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第1章 单片机基础知识1

1.1 单片机概述1

1.1.1 微处理器、微型计算机和单片机的概念1

1.1.2 单片机的发展状况2

1.1.3 单片机的特点3

1.1.4 单片机的应用3

1.1.5 常用单片机系列产品4

1.2 数制与编码7

1.2.1 数制7

1.2.2 编码12

1.2.3 计算机中带符号数的表示14

1.3 单片机应用开发系统15

1.3.1 开发系统的功能15

1.3.2 开发过程17

1.4 单片机开发快速入门17

1.4.1 μVision集成开发环境简介18

1.4.2 工程建立和编译的基本步骤21

1.4.3 仿真器的使用22

1.4.4 编程器的使用23

1.5 案例——点亮发光二极管23

1.5.1 功能和设计思路23

1.5.2 硬件电路设计24

1.5.3 程序流程及软件设计24

1.5.4 仿真和调试24

本章小结25

思考题与习题25

第2章 80C51单片机的内部结构27

2.1 80C51单片机的基本结构27

2.1.1 80C51系列概述27

2.1.2 80C51单片机的基本结构28

2.1.3 引脚及封装29

2.2 中央处理器30

2.2.1 运算器30

2.2.2 控制器32

2.2.3 CPU的工作流程33

2.3 存储器34

2.3.1 程序存储器35

2.3.2 数据存储器35

2.3.3 特殊功能寄存器37

2.4 时钟电路和时序38

2.4.1 时钟电路38

2.4.2 基本时序单位38

2.4.3 80C51的典型时序39

2.5 复位电路40

2.5.1 复位电路40

2.5.2 单片机复位后的状态41

2.6 并行输入／输出端口42

2.6.1 P0口的位结构42

2.6.2 P1口的位结构43

2.6.3 P2口的位结构44

2.6.4 P3口的位结构44

2.7 80C51单片机的低功耗方式45

2.7.1 电源控制寄存器45

2.7.2 待机方式46

2.7.3 掉电方式46

2.8 案例——霓虹灯控制46

2.8.1 功能和设计思路46

2.8.2 硬件电路设计47

2.8.3 程序流程及软件设计47

2.8.4 仿真和调试49

本章小结49

思考题与习题50

第3章 80C5 1单片机的指令系统53

3.1 指令系统简介53

3.1.1 指令的格式53

3.1.2 指令的三种表示形式53

3.1.3 指令的字节数54

3.1.4 指令的分类55

3.2 寻址方式55

3.2.1 符号约定55

3.2.2 寻址方式说明55

3.3 80C51指令系统60

3.3.1 数据传送类指令60

3.3.2 算术运算类指令64

3.3.3 逻辑操作类指令69

3.3.4 控制转移类指令71

3.3.5 位操作类指令77

3.4 案例——霓虹灯的控制78

3.4.1 功能和设计思路78

3.4.2 硬件电路设计79

3.4.3 程序流程及软件设计79

3.4.4 仿真和调试81

本章小结82

思考题与习题82

第4章 汇编语言程序设计基础86

4.1 汇编语言源程序的设计与汇编86

4.1.1 程序设计步骤86

4.1.2 源程序的汇编87

4.1.3 伪指令87

4.2 汇编语言程序设计90

4.2.1 顺序程序设计90

4.2.2 分支程序设计91

4.2.3 循环程序设计92

4.2.4 子程序设计94

4.3 实用程序举例96

4.3.1 延时96

4.3.2 代码转换97

4.3.3 数据处理100

4.3.4 算术运算103

4.3.5 组合逻辑设计106

4.4 案例——信号灯的控制107

4.4.1 功能和设计思路107

4.4.2 硬件电路设计107

4.4.3 程序流程及软件设计108

4.4.4 仿真和调试108

本章小结109

思考题与习题109

第5章 80C51的中断系统及定时器／计数器112

5.1 中断概述112

5.1.1 中断的特点112

5.1.2 中断的基本概念112

5.1.3 中断的过程113

5.1.4 中断嵌套114

5.2 80C51中断系统114

5.2.1 中断源及中断向量地址114

5.2.2 中断系统结构115

5.2.3 中断标志与控制116

5.2.4 中断请求的响应、撤除及返回118

5.3 中断系统的应用120

5.3.1 中断系统初始化120

5.3.2 中断服务子程序121

5.4 定时器／计数器T0、T1概述121

5.4.1 定时器／计数器T0、T1的结构121

5.4.2 定时器／计数器的原理122

5.5 定时器／计数器的控制方法122

5.5.1 定时器／计数器寄存器122

5.5.2 定时器／计数器的初始化123

5.5.3 定时器／计数器初值的确定方法124

5.6 定时器／计数器T0、T1的工作方式124

5.6.1 方式0124

5.6.2 方式1125

5.6.3 方式2125

5.6.4 方式3126

5.7 定时器／计数器T0、T1应用举例127

5.7.1 定时器应用举例127

5.7.2 计数器应用举例129

5.7.3 门控位应用举例130

5.8 案例——四人抢答器131

5.8.1 功能和设计思路131

5.8.2 硬件电路设计131

5.8.3 程序流程及软件设计131

5.8.4 仿真和调试134

本章小结134

思考题与习题135

第6章 80C51的串行接口及串行通信技术138

6.1 串行通信概述138

6.1.1 同步通信和异步通信方式138

6.1.2 串行通信的数据传输速率139

6.1.3 波特率和收／发时钟140

6.1.4 单工、半双工、全双工工作方式140

6.1.5 信号的调制与解调140

6.1.6 差错检测和校正141

6.1.7 串行通信接口电路141

6.2 串行通信总线标准及其接口142

6.2.1 RS-232C接口142

6.2.2 RS-449、RS-422A、RS-423A标准接口144

6.2.3 20mA电流环串行接口144

6.3 80C51串行接口简介145

6.3.1 串行接口结构与工作原理145

6.3.2 串行接口控制寄存器146

6.3.3 波特率的设置147

6.4 串行通信工作方式148

6.4.1 方式0148

6.4.2 方式1150

6.4.3 方式2和方式3151

6.5 串行接口应用举例152

6.5.1 用串行接口扩展I/O接口152

6.5.2 用串行接口进行异步通信153

6.5.3 单片机与PC间的通信154

6.6 80C51单片机之间的通信156

6.6.1 双机通信硬件电路156

6.6.2 双机通信软件编程156

6.6.3 多机通信160

6.7 案例——单片机之间的双机通信162

6.7.1 功能和设计思路162

6.7.2 硬件电路设计163

6.7.3 程序流程及软件设计164

6.7.4 仿真和调试169

本章小结169

思考题与习题169

第7章 C51程序设计入门172

7.1 C51的数据与运算172

7.1.1 C51的数据类型172

7.1.2 C51的数据存储类型173

7.1.3 C51的数据存储模式174

7.1.4 C51的运算符175

7.2 数组、指针和结构177

7.2.1 数组177

7.2.2 指针178

7.2.3 结构179

7.3 C51的程序设计180

7.3.1 C51的程序结构180

7.3.2 C51流程控制语句181

7.3.3 函数的定义与调用185

7.3.4 C51中调用汇编程序188

7.4 51单片机内部资源的C51编程189

7.4.1 中断的C51编程189

7.4.2 定时器／计数器的C51编程190

7.4.3 串行接口的C51编程192

7.5 Keil C51程序开发基本步骤194

7.6 案例——简易红外报警器194

7.6.1 功能和设计思路194

7.6.2 硬件电路设计195

7.6.3 程序流程及软件设计196

7.6.4 仿真和调试197

本章小结197

思考题与习题197

第8章 单片机系统扩展200

8.1 系统扩展概述200

8.1.1 简介200

8.1.2 扩展系统总线结构200

8.1.3 地址的译码202

8.2 存储器的扩展205

8.2.1 常用存储器扩展芯片205

8.2.2 程序存储器的扩展与设计208

8.2.3 数据存储器的扩展与设计211

8.3 并行I/O接口的扩展214

8.3.1 简单的并行I/O接口扩展215

8.3.2 可编程I/O接口电路扩展218

8.4 串行扩展概述230

8.4.1 串行扩展特点230

8.4.2 串行扩展分类230

8.4.3 单片机串行扩展的虚拟技术233

8.5 I2C总线233

8.5.1 I2C总线基础233

8.5.2 I2C总线基本工作原理234

8.5.3 80C51与I2C总线芯片接口程序设计237

8.6 案例——记忆训练器239

8.6.1 功能和设计思路239

8.6.2 硬件电路设计239

8.6.3 程序流程及软件设计240

8.6.4 仿真和调试243

本章小结243

思考题与习题244

第9章 单片机接口技术246

9.1 概述246

9.1.1 单片机的接口信号和编址方法246

9.1.2 单片机与外设的数据交换方式247

9.2 单片机与键盘接口248

9.2.1 键盘工作原理248

9.2.2 独立式按键249

9.2.3 矩阵式按键251

9.3 单片机与显示器接口256

9.3.1 LED显示和接口256

9.3.2 可编程键盘／显示器接口——Intel 8279262

9.3.3 LED大屏幕显示271

9.3.4 LCD液晶显示和接口274

9.4 A/D转换器接口281

9.4.1 A/D转换器概述281

9.4.2 典型A/D转换器芯片ADC0809283

9.4.3 80C51单片机与ADC0809接口284

9.5 D/A转换器接口286

9.5.1 D/A转换器概述286

9.5.2 典型D/A转换器芯片DAC0832287

9.5.3 DAC0832单缓冲工作方式接口与应用289

9.5.4 DAC0832双缓冲工作方式接口与应用291

9.6 步进电动机与单片机的接口293

9.6.1 步进电动机的控制原理293

9.6.2 步进电动机的单片机控制295

9.7 案例——密码锁的设计297

9.7.1 功能和设计思路297

9.7.2 硬件电路设计297

9.7.3 程序流程及软件设计298

9.7.4 仿真和调试300

本章小结301

思考题与习题301

第10章 基础实训303

10.1 单片机基础知识303

10.1.1 应用系统开发过程演示303

10.1.2 仿真器和烧录器的使用304

10.2 80C51单片机的内部结构305

10.2.1 片上资源认知305

10.2.2 闪烁灯控制306

10.3 80C51单片机指令系统307

10.3.1 寻址方式练习307

10.3.2 数据传送程序练习308

10.3.3 算术逻辑指令练习309

10.3.4 其他功能指令练习311

10.4 汇编语言程序设计313

10.4.1 分支和循环程序练习313

10.4.2 查表程序练习314

10.4.3 查找程序练习316

10.4.4 数码管显示317

10.5 单片机的中断系统及定时器／计数器318

10.5.1 中断控制318

10.5.2 方波发生器320

10.6 80C51的串行接口及串行通信技术323

10.6.1 单片机与PC通信323

10.6.2 双机通信325

10.7 C51程序设计入门327

10.7.1 I/O位操作应用327

10.7.2 定时器应用328

10.7.3 串行中断应用329

10.8 单片机系统扩展331

10.8.1 片外RAM数据传送331

10.8.2 简 I/O接口扩展332

10.9 单片机接口技术333

10.9.1 A/D转换333

10.9.2 D/A转换336

10.10 综合实训338

10.10.1 按键显示控制338

10.10.2 步进电动机的控制340

10.10.3 数字时钟344

10.10.4 调光灯的设计351

10.10.5 火灾报警控制354

附录 思考题与习题参考答案357

参考文献375