10.2.3　存储器模型182

10.2.4　指针183

10.2.5　C51与汇编的接口183

10.2.6　函数属性184

10.2.7　优化程序186

10.3　C51编程实例186

实验7　C51程序设计实训188

思考题及习题10190

11　MCS-51单片机应用系统设计191

11.1　MCS-51应用系统设计191

11.2　应用系统的硬件设计192

11.2.1　单片机系统扩展部分192

11.2.2　单片机前向通道设计195

11.2.3　单片机后向通道197

11.2.4　单片机人机对话通道197

11.2.5　单片机相互通信通道197

11.3　单片机应用系统的软件设计198

11.4　单片机应用系统的抗干扰设计198

11.4.1　供电系统的抗干扰设计199

11.4.2　空间干扰及抗干扰措施200

11.4.3　过程通道干扰及抗干扰措施201

11.5　软件抗干扰措施201

11.5.1　软件滤波201

11.5.2　开关量输入／输出软件抗干扰设计202

11.5.3　指令冗余及软件陷阱203

11.5.4　看门狗技术204

11.6　单片机应用系统的低功耗技术206

11.6.1　硬件低功耗设计206

11.6.2　软件低功耗设计207

11.7　单片机应用系统的开发与调试207

11.7.1　通用型单片机开发系统207

11.7.2　用户样机调试208

思考题及习题11209

12　MCS-51单片机应用举例210

12.1　实用子程序210

12.2　多功能灯光控制器215

12.2.1　多功能灯光控制器硬件设计215

12.2.2　多功能灯光控制器软件设计215

12.3　步进电机控制221

12.3.1　步进电机控制原理221

12.3.2　步进电机接口技术与软件设计223

12.4　简单温控器226

12.4.1　简单温控器的硬件设计226

12.4.2　简单温控器的软件设计227

附录235

附录A　ASCII码表235

附录B　MCS-51系列单片机指令系统表236

附录C　常用芯片引脚241

参考文献244