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第1章 绪论1

1.1 单片机概论1

1.1.1 微处理器、微型计算机与单片机1

1.1.2 单片机的分类和指标3

1.1.3 单片机的内部结构3

1.1.4 单片机的应用领域及趋势4

1.1.5 单片机的编程语言概述7

1.1.6 如何学习单片机这门技术8

1.2 常用的51单片机9

1.2.1 Intel公司系列单片机9

1.2.2 Atmel公司系列单片机9

1.2.3 Philips公司系列单片机10

1.2.4 STC公司系列单片机10

1.3 本章小结10

习题11

第2章 单片机硬件基础12

2.1 单片机内部结构12

2.1.1 中央处理器（CPU）12

2.1.2 存储器结构15

2.1.3 I/O端口结构22

2.1.4 定时器/计数器结构25

2.1.5 中断系统25

2.2 单片机引脚功能26

2.2.1 芯片封装26

2.2.2 芯片引脚及功能27

2.3 单片机工作时序29

2.3.1 时钟电路29

2.3.2 时序定时单位30

2.3.3 指令的执行时序30

2.4 单片机的工作方式31

2.4.1 复位工作方式31

2.4.2 程序执行方式32

2.4.3 低功耗工作方式32

2.4.4 其他工作方式33

2.5 单片机的最小系统33

2.6 本章小结34

习题35

第3章 单片机的指令系统37

3.1 单片机的指令系统概述37

3.1.1 指令格式37

3.1.2 符号说明37

3.2 单片机的寻址方式38

3.2.1 立即寻址38

3.2.2 直接寻址39

3.2.3 寄存器寻址39

3.2.4 间接寻址（寄存器间接寻址）39

3.2.5 变址寻址40

3.2.6 相对寻址40

3.2.7 位寻址40

3.2.8 寻址方式总汇41

3.3 单片机的指令说明42

3.3.1 数据传送类指令42

3.3.2 算术运算类指令46

3.3.3 逻辑运算类指令50

3.3.4 控制转移类指令52

3.3.5 位操作指令55

3.3.6 单片机的伪指令56

3.4 汇编程序设计59

3.5 本章小结62

习题63

第4章 单片机的Keil μVision4软件开发环境66

4.1 Keil开发工具66

4.1.1 集成环境66

4.1.2 启动程序68

4.1.3 工作环境69

4.2 单片机软件开发流程74

4.2.1 建立工程74

4.2.2 建立源代码文件76

4.2.3 工程设置78

4.2.4 软件编译与连接83

4.2.5 硬件编程84

4.2.6 程序下载85

4.3 软件调试85

4.3.1 调试窗口86

4.3.2 调试命令91

4.4 本章小结94

习题94

第5章 C51程序设计基础及实例剖析96

5.1 C程序的基本概念96

5.1.1 主函数97

5.1.2 标识符和关键字97

5.1.3 数据的基本类型99

5.1.4 常量和变量100

5.1.5 运算符与表达式103

5.1.6 函数109

5.2 基本的程序设计结构113

5.2.1 顺序结构113

5.2.2 选择结构115

5.2.3 循环结构119

5.3 C51构造数据类型126

5.3.1 数组126

5.3.2 指针129

5.3.3 结构134

5.3.4 联合139

5.3.5 枚举140

5.4 本章小结141

实验与设计142

实验5-1 用*号输出字母C51的图案142

实验5-2 用自增自减运算控制P1口流水花样144

实验5-3 用不同数据类型控制灯闪烁的时间146

实验5-4 灯的左移右移程序148

习题149

第6章 C51语言的进阶应用152

6.1 程序设计及编程方法152

6.1.1 单片机程序的编制过程152

6.1.2 单片机程序设计技巧152

6.2 Keil C51的预处理器155

6.2.1 宏定义155

6.2.2 文件包含161

6.2.3 条件编译162

6.3 Keil C51常用库函数164

6.3.1 内部函数intrins.h165

6.3.2 输入／输出流函数stdio.h165

6.3.3 动态内存分配函数stdib.h167

6.3.4 字符函数ctype.h167

6.3.5 缓冲区和字符串操作函数string.h168

6.3.6 绝对地址访问absacc.h169

6.3.7 访问SFR和SFR bit地址regxx.h169

6.4 在Keil μVision中编写用户自己的库函数169

6.4.1 用户库函数的建立步骤170

6.4.2 用户库函数的引用步骤170

6.4.3 一个用户库函数的应用实例170

6.5 C51语言的编译常见报警错误以及解决办法172

6.5.1 变量未被使用警告（Warning 280）173

6.5.2 函数未被声明警告（Warning C206）173

6.5.3 头文件无法打开错误（Error C318）173

6.5.4 函数名称重复定义错误（Error C237）174

6.5.5 函数未被调用警告174

6.5.6 内存空间溢出错误174

6.5.7 函数重入警告174

6.5.8 常见编译器错误列表175

6.6 本章小结179

实验与设计180

实验6-1 处理代码段中未被使用的变量180

实验6-2 内存空间溢出错误处理180

习题181

第7章 51单片机的内部资源182

7.1 输入／输出控制182

7.2 中断系统183

7.2.1 中断的基本概念184

7.2.2 中断源及其中断的入口地址184

7.2.3 中断控制相关的寄存器185

7.2.4 中断响应过程187

7.2.5 C51中断的程序设计188

7.3 定时／计数器192

7.3.1 定时／计数器的结构和工作方式192

7.3.2 定时／计数器的寄存器194

7.3.3 定时／计数器的工作方式196

7.3.4 定时／计数器的程序设计199

7.4 本章小结202

实验与设计203

实验7-1 设计报警器203

实验7-2 统计外中断1的中断次数204

实验7-3 定时／计数器T0作定时应用实验206

习题208

第8章 51单片机的系统扩展210

8.1 单片机外部扩展资源和扩展编址技术概述210

8.1.1 单片机外部扩展资源简介210

8.1.2 单片机系统扩展原理211

8.1.3 存储器扩展的编址技术214

8.2 程序存储器的扩展215

8.2.1 程序存储器的典型芯片215

8.2.2 EEPROM与单片机的连接216

8.3 数据存储器的扩展217

8.3.1 单片机RAM的读写时序217

8.3.2 RAM与单片机的连接218

8.4 并行I／O口的扩展219

8.4.1 采用TTL电路扩展I／O接口220

8.4.2 采用8255芯片扩展I/O接口220

8.5 可编程外围定时／计数器8253224

8.5.1 8253的结构和引脚224

8.5.2 8253的工作方式和控制字226

8.5.3 8253与C51单片机的接口226

8.6 外部中断的扩展229

8.6.1 采用定时／计数器溢出中断扩展外部中断源229

8.6.2 采用串行通信接口扩展外部中断源230

8.6.3 采用中断源查询法扩展外部中断源230

8.6.4 用优先权编码器扩展中断源231

8.7 I2C接口芯片AT24CXX233

8.7.1 I2C总线的特点233

8.7.2 12C总线通信技术234

8.7.3 AT24C系列与C51的接口235

8.8 SPI接口芯片X5045240

8.8.1 SPI总线的组成241

8.8.2 X5045简介241

8.8.3 X5045芯片与C51单片机的连接243

8.9 本章小结247

实验与设计248

实验8-1 8255并口扩展实验248

实验8-2 I2C总线实验249

习题253

第9章 51单片机的串行通信接口256

9.1 串行通信方式256

9.1.1 串行通信分类256

9.1.2 数据的传输模式257

9.1.3 波特率257

9.2 串口结构258

9.2.1 51单片机串行口的硬件结构258

9.2.2 数据缓冲寄存器SBUF260

9.2.3 串行口控制寄存器SCON260

9.2.4 特殊功能寄存器PCON261

9.3 MCS-51串口工作方式261

9.3.1 方式0262

9.3.2 方式1262

9.3.3 方式2和方式3262

9.3.4 各方式下波特率的计算263

9.4 串行通信接口标准RS-232263

9.4.1 RS-23 2C标准264

9.4.2 单片机串行通信的连接266

9.5 串行通信接口标准RS-422和RS-485266

9.5.1 RS-42 2通信协议267

9.5.2 RS-48 5通信协议269

9.6 本章小结271

实验与设计271

习题273

第10章 51单片机的A／D与D／A 转换276

10.1 数／模转换276

10.1.1 D/A转换器276

10.1.2 D/A转换芯片DAC0832278

10.1.3 DAC0832应用实例280

10.2 模／数转换282

10.2.1 A/D转换器282

10.2.2 A/D转换芯片ADC0809284

10.2.3 MCS-51单片机与ADC0809接口286

10.3 本章小结289

实验与设计289

实验10-1 简易直流电源的设计289

实验10-2 简单数字电压表的设计290

习题293

第11章 输入设备296

11.1 输入设备的分类及结构296

11.1.1 开关和按键296

11.1.2 按键去抖动296

11.1.3 非编码独立式键盘297

11.1.4 非编码矩阵式键盘298

11.1.5 编码键盘298

11.2 键盘与单片机的接口298

11.2.1 独立式键盘与单片机的接口299

11.2.2 矩阵式键盘与单片机的接口300

11.3 本章小结304

实验与设计304

习题306

第12章 输出设备310

12.1 输出设备的种类及结构310

12.1.1 发光二极管310

12.1.2 数码管310

12.1.3 液晶显示模块312

12.2 输出设备的接口及其编程312

12.2.1 LED指示灯功能的程序实现313

12.2.2 数码管与单片机接口的程序实现314

12.3 本章小结317

实验与设计318

习题320

第13章 51单片机系统开发基础322

13.1 单片机系统的基本开发过程322

13.1.1 系统开发概述322

13.1.2 总体方案设计323

13.1.3 硬件设计325

13.1.4 软件设计326

13.1.5 系统调试327

13.2 系统的优化设计329

13.2.1 系统的可靠性设计329

13.2.2 系统自诊断332

13.3 本章小结334

习题334

第14章 单片机系统综合实例——投票系统336

14.1 实例需求说明336

14.2 实例设计336

14.2.1 总体设计336

14.2.2 投票系统中心端硬件设计337

14.2.3 投票系统终端硬件设计338

14.2.4 通信协议设计340

14.3 应用代码设计340

14.3.1 投票系统中心端应用代码设计340

14.3.2 中心端应用代码综合348

14.3.3 投票系统终端应用代码设计351

14.3.4 终端应用代码综合357

实验与设计359

实验14-1 呼吸灯359

实验14-2 跑步机启停／速度控制模块360

实验14-3 简易电子琴361

实验14-4 手机拨号模块362

实验14-5 简易频率计364

实验14-6 天车控制系统365

实验14-7 PC中控系统366

实验14-8 负载平衡监控系统366

实验14-9 电子抽奖系统368

实验14-10 简易波形发生器369