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第1章 概述1

1.1 单片机的基本概念1

1.1.1 单片机的发展历程1

1.1.2 单片机技术的多学科交叉特点2

1.1.3 单片机的功能结构特征2

1.2 单片机的发展4

1.2.1 单片机的发展概况5

1.2.2 单片机技术的发展6

1.3 单片机的特点及应用8

1.3.1 单片机的特点8

1.3.2 单片机的应用9

1.4 单片机的类型与常用单片机系列9

1.4.1 单片机的类型9

1.4.2 目前流行的51内核的8位单片机11

习题一15

第2章 51系列单片机的硬件结构16

2.1 51系列单片机简介16

2.1.1 MCS-51系列单片机16

2.1.2 8051派生产品16

2.2 51单片机的内部结构与引脚信号17

2.2.1 51单片机的基本组成17

2.2.2 51单片机的引脚信号17

2.3 微处理器20

2.3.1 运算部件20

2.3.2 控制部件及振荡器21

2.3.3 指令操作时序23

2.4 存储器26

2.4.1 程序存储器26

2.4.2 数据存储器28

2.5 并行输入／输出接口32

2.5.1 P0口32

2 5 2 P1口33

2.5.3 P2口34

2.5.4 P3口34

2.6 定时器／计数器35

2.6.1 定时器／计数器C/T0、C/T1的功能结构35

2.6.2 定时器／计数器C/T0、C/T1的4种工作方式37

2.7 串行输入／输出口39

2.7.1 串行通信的基本概念39

2.7.2 51单片机的串行口42

2.8 51单片机的中断系统47

2.8.1 中断的基本概念47

2.8.2 51单片机中断源47

2.8.3 中断控制49

2.8.4 中断响应的条件、过程与时间51

2.9 复位状态及复位电路52

2.9.1 复位状态52

2.9.2 复位电路53

2.10 51单片机的低功耗方式53

2.10.1 方式设定54

2.10.2 空闲（等待、待机）工作方式54

2.10.3 掉电（停机）工作方式55

习题二55

第3章 51单片机指令系统和汇编语言程序示例57

3.1 51单片机指令系统概述57

3.1.1 指令与指令系统的概念57

3.1.2 51单片机指令系统及其指令格式58

3.2 寻址方式58

3.2.1 立即寻址59

3.2.2 寄存器寻址59

3.2.3 寄存器间接寻址59

3.2.4 直接寻址60

3.2.5 变址寻址60

3.2.6 相对寻址60

3.2.7 位寻址61

3.3 数据传送类指令61

3.3.1 访问片内数据存储器的一般数据传送指令61

3.3.2 访问片内数据存储器的特殊传送指令63

3.3.3 访问片外数据存储器的数据传送指令64

3.3.4 访问程序存储器的数据传送指令65

3.4 算术运算指令66

3.4.1 加、减运算指令66

3.4.2 十进制调整指令67

3.4.3 乘、除法指令68

3.5 逻辑运算及移位指令69

3.6 控制转移类指令71

3.6.1 无条件转移指令71

3.6.2 条件转移指令73

3.7 子程序调用与返回指令75

3.7.1 子程序调用指令75

3.7.2 返回指令76

3.7.3 空操作指令76

3.8 位操作类指令76

3.9 汇编程序格式与伪指令78

3.10 汇编程序设计示例81

3.10.1 算术与逻辑处理程序81

3.10.2 数制转换程序85

3.10.3 多分支转移（散转）程序86

3.10.4 定时器／计数器应用程序88

3.10.5 外部中断应用程序90

3.10.6 串行口应用程序91

习题三96

第4章 51单片机系统功能扩展100

4.1 系统扩展概述100

4.1.1 最小应用系统100

4.1.2 单片机系统扩展的内容与方法101

4.2 常用扩展器件简介101

4.2.1 锁存器74LS373102

4.2.2 74LS244和74LS245芯片103

4.2.3 3-8译码器74LS138104

4.3 存储器的扩展105

4.3.1 存储器扩展概述105

4.3.2 程序存储器的扩展107

4.3.3 数据存储器的扩展110

4.3.4 兼有片外程序存储器和片外数据存储器的扩展举例112

4.4 并行I/O扩展113

4.4.1 I/O口扩展概述113

4.4.2 8255A可编程并行I/O口扩展114

4.4.3 8155可编程并行I/O口扩展121

4.4.4 用TTL芯片扩展简单的I/O接口126

4.4.5 用串行口扩展并行I/O口129

习题四131

第5章 单片机串行口功能扩展133

5.1 串行口功能扩展概述133

5.2 51系列单片机与异步串行通信总线接口133

5.2.1 RS-232接口133

5.2.2 51单片机与PC机间的通信接口138

5.2.3 RS-449/RS-422/RS-423/RS-485标准接口148

5.3 51系列单片机与同步串行总线接口150

5.3.1 I2C总线151

5.3.2 SPI总线接口160

5.3.3 单总线技术162

习题五168

第6章 51单片机的接口与应用170

6.1 按键、键盘及其接口170

6.1.1 键输入过程与软件结构170

6.1.2 键盘接口和键输入软件中应解决的几个问题171

6.1.3 独立式按键172

6.1.4 行列式键盘173

6.2 LED显示器及其接口177

6.2.1 LED显示器结构与原理177

6.2.2 LED显示器的显示方式178

6.2.3 LED显示器接口179

6.2.4 键盘、显示器组合接口182

6.3 LCD显示器及其接口185

6.3.1 液晶显示器简介185

6.3.2 字符型液晶显示模块LCM的组成原理185

6.3.3 LCM的命令字188

6.3.4 字符型LCM的接口及应用举例191

6.4 A/D转换器接口197

6.4.1 A/D转换器概述197

6.4.2 A/D转换器ADC0809单片机的接口198

6.4.3 单片机与A/D转换器AD574的接口201

6.4.4 串行A/D转换器与单片机的接口204

6.5 D/A转换器接口207

6.5.1 D/A转换器概述207

6.5.2 8位D/A转换器与单片机的接口209

6.5.3 高于8位D/A转换器与单片机的接口215

6.5.4 串行D/A转换器与单片机的接口217

6.6 行程开关、晶闸管、继电器与单片机的接口220

6.6.1 光电耦合器件220

6.6.2 行程开关、继电器触点与单片机的接口221

6.6.3 晶闸管元件与单片机接口221

6.6.4 继电器与单片机接口222

习题六223

第7章 单片机应用系统设计与开发225

7.1 单片机应用系统结构与应用系统的设计内容225

7.1.1 单片机应用系统的一般硬件组成225

7.1.2 单片机应用系统的设计内容228

7.2 单片机应用系统开发过程228

7.2.1 系统需求与方案调研230

7.2.2 可行性分析230

7.2.3 系统方案设计230

7.2.4 系统详细设计与制作231

7.2.5 系统调试与修改231

7.2.6 生成正式系统（或产品）231

7.3 单片机应用系统的一般设计方法231

7.3.1 确定系统的功能与性能231

7.3.2 确定系统基本结构232

7.3.3 单片机应用系统硬、软件的设计原则233

7.3.4 硬件设计234

7.3.5 软件设计235

7.3.6 资源分配236

7.4 单片机应用系统的调试237

7.4.1 硬件调试237

7.4.2 软件调试239

7.4.3 系统联调240

7.4.4 现场调试240

7.5 51单片机应用系统设计与调试实例241

习题七244

第8章 单片机C语言应用程序设计245

8.1 C语言与51单片机245

8.1.1 51单片机C语言编程简介245

8.1.2 Keil C51开发工具246

8.1.3 Keil C51对标准C语言的扩展247

8.2 C51数据类型及其在51单片机中的存储方式247

8.2.1 Keil C51中的基本数据类型247

8.2.2 C51数据在51单片机中的存储方式248

8.3 C51数据的存储类型与51单片机存储结构250

8.3.1 存储类型250

8.3.2 存储模式252

8.4 51单片机特殊功能寄存器的C51定义253

8.5 51单片机并行接口的C51定义254

8.6 位变量的C51定义254

8.6.1 位变量的C51定义255

8.6.2 对位变量定义的限制255

8.7 C51的指针256

8.7.1 通用指针与指定存储器的指针256

8.7.2 指针转换257

8.8 与使用51单片机内部资源有关的头文件258

8.9 51单片机内部资源应用的C语言编程260

8.9.1 中断应用的C语言编程260

8.9.2 定时器／计数器应用的C语言编程262

8.9.3 串行口使用的C语言编程264

8.10 51单片机片外扩展的C语言编程267

8.10.1 8255与单片机接口C语言程序267

8.10.2 51单片机数据采集的C语言编程268

8.10.3 51单片机输出控制的C语言编程272

8.11 频率、周期测量的C语言编程278

8.11.1 测量频率278

8.11.2 测量周期280

8.12 51单片机间通信的C语言编程281

8.12.1 点对点的串行异步通信281

8.12.2 多机通信285

8.13 键盘和数码显示人机交互的C语言编程293

8.13.1 行列式键盘与51单片机接口的C51编程293

8.13.2 七段数码管显示与51单片机接口的C51编程294

8.13.3 字符型液晶显示模块（LCM）与51单片机的接口296

习题八300

附录A ASCII码表302

附录B 51单片机指令表303

附录C 利用μVision4开发应用程序指导310

C.1 μVision4简介310

C.2 在μVision4中创建应用310

C.3 项目参数配置313

C.4 单片机外部设备仿真314