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第1章 单片机概述1

1.1单片机的概念2

1.1.1单片机的基本概念2

1.1.2单片机的组成3

1.1.3单片机的特点5

1.2单片机的发展过程与趋势6

1.2.1单片机发展过程6

1.2.2单片机发展趋势7

1.3常用单片机简介9

1.3.1 MCS-51系列单片机9

1.3.2 AT89系列单片机11

1.3.3 PIC系列单片机12

1.3.4 M68HC 11系列单片机13

1.3.5 MCS-96系列单片机15

1.3.6 8XC 196KX系列单片机16

1.3.7 MSP430系列单片机17

1.3.8 SPCE系列单片机18

1.3.9 M68300系列单片机19

1.3.10 SH系列单片机20

1.3.11 TX99/TX49系列单片机20

1.4单片机的应用领域21

1.4.1工业过程控制21

1.4.2智能仪表21

1.4.3机电一体化产品21

1.4.4信息和通信产品22

1.4.5家用电器22

1.4.6其他领域22

本章小结23

习题23

第2章 MCS-51系列单片机的硬件结构24

2.1 MCS-51系列单片机的基本组成25

2.1.1 MCS-51系列单片机的片内资源25

2.1.2 MCS-51系列单片机的内部总体结构26

2.2 MCS-51系列单片机的引脚功能27

2.2.1 MCS-51系列单片机的引脚图与封装27

2.2.2 MCS-51系列单片机的引脚说明28

2.2.3 MCS-51系列单片机的引脚应用特性30

2.3 MCS-51系列单片机的存储器组织结构31

2.3.1程序存储器32

2.3.2数据存储器33

2.3.3特殊功能寄存器36

2.4 MCS-51系列单片机的输入/输出接口38

2.4.1 P0口38

2.4.2 P1口39

2.4.3 P2口40

2.4.4 P3口40

2.4.5输入/输出接口的操作41

2.5 MCS-51系列单片机的时钟电路与CPU时序41

2.5.1时钟电路42

2.5.2 CPU时序42

2.5.3典型指令的取指和执行时序43

2.6 MCS-51系列单片机的工作方式44

2.6.1程序执行工作方式44

2.6.2复位电路与复位状态45

2.6.3掉电运行方式与待机方式46

2.7实验与实训48

2.7.1音频驱动实验48

2.7.2继电器控制50

本章小结51

习题52

第3章 MCS-51系列单片机指令系统和程序设计54

3.1 MCS-51系列单片机的指令格式及标志55

3.1.1指令格式55

3.1.2指令中常用的符号56

3.2 MCS-51系列单片机的寻址方式56

3.2.1寄存器寻址57

3.2.2直接寻址57

3.2.3立即寻址57

3.2.4寄存器间接寻址58

3.2.5基址寄存器加变址寄存器间接寻址58

3.3 MCS-51系列单片机的指令系统58

3.3.1数据传送类指令58

3.3.2算术运算类指令63

3.3.3逻辑运算类指令66

3.3.4控制转移类指令68

3.3.5位操作类指令73

3.4汇编语言程序设计74

3.4.1程序设计方法74

3.4.2伪指令75

3.4.3顺序程序设计77

3.4.4分支程序设计80

3.4.5循环程序81

3.4.6查表程序设计84

3.4.7子程序设计86

3.5实验与实训87

3.5.1传送指令训练87

3.5.2多字节十进制加法91

3.5.3拆字程序92

3.5.4数据排序93

3.5.5二进制转BCD码93

3.5.6延时程序的设计94

本章小结96

习题96

第4章 MCS-51系列单片机的中断系统100

4.1中断的概念101

4.1.1中断的基本概念101

4.1.2中断系统应解决的基本问题101

4.2 MCS-51系列单片机的中断源、中断标志与中断控制102

4.2.1中断源和中断标志102

4.2.2中断控制105

4.3 MCS-51系列单片机的中断响应106

4.3.1中断响应条件106

4.3.2中断响应过程107

4.3.3中断响应时间107

4.4 MCS-51系列单片机的中断程序设计108

4.4.1中断初始化程序108

4.4.2中断服务程序108

4.4.3外部中断应用举例108

4.4.4外部中断源的扩充110

4.4.5中断系统设计中应注意的几个问题112

4.5实验与实训112

4.5.1故障源监控器的设计112

4.5.2抢答器的设计114

本章小结117

习题117

第5章 MCS-51系列单片机的定时器/计数器119

5.1 MCS-51系列单片机定时器/计数器的结构及工作原理120

5.1.1定时器/计数器的结构120

5.1.2定时器/计数器的工作原理120

5.2 MCS-51系列单片机的定时器/计数器的控制寄存器121

5.2.1控制寄存器TCON121

5.2.2方式选择寄存器TMOD121

5.3 MCS-51系列单片机的定时器/计数器的工作方式122

5.3.1工作方式0122

5.3.2工作方式1123

5.3.3工作方式2123

5.3.4工作方式3124

5.4 MCS-51系列单片机的定时器/计数器的应用举例124

5.4.1计数初值的计算124

5.4.2定时器/计数器的初始化125

5.4.3应用举例126

5.5实验与实训128

5.5.1简易方波发生器128

5.5.2基于定时器/计数器实现的音乐播放器130

5.5.3交通信号灯的控制134

本章小结139

习题139

第6章 MCS-51系列单片机的串行接口141

6.1串行通信基础142

6.1.1通信方式142

6.1.2串行通信方式142

6.1.3波特率144

6.2串行接口工作原理144

6.2.1串行接口结构144

6.2.2串行接口的控制145

6.2.3串行接口的4种工作方式147

6.2.4波特率设计150

6.3串行接口应用举例152

6.3.1方式0应用152

6.3.2方式1应用153

6.3.3方式2和方式3的应用155

6.4实验与实训157

6.4.1 74LS164串转并实验157

6.4.2 74LS 165并转串实验159

6.4.3单片机间的多机通信160

本章小结165

习题165

第7章 MCS-51系列单片机的扩展技术167

7.1单片机最小系统168

7.1.1 8031单片机的最小系统168

7.1.2具有片内程序存储器的单片机最小系统169

7.2系统扩展原理169

7.3程序存储器的扩展171

7.3.1程序存储器171

7.3.2地址锁存器172

7.3.3程序存储器的扩展方法172

7.4数据存储器的扩展175

7.4.1常用的数据存储器175

7.4.2数据存储器的扩展方法177

7.5 I/O口扩展180

7.5.1用于I/O口扩展的常用TTL电路180

7.5.2用TTL电路扩展的I/O接口182

7.5.3可编程I/O芯片8255的扩展185

7.5.4可编程IO/RAM芯片8155的扩展191

7.6串行接口的扩展196

7.6.1 RS-232C串行通信标准197

7.6.2 RS-422/485标准总线及应用200

7.7定时器/计数器扩展201

7.7.1 8253的结构及引脚201

7.7.2 8253的控制字及工作方式202

7.7.3 8253的操作过程204

7.7.4 8253的扩展205

7.8实验与实训206

7.8.1用RS-232C实现单片机与计算机间的通信206

7.8.2 8255可编程并行接口扩展实验207

7.8.3 8155芯片扩展实验208

本章小结209

习题210

第8章 MCS-51系列单片机的接口技术212

8.1单片机与键盘的接口213

8.2单片机与显示器的接口218

8.2.1 LED数码管显示器218

8.2.2 LCD液晶显示器224

8.3单片机与打印机的接口229

8.3.1 RD-DH型微型打印机简介229

8.3.2接口说明229

8.3.3 RD-DH型微型打印机控制命令230

8.3.4打印示例231

8.4数模与模数转换器接口232

8.4.1常用性能指标233

8.4.2数模转换器DAC0832234

8.4.3模数转换器ADC0809236

8.5实验与实训238

8.5.1 99.99s秒表的设计238

8.5.2矩阵式键盘接口及应用242

8.5.3 A/D转换器接口及应用——PWM电机控制245

8.5.4 D/A转换器接口及其应用——直流电机调速247

本章小结249

习题249

第9章 C51程序设计252

9.1 C51程序设计基础253

9.1.1 C51基础知识253

9.1.2 C51数据类型254

9.1.3 C51常量与变量254

9.1.4 C51存储模式与绝对地址访问257

9.1.5 C51常用运算符259

9.1.6 C51表达式语句与复合语句261

9.2 C51基本结构和语句262

9.2.1 C51基本结构262

9.2.2 if语句263

9.2.3 switch/case语句264

9.2.4 while语句265

9.2.5 do while语句266

9.2.6 for语句266

9.2.7循环嵌套267

9.2.8 break和continue语句268

9.2.9 return语句269

9.3 C51构造数据类型269

9.3.1数组269

9.3.2指针270

9.3.3结构271

9.3.4联合272

9.3.5枚举274

9.4 C51函数276

9.4.1函数的分类和定义276

9.4.2函数参数及函数间的数据传递279

9.4.3函数的调用与声明280

9.4.4函数的嵌套与递归281

9.5编程举例283

9.5.1用C语言实现输入/输出编程283

9.5.2用C语言实现逻辑运算283

9.5.3用C语言实现数据转换283

9.5.4用C语言实现公式的编辑284

9.6实验与实训284

9.6.1简单矩阵运算284

9.6.2数据排序286

9.6.3延时程序的设计287

9.6.4用C语言实现定时器/计数器的编程288

9.6.5用C语言实现中断的编程289

9.6.6用C语言实现串行接口的编程290

本章小结292

习题292

第10章 单片机应用系统的设计与实例295

10.1单片机应用系统的设计方法296

10.1.1系统总体方案的确定297

10.1.2应用系统的硬件设计298

10.1.3应用系统的软件设计300

10.1.4应用系统的抗干扰设计301

10.2单片机应用系统的开发过程303

10.2.1单片机的开发与开发工具303

10.2.2单片机开发系统的功能303

10.2.3单片机应用系统的调试、运行与维护305

10.3函数信号发生器的设计309

10.3.1功能分析及总体设计309

10.3.2硬件设计309

10.3.3软件设计310

10.4红外报警器的设计314

10.4.1功能分析及总体设计314

10.4.2硬件设计316

10.4.3软件设计317

10.5步进电机控制318

10.5.1步进电机的工作原理、分类318

10.5.2步进电机与单片机的接口设计320

10.6实验与实训327

10.6.1简易数字频率计327

10.6.2公交自动报站器332

本章小结340

习题341

参考文献342