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第1章 概述1

1.1 单片机发展概况1

1.1.1 单片机的发展历史1

1.1.2 单片机的组成及特点3

1.1.3 单片机与嵌入式系统4

1.2 80C51系列单片机简介5

1.2.1 80C51系列单片机的发展5

1.2.2 AT89系列单片机的特点及分类6

1.3 其他常用单片机系列简介7

1.3.1 低端产品概述7

1.3.2 高端产品概述8

1.4 单片机基础知识9

1.4.1 数制与编码9

1.4.2 计算机的基本组成电路12

1.4.3 存储器简介15

思考与练习19

第2章 单片机结构及原理20

2.1 单片机结构20

2.1.1 单片机组成及结构20

2.1.2 引脚定义及功能23

2.2 80C51的存储器25

2.2.1 存储器结构和地址空间26

2.2.2 程序存储器26

2.2.3 数据存储器27

2.3 特殊功能寄存器SFR30

2.3.1 80C51系列的SFR30

2.3.2 SFR地址分布及寻址31

2.3.3 SFR的功能与作用32

2.4 单片机的工作原理35

2.4.1 指令与程序概述36

2.4.2 CPU的工作原理36

2.4.3 单片机执行程序过程37

2.5 输入／输出端口结构39

2.5.1 4个I/O端口的主要异同点40

2.5.2 P0口40

2.5.3 P1口42

2.5.4 P2口42

2.5.5 P3口43

2.6 时序及时钟电路44

2.6.1 CPU时序及有关概念44

2.6.2 振荡器和时钟电路45

2.6.3 80C51的指令时序47

2.7 复位和复位电路47

2.7.1 内部复位信号的产生47

2.7.2 复位状态48

2.7.3 外部复位电路设计48

2.8 80C51系列单片机的低功耗方式49

2.8.1 电源控制寄存器PCON49

2.8.2 待机方式50

2.8.3 掉电方式50

思考与练习51

第3章 指令系统52

3.1 指令系统简介52

3.2 寻址方式53

3.2.1 符号约定53

3.2.2 寻址方式说明54

3.3 指令系统分类介绍59

3.3.1 数据传送类指令59

3.3.2 算术运算类指令64

3.3.3 逻辑操作类指令67

3.3.4 控制转移类指令70

3.3.5 位操作类指令73

思考与练习75

第4章 汇编语言程序设计79

4.1 概述79

4.1.1 程序设计语言79

4.1.2 汇编语言规范80

4.1.3 汇编语言程序设计步骤83

4.2 汇编语言程序设计举例83

4.2.1 顺序程序设计84

4.2.2 循环程序设计84

4.2.3 分支程序设计86

4.2.4 查表程序设计89

4.2.5 子程序设计91

思考与练习95

第5章 C51语言程序及开发环境97

5.1 C51语言基础知识97

5.1.1 C51语言简介97

5.1.2 C51语言的运算符及表达式97

5.1.3 C51语言的程序结构99

5.1.4 C51语言的流程控制语句99

5.2 C51语言对通用C语言的扩展102

5.2.1 数据类型102

5.2.2 数据的存储类型104

5.2.3 指针106

5.2.4 函数107

5.2.5 C51语言对单片机硬件的访问109

5.3 C51语言编程举例110

5.4 Keil C51软件开发环境114

5.4.1 Keil软件简介114

5.4.2 项目的建立与设置116

5.4.3 运行调试118

5.5 Proteus硬件仿真环境121

5.5.1 Proteus软件简介121

5.5.2 Proteus ISIS窗口功能121

5.5.3 Proteus ISIS的基本操作123

思考题与练习129

第6章 定时／计数器130

6.1 定时／计数器T0、T1概述130

6.1.1 定时器／计数器T0、T1的结构130

6.1.2 定时／计数器的原理131

6.2 定时／计数器的控制方法131

6.2.1 定时／计数器寄存器131

6.2.2 定时／计数器的初始化133

6.2.3 定时／计数器初值的确定方法133

6.3 定时／计数器T0、T1的工作方式134

6.3.1 方式0134

6.3.2 方式1134

6.3.3 方式2135

6.3.4 方式3135

6.4 定时器T0、T1应用举例137

6.4.1 定时应用举例137

6.4.2 计数应用举例138

6.4.3 门控位应用举例139

6.5 定时／计数器T2141

6.5.1 T2的寄存器142

6.5.2 定时器T2的工作方式143

6.5.3 应用例题147

6.6 定时器T3——WDT监视定时器149

6.6.1 WDT的功能及应用特点149

6.6.2 辅助寄存器AUXR149

思考与练习150

第7章 80C51的串行接口151

7.1 串行通信概述151

7.1.1 同步通信和异步通信方式151

7.1.2 串行通信的数据传送速率152

7.1.3 串行通信的方式152

7.1.4 通信协议153

7.2 80C51串行口简介153

7.2.1 串行口结构与工作原理153

7.2.2 串行口控制寄存器SCON154

7.2.3 80C51的帧格式155

7.2.4 波特率的设置156

7.3 串行通信工作方式157

7.3.1 方式0157

7.3.2 方式1158

7.3.3 方式2和方式3158

7.3.4 多机通信159

7.4 串行口应用举例160

7.4.1 用串行口扩展I/O口160

7.4.2 用串行口进行异步通信163

思考与练习169

第8章 中断系统170

8.1 概述170

8.1.1 中断的概念170

8.1.2 引进中断技术的优点170

8.1.3 中断源171

8.1.4 中断系统的功能171

8.2 AT89S51单片机的中断系统173

8.2.1 中断系统的结构173

8.2.2 中断源及中断入口173

8.2.3 与中断控制有关的寄存器175

8.3 中断处理过程178

8.3.1 中断响应178

8.3.2 中断处理179

8.3.3 中断返回180

8.3.4 中断请求的撤除180

8.3.5 中断响应时间181

8.3.6 扩充外中断源181

8.4 中断程序的设计与应用182

8.4.1 中断程序的一般设计方法183

8.4.2 中断程序应用举例185

思考与练习192

第9章 单片机的系统扩展193

9.1 并行扩展概述193

9.1.1 系统扩展常用接口芯片193

9.1.2 外部并行扩展总线195

9.1.3 并行扩展的寻址方法196

9.2 存储器的并行扩展197

9.2.1 数据存储器扩展概述197

9.2.2 访问片外数据存储器的操作时序197

9.2.3 数据存储器扩展举例198

9.3 并行I/O接口的扩展199

9.3.1 扩展并行I/O口简述199

9.3.2 简单并行I/O口的扩展200

9.4 串行扩展概述201

9.4.1 常用串行总线与串行接口简介201

9.4.2 单片机串行扩展的模拟技术205

9.4.3 串行扩展的主要特点205

9.5 I2C总线206

9.5.1 I2C总线的组成及基本工作原理206

9.5.2 I2C总线的传输时序206

9.5.3 I2C总线的通用模拟软件包208

9.5.4 I2C总线应用举例213

9.6 扩展数／模转换器217

9.6.1 数／模转换器简介218

9.6.2 数／模转换电路原理218

9.6.3 D/A转换器的主要技术指标219

9.6.4 并行D/A转换器220

9.7 扩展模／数转换器223

9.7.1 模／数转换器简介223

9.7.2 模／数转换器的主要技术指标224

9.7.3 逐次逼近式A/D转换器224

9.7.4 双积分A/D转换器228

9.7.5 串行A/D转换器232

思考与练习234

第10章 接口技术236

10.1 键盘接口236

10.1.1 键盘工作原理236

10.1.2 独立式按键237

10.1.3 行列式键盘239

10.2 显示器接口246

10.2.1 LED显示器的结构与原理246

10.2.2 LED静态显示方式247

10.2.3 LED动态显示方式248

10.2.4 液晶显示器概述251

10.2.5 字符型液晶显示模块LCM的组成及原理252

10.2.6 字符型液晶显示模块LCM的引脚及说明253

10.2.7 LCM的指令254

10.2.8 LCM的复位及初始化256

10.2.9 LCM的接口及应用举例257

10.3 功率驱动器件及接口电路263

10.3.1 输出接口的隔离技术264

10.3.2 直流负载驱动电路264

10.3.3 晶闸管负载驱动电路265

10.3.4 继电器接口电路266

10.3.5 固态继电器接口电路267

10.4 打印机接口268

10.4.1 微型打印机简介268

10.4.2 字符代码及打印命令269

10.4.3 打印机与单片机接口举例270

思考与练习272

第11章 单片机应用系统的设计与开发273

11.1 应用系统研制过程273

11.1.1 总体方案设计273

11.1.2 硬件设计274

11.1.3 软件设计276

11.2 开发工具和开发方法278

11.2.1 开发工具278

11.2.2 开发方法280

11.3 恒温箱温度控制监测系统281

11.3.1 题目分析282

11.3.2 硬件设计282

11.3.3 软件设计283

11.4 PC机与单片机间的串行通信设计286

11.4.1 RS-232C标准接口286

11.4.2 单片机与PC机之间的电平转换芯片287

11.4.3 PC机与单片机串行通信应用实例288

11.5 步进电机控制设计293

11.5.1 步进电机的工作原理294

11.5.2 步进电机的控制方法294

11.5.3 步进电机控制应用举例295

思考与练习299

附录A 80C51指令表300

附录B 各数制对照表305

附录C ASCII（美国标准信息交换码）表306

附录D 二进制逻辑单元图形符号对照表307

附录E 常用芯片引脚图308

参考文献310