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第1章 基础知识1

1.1 信息在计算机中的表示1

1.1.1 数在计算机内的表示1

1.1.2 字符在计算机内的表示5

1.2 单片机的概念及其特点6

1.2.1 单片机的基本概念6

1.2.2 单片机的主要特点6

1.3 单片机的发展及其主要品种7

1.3.1 4位单片机7

1.3.2 8位单片机8

1.3.3 16位单片机8

1.3.4 32位单片机8

1.4 单片机的应用8

1.4.1 单机应用9

1.4.2 多机应用9

1.4.3 单片机的等级9

习题9

第2章 单片机基本原理11

2.1 MCS-51系列单片机简介11

2.2 MCS-51系列单片机的结构原理12

2.2.1 MCS-51系列单片机的基本组成12

2.2.2 MCS-51系列单片机的内部结构12

2.2.3 MCS-51系列单片机的中央处理器（CPU）12

2.2.4 MCS-51系列单片机的存储器结构15

2.2.5 MCS-51系列单片机的输入／输出接口21

2.3 MCS-51系列单片机的外部引脚及片外总线25

2.3.1 外部引脚25

2.3.2 片外总线结构27

2.4 MCS-51系列单片机的工作方式28

2.4.1 复位方式28

2.4.2 程序执行方式29

2.4.3 单步执行方式29

2.4.4 掉电和节电方式30

2.4.5 编程和校验方式31

2.5 MCS-51系列单片机的时序32

2.5.1 机器周期和指令周期32

2.5.2 单机器周期指令的时序32

2.5.3 双机器周期指令的时序33

习题33

第3章 单片机汇编程序设计34

3.1 MCS-51系列单片机汇编指令格式及标识34

3.1.1 指令格式34

3.1.2 指令中用到的标识符35

3.2 MCS-51系列单片机的寻址方式35

3.2.1 常数寻址（立即寻址）35

3.2.2 寄存器数寻址（寄存器寻址）36

3.2.3 存储器数寻址36

3.2.4 位寻址38

3.2.5 指令寻址38

3.3 MCS-51系列单片机指令系统39

3.3.1 数据传送指令39

3.3.2 算术运算指令42

3.3.3 逻辑操作指令44

3.3.4 控制转移指令45

3.3.5 位操作指令50

3.4 MCS-51系列单片机汇编程序常用伪指令52

3.5 MCS-51系列单片机汇编程序设计55

3.5.1 运算程序55

3.5.2 数据的拼拆和转换58

3.5.3 多分支转移（散转）程序60

习题62

第4章 单片机C语言程序设计65

4.1 C语言与MCS-51单片机65

4.1.1 C语言的特点及程序结构65

4.1.2 C语言与MCS-51单片机67

4.1.3 C51程序结构67

4.2 C51的数据类型68

4.3 C51的运算量70

4.3.1 常量70

4.3.2 变量72

4.3.3 存储模式75

4.3.4 绝对地址的访问75

4.4 C51的运算符及表达式77

4.4.1 赋值运算符77

4.4.2 算术运算符78

4.4.3 关系运算符78

4.4.4 逻辑运算符78

4.4.5 位运算符79

4.4.6 复合赋值运算符79

4.4.7 逗号运算符80

4.4.8 条件运算符80

4.4.9 指针与地址运算符80

4.5 表达式语句及复合语句81

4.5.1 表达式语句81

4.5.2 复合语句81

4.6 C51的输入／输出82

4.6.1 格式输出函数printf（）83

4.6.2 格式输入函数scanf（）83

4.7 C51程序基本结构与相关语句84

4.7.1 C51的基本结构84

4.7.2 if语句87

4.7.3 switch/case语句87

4.7.4 while语句88

4.7.5 do...while语句89

4.7.6 for语句89

4.7.7 循环的嵌套90

4.7.8 break和continue语句90

4.7.9 return语句91

4.8 函数91

4.8.1 函数的定义92

4.8.2 函数的调用与声明94

4.8.3 函数的嵌套与递归96

4.9 C51构造数据类型98

4.9.1 数组98

4.9.2 指针100

4.9.3 结构103

4.9.4 联合105

4.9.5 枚举107

习题108

第5章 MCS-51单片机内部资源及编程111

5.1 并行输入／输出接口111

5.2 定时／计数器接口111

5.2.1 定时／计数器的主要特性111

5.2.2 定时／计数器T0、T1的结构及工作原理112

5.2.3 定时／计数器的方式和控制寄存器113

5.2.4 定时／计数器的工作方式114

5.2.5 定时／计数器的初始化编程及应用117

5.3 串行接口121

5.3.1 通信的基本概念121

5.3.2 MCS-51单片机串行口功能与结构123

5.3.3 串行口的工作方式125

5.3.4 串行口的编程及应用127

5.4 中断系统142

5.4.1 中断的基本概念142

5.4.2 MCS-51单片机的中断系统143

5.4.3 MCS-51中断系统的应用147

习题150

第6章 MCS-51单片机系统扩展152

6.1 MCS-51单片机的最小系统152

6.1.1 8051/8751的最小系统152

6.1.2 8031最小系统152

6.2 存储器扩展153

6.2.1 存储器扩展概述153

6.2.2 程序存储器扩展156

6.2.3 数据存储器扩展158

6.3 输入／输出口扩展159

6.3.1 简单I/O接口扩展159

6.3.2 可编程I/O扩展（8255A）161

习题167

第7章 MCS-51单片机与键盘、显示器的接口169

7.1 MCS-51单片机与键盘的接口169

7.1.1 键盘的工作原理169

7.1.2 独立式键盘与单片机的接口171

7.1.3 矩阵式键盘与单片机的接口172

7.2 MCS-51单片机与LED显示器接口177

7.2.1 LED显示器的结构与原理177

7.2.2 LED数码管显示器的译码方式179

7.2.3 LED数码管的显示方式180

7.2.4 LED显示器与单片机的接口181

7.3 MCS-51单片机与行程开关、晶闸管、继电器的接口184

7.3.1 行程开关、继电器与MCS-51单片机的接口185

7.3.2 晶闸管与MCS-51单片机的接口185

7.3.3 继电器与MCS-51单片机的接口186

7.3.4 蜂鸣器与MCS-51单片机的接口187

习题187

第8章 MCS-51与D/A、A/D的接口188

8.1 MCS-51单片机与ADC的接口188

8.1.1 A/D转换器概述188

8.1.2 ADC0809与MCS-51的接口189

8.2 MCS-51单片机与DAC的接口194

8.2.1 D/A转换器概述194

8.2.2 MCS-51单片机与8位DAC0832的接口196

习题201

第9章 MCS-51单片机的其他接口202

9.1 LCD与MCS-51接口202

9.1.1 字符型点阵式液晶显示器202

9.1.2 LCD显示器与单片机的接口与应用207

9.2 MCS-51单片机与I2C总线芯片接口211

9.2.1 I2C总线简介211

9.2.2 I2C总线EEPROM芯片与单片机接口213

9.3 MCS-51单片机与时钟日历芯片接口225

9.3.1 并行日历时钟芯片DS12887与单片机接口225

9.3.2 串行日历时钟芯片与单片机接口233

习题243

第10章 单片机应用系统设计244

10.1 单片机应用系统的基本结构244

10.1.1 单片机应用系统的硬件系统244

10.1.2 单片机应用系统开发的基本过程245

10.2 单片机应用系统的硬件系统设计247

10.2.1 硬件系统设计原则247

10.2.2 硬件设计248

10.3 单片机应用系统的软件设计249

10.3.1 软件设计的特点249

10.3.2 资源分配250

10.3.3 单片机应用系统开发工具250

习题251

第11章 单片机应用系统设计实例252

11.1 单片机电子时钟的设计252

11.1.1 软时钟的基本原理252

11.1.2 系统硬件电路的设计252

11.1.3 系统软件程序的设计253

11.2 多路数字电压表的设计259

11.2.1 多路数字电压表的原理及功能259

11.2.2 系统硬件电路的设计260

11.2.3 系统软件程序的设计261

习题268

第12章 Keil C51集成环境的使用269

12.1 Keil C51简介269

12.1.1 Keil uVision2 IDE的安装269

12.1.2 Keil uVision2 IDE界面269

12.2 Keil uVision2 IDE的使用方法274

12.2.1 项目文件的建立274

12.2.2 给项目添加程序文件275

12.2.3 编译、连接项目，形成目标文件276

12.2.4 运行调试观察结果277

12.2.5 多文件的处理278

12.2.6 仿真环境的设置279

12.3 Keil C51的调试技巧282

12.3.1 如何设置和删除断点282

12.3.2 如何查看和修改寄存器的内容282

12.3.3 如何观察和修改变量282

12.3.4 如何观察存储器区域282

12.3.5 并行口的使用283

12.3.6 定时／计数器的使用284

12.3.7 串行口的使用285

12.3.8 外中断的使用285

习题286

附录A MCS-51系列单片机指令表287

A.1 数据传送类指令287

A.2 算术操作类指令288

A.3 逻辑操作类指令289

A.4 控制转移类指令289

A.5 位操作类指令290

附录B C51的库函数292

B.1 寄存器库函数REGXXX.H292

B.2 字符函数CTYPE.H292

B.3 一般输入／输出函数STDIO.H294

B.4 内部函数INTRINS.H295

B.5 标准函数STDLIB.H296

B.6 字符串函数STRING.H297

B.7 数学函数MATH.H299

B.8 绝对地址访问函数ABSACC.H301

附录C 单片机技术及嵌入式系统的网络资源302

C.1 单片机技术及嵌入式系统的常见网站302

C.2 单片机技术及嵌入式系统的官方网站302

参考文献303