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1 计算机基础知识1

1.1 计算机硬件系统1

1.1.1 计算机硬件体系结构1

1.1.2 主要部件介绍2

1.2 计算机软件系统5

1.2.1 系统软件5

1.2.2 应用软件6

1.3 计算机中的数制与运算7

1.3.1 计算机中的数制7

1.3.2 数制间的转换8

1.3.3 二进制数运算规则9

1.4 计算机中的数据编码10

1.4.1 真值与机器数10

1.4.2 带符号数的机器数表示形式10

1.4.3 8位二进制数补码的加减法运算11

1.4.4 其他编码形式12

1.5 单片机及其发展概况13

1.5.1 什么是单片机13

1.5.2 单片机的特点13

1.5.3 单片机的应用领域13

1.5.4 单片机的发展概况14

1.5.5 MCS-51系列单片机介绍15

习题一15

2 MCS-51单片机的系统结构17

2.1 单片机内部逻辑结构与引脚功能17

2.1.1 8051单片机内部逻辑结构17

2.1.2 8051单片机的引脚功能18

2.2 存储器系统21

2.2.1 片内数据存储器21

2.2.2 特殊功能寄存器SFR（Special Function Register）23

2.2.3 片内程序存储器26

2.3 单片机的时钟电路与时序27

2.3.1 时钟电路27

2.3.2　时序的基本单位28

2.3.3　典型时序分析28

2.4　单片机系统的复位29

2.4.1 单片机的复位电路29

2.4.2　单片机的复位状态30

习题二31

3　MCS-51单片机指令系统32

3.1　概述32

3.1.1 指令格式32

3.1.2 指令的三种表示形式33

3.1.3　指令的字节数34

3.1.4　指令的分类35

3.1.5 指令中所用符号的说明36

3.2　寻址方式37

3.2.1　寄存器寻址37

3.2.2　直接寻址38

3.2.3　立即寻址39

3.2.4　寄存器间接寻址39

3.2.5 变址寻址40

3.2.6 相对寻址41

3.2.7 位寻址42

3.3　数据传送指令43

3.3.1 内部数据传送指令（15条）43

3.3.2　外部数据传送指令（7条）47

3.3.3　堆栈操作指令（2条）49

3.3.4　数据交换指令（4条）50

3.4　算术运算指令51

3.4.1　加法指令（13条）51

3.4.2　减法指令（8条）54

3.4.3　十进制调整指令（1条）55

3.4.4　乘法和除法指令（2条）56

3.5　逻辑运算及移位指令57

3.5.1　逻辑运算指令（20条）58

3.5.2　移位指令（5条）61

3.6　控制转移指令63

3.6.1 无条件转移指令（4条）63

3.6.2　条件转移指令（8条）66

3.6.3　子程序调用和返回指令（4条）69

3.6.4　空操作指令（1条）71

3.7　位操作指令72

3.7.1　位传送指令（2条）72

3.7.2　位置位和位清零指令（4条）72

3.7.3　位运算指令（6条）73

3.7.4　位控制转移指令（5条）73

习题三75

4　汇编语言程序设计81

4.1　概述81

4.1.1 程序设计语言简介81

4.1.2 汇编语言的特点83

4.2　汇编语言的基本语法83

4.2.1 汇编语言语句的格式83

4.2.2 汇编语言语句的类型85

4.2.3　MCS-51汇编语言的伪指令86

4.3　汇编语言程序设计的方法89

4.3.1 汇编语言源程序的设计步骤90

4.3.2　结构化程序设计90

4.3.3 汇编语言程序的基本结构91

4.4　汇编语言源程序的汇编92

4.4.1 手工汇编93

4.4.2　机器汇编和交叉汇编94

4.5　汇编语言程序设计举例95

4.5.1　顺序程序设计95

4.5.2　分支程序设计96

4.5.3　循环程序设计99

4.5.4　查表程序设计103

4.5.5　子程序设计106

习题四110

5　中断系统、定时器／计数器与串行口113

5.1　CPU与外设的通信方式113

5.1.1　输入／输出方式113

5.1.2 中断（Interrupt）的有关概念114

5.2　中断系统115

5.2.1 中断源和中断请求标志位115

5.2.2 中断控制117

5.2.3 中断的处理过程119

5.3　定时器／计数器121

5.3.1 定时器／计数器T0、T1的总体结构122

5.3.2　定时器／计数器的工作方式123

5.3.3　定时器／计数器的应用128

5.4　串行口130

5.4.1 串行通信的基本概念131

5.4.2　8051串行口的结构133

5.4.3 串行口的工作方式及应用135

习题五139

6　单片机系统的扩展与接口技术141

6.1　概述142

6.1.1 外部系统总线的构成142

6.1.2　地址空间的分配143

6.1.3 I/O接口电路144

6.2　外部存储器的扩展145

6.2.1 外部程序存储器的扩展145

6.2.2　外部数据存储器的扩展152

6.3　并行I/O口扩展155

6.3.1 简单I/O口扩展电路155

6.3.2 利用可编程并行接口芯片8255A扩展I/O口157

6.3.3 利用可编程接口芯片8155扩展I/O口163

6.4　键盘接口168

6.4.1　键盘的工作原理169

6.4.2　独立式键盘170

6.4.3　矩阵式键盘171

6.5　显示器接口174

6.5.1 LED显示器与接口174

6.5.2　液晶显示技术179

6.6　A/D、D/A转换接口电路181

6.6.1　A/D转换接口电路181

6.6.2　D/A转换接口电路185

6.7　功率驱动接口技术189

6.7.1 光电耦合器输出接口电路189

6.7.2　继电器输出接口电路190

6.7.3 晶闸管接口电路190

习题六192

7　单片机应用系统设计193

7.1　单片机应用系统开发过程193

7.1.1 总体设计193

7.1.2　硬件设计194

7.1.3 软件设计195

7.1.4　单片机应用系统的调试197

7.2　单片机开发系统198

7.2.1 单片机开发系统的组成198

7.2.2　单片机开发系统的功能199

7.3　单片机应用系统设计举例201

习题七203

8　实验204

8.1 Keil C51软件使用说明204

8.1.1 Keil C51软件的安装204

8.1.2 Keil C51软件的使用204

8.2 MCS-51单片机硬件结构实验208

8.2.1　工作寄存器208

8.2.2　位寻址单元209

8.2.3　P1口循环灯控制210

8.3　MCS-51单片机指令系统实验211

8.3.1　数据传送指令211

8.3.2　算术运算指令211

8.3.3　逻辑运算指令212

8.3.4　位操作指令213

8.4　MCS-51单片机程序设计实验214

8.4.1 顺序结构程序设计214

8.4.2　分支结构程序设计215

8.4.3　循环结构程序设计215

8.4.4　子程序设计216

8.5　中断系统和定时器／计数器实验217

8.5.1　信号发生器217

8.5.2　脉冲周期测量218

8.5.3　脉冲计数测量219

8.6　存储器扩展与I/O接口实验219

8.6.1　片外RAM数据传送220

8.6.2　简单I/O口扩展220

8.6.3　8155键盘及接口显示程序221

8.7　串行口通信实验225

8.7.1 串行口通信225

8.7.2 串行口扩展LED226

8.8　A/D、D/A转换器接口实验227

8.8.1 电压测量227

8.8.2　电压输出229

8.8.3　电压波形输出229

附录　MCS-51单片机指令表232

附表1　数据传送指令232

附表2　算术运算指令233

附表3　逻辑运算指令233

附表4　控制转移指令234

附表5　位操作指令235

参考文献236