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第1章 单片机概述1

1.1 什么是单片机？1

1.2 单片机的发展历史2

1.3 单片机的发展趋势2

1.4 单片机的特点3

1.5 单片机的应用4

1.6 MCS-51系列与AT89C5x系列单片机5

1.6.1 MCS-51系列单片机5

1.6.2 AT89C5x系列单片机6

本章小结8

思考题及习题8

第2章 AT89C51单片机片内硬件结构9

2.1 AT89C51单片机的硬件组成9

2.2 AT89C51单片机的引脚介绍10

2.2.1 电源及时钟引脚11

2.2.2 控制引脚11

2.2.3 并行I/O口引脚12

2.3 AT89C51单片机的CPU13

2.3.1 运算器13

2.3.2 控制器14

2.4 AT89C51单片机存储器的结构15

2.4.1 程序存储器空间15

2.4.2 数据存储器空间16

2.4.3 特殊功能寄存器17

2.4.4 位地址空间18

2.5 AT89C51单片机的并行1/O端口20

2.5.1 P0口20

2.5.2 P1口22

2.5.3 P2口22

2.5.4 P3口23

2.6 时钟电路与时序24

2.6.1 时钟电路24

2.6.2 机器周期、指令周期与指令时序25

2.7 复位操作和复位电路26

2.7.1 复位操作26

2.7.2 复位电路27

本章小结28

思考题及习题28

第3章 AT89C51单片机的指令系统30

3.1 指令系统概述30

3.2 指令格式30

3.3 指令系统的寻址方式31

3.4 AT89C51单片机指令系统分类介绍33

3.4.1 数据传送类指令34

3.4.2 算术运算类指令37

3.4.3 逻辑操作类指令41

3.4.4 控制转移类指令43

3.4.5 位操作类指令45

本章小结50

思考题及习题51

第4章 AT89C51单片机汇编语言程序设计53

4.1 汇编语言程序设计概述53

4.1.1 机器语言、汇编语言和高级语言53

4.1.2 汇编语言语句和格式54

4.1.3 伪指令55

4.2 汇编语言源程序的汇编57

4.2.1 手工汇编57

4.2.2 机器汇编57

4.3 AT89C51单片机汇编语言程序设计举例58

4.3.1 子程序的设计58

4.3.2 查表程序设计59

4.3.3 关键字查找程序设计61

4.3.4 数据极值查找程序设计62

4.3.5 数据排序程序设计62

4.3.6 分支转移程序设计64

4.3.7 循环程序设计67

本章小结69

思考题及习题70

第5章 AT89C51单片机的中断系统71

5.1 AT89C51单片机中断技术概述71

5.2 AT89C51单片机中断系统结构71

5.2.1 中断请求源72

5.2.2 中断请求标志寄存器72

5.3 中断控制73

5.3.1 中断允许寄存器IE73

5.3.2 中断优先级寄存器IP75

5.4 响应中断请求的条件76

5.5 外部中断的响应时间77

5.6 外部中断的触发方式选择78

5.6.1 电平触发方式78

5.6.2 跳沿触发方式78

5.7 中断请求的撤销78

5.8 中断服务子程序的设计79

5.9 多外部中断源系统设计82

本章小结83

思考题及习题83

第6章 AT89C51单片机的定时器/计数器85

6.1 定时器/计数器的结构85

6.1.1 工作方式控制寄存器TMOD85

6.1.2 定时器/计数器控制寄存器TCON86

6.2 定时器/数器的4种工作方式87

6.2.1 方式087

6.2.2 方式187

6.2.3 方式288

6.2.4 方式388

6.3 计数器模式下对输人信号的要求90

6.4 定时器☆数器的编程和应用90

6.4.1 方式1的应用90

6.4.2 方式2的应用92

6.4.3 方式3的应用94

6.4.4 门控制位GATEx的应用—测量脉冲宽度96

6.4.5 实时时钟的设计97

6.4.6定时器/数器作为外部中断源的使用方法98

本章小结99

思考题及习题99

第7章 AT89C51单片机的串行口101

7.1 串行口的结构101

7.1.1 串行口控制寄存器SCON101

7.1.2 特殊功能寄存器PCON103

7.2 串行口的4种工作方式103

7.2.1 方式0103

7.2.2 方式1104

7.2.3 方式2106

7.2.4 方式3108

7.3 多机通信的工作原理108

7.4 波特率的制定方法109

7.4.1 波特率的定义109

7.4.2 定时器T1产生波特率的计算109

7.5 串行口的编程和应用111

7.5.1 双机串行通信硬件接口111

7.5.2 双机串行通信软件编程113

本章小结117

思考题及习题118

第8章 AT89C51单片机扩展存储器的接口设计119

8.1 系统扩展结构119

8.2 地址空间分配和外部地址锁存器120

8.2.1 存储器地址空间分配120

8.2.2 外部地址锁存器123

8.3 程序存储器EPROM的扩展124

8.3.1 常用的EPROM芯片125

8.3.2 程序存储器的操作时序127

8.3.3 AT89C51单片机与EPROM的接口电路设计129

8.4 静态数据存储器RAM的扩展130

8.4.1 常用的静态RAM（SRAM）芯片130

8.4.2 外扩数据存储器的读写操作时序131

8.4.3 AT89C51单片机与RAM的接口电路设计132

8.5 EPROM和RAM的综合扩展134

8.5.1 综合扩展的硬件接口电路134

8.5.2 外扩存储器电路的工作原理及软件设计136

8.6 AT89C51/89C52/89C55单片机的片内闪烁存储器138

本章小结139

思考题及习题139

第9章 AT89C51单片机扩展I/O接口的设计141

9.1 I/O接口扩展概述141

9.1.1 I/O接口的功能141

9.1.2 I/O端口的编址141

9.1.3 1/O数据的传送方式142

9.1.4 I/O接口电路142

9.2 AT89C51单片机与可编程并行☆O芯片82C55的接口设计143

9.2.1 82C55芯片简介143

9.2.2 工作方式选择控制字及端口PC置位/复位控制字144

9.2.3 82C55的3种工作方式145

9.2.4 AT89C51单片机和82C55的接口设计150

9.3 AT89C51单片机与可编程RAM/1O芯片81C55的接口设计151

9.3.1 81C55芯片介绍151

9.3.2 81C55的工作方式154

9.3.3 AT89C51单片机与81C55的接口设计及软件编程156

9.4 利用74LSTTL电路扩展并行☆O口158

9.5 用AT89C51单片机的串行口扩展并行口159

9.5.1 用74LS165扩展并行输人口159

9.5.2 用74LS164扩展并行输出口160

本章小结161

思考题及习题161

第10章 AT89C51单片机与输入外设和输出外设的接口设计163

10.1 LED显示器的显示原理163

10.1.1 LED显示器的结构163

10.1.2 LED显示器工作原理164

10.2 键盘接口原理166

10.2.1 键盘输人应解决的问题166

10.2.2 键盘接口的工作原理167

10.2.3 键盘的工作方式169

10.3 键盘/显示器接口设计实例170

10.3.1 利用AT89C51单片机串行口实现的键盘/显示器接口170

10.3.2 专用芯片HD7279A实现的键盘/显示器接口172

10.4 AT89C51单片机与液晶显示器（LCD）的接口182

10.4.1 LCD显示器的分类182

10.4.2 点阵字符型液晶显示模块介绍182

10.4.3 AT89C51单片机与LCD的接口及软件编程187

10.5 AT89C51单片机与微型打印机TPμP-40A/16A的接口189

10.6 AT89C51单片机与BCD码拨盘的接口设计193

本章小结195

思考题及习题195

第11章 AT89C51单片机与D/A、A/D转换器的接口196

11.1 AT89C51单片机与DAC的接口196

11.1.1 D/A转换器概述196

11.1.2 AT89C51单片机与8位DAC0832的接口设计197

11.1.3 AT89C51单片机与12位D/A转换器AD667的接口设计202

11.2 AT89C51单片机与ADC的接口208

11.2.1 A/D转换器概述208

11.2.2 AT89C51单片机与逐次比较型A/D转换器ADC0809的接口209

11.2.3 AT89C51单片机与逐次比较型A/D转换器AD 1674的接口设计211

11.2.4 AT89C51单片机与双积分型A/D转换器MC 14433的接口215

本章小结218

思考题及习题219

第12章 单片机的串行扩展技术220

12.1 单总线接口简介220

12.2 SPI总线接口简介221

12.3 I2C串行总线的组成及工作原理222

12.3.1 I2C串行总线概述222

12.3.2 I2C总线的数据传送223

12.4 AT89C51单片机扩展I2C总线器件的接口设计225

12.4.1 I2C总线器件的扩展接口电路225

12.4.2 I2C总线数据传送的模拟225

12.4.3 I2C总线模拟通用子程序228

本章小结230

思考题及习题230

第13章 AT89C51单片机应用系统的设计与调试231

13.1 AT89C51单片机应用系统的设计步骤231

13.2 应用系统的硬件设计231

13.3 AT89C51单片机应用系统硬件设计32

13.3.1 应用系统设计中的地址空间分配与总线驱动232

13.3.2 AT89C51单片机的最小系统235

13.3.3 应用设计举例—水温测控系统的硬件设计236

13.4 应用系统的软件设计239

13.4.1 软件设计考虑的问题239

13.4.2 系统软件的总体框架设计239

13.5 软件的抗干扰设计240

13.5.1 软件滤波241

13.5.2 指令冗余及软件陷阱244

13.5.3 开关量输人/输出软件抗干扰设计246

13.6 单片机应用系统的仿真开发与调试247

13.6.1 仿真开发系统简介247

13.6.2 用户样机的开发调试249

本章小结252

思考题及习题253

附录A 基础实验指导254

实验1 熟悉单片机实验开发系统的使用254

实验2 单片机数据区传送程序设计255

实验3 数据排序实验256

实验4 查找相同数个数257

实验5 P1口转弯灯实验257

实验6 工业顺序控制258

实验7 82C55控制交通灯260

实验8 A转换实验261

实验9 D/A转换实验262

实验10 电子时钟（定时器、中断综合实验）263

附录B 课程设计265

题目1 LED显示的电子钟265

题目2 LCD显示的电子钟266

题目3 秒表设计266

题目4 带有LCD显示的定时闹钟267

题目5 带有LCD显示的音乐倒数计数器267

题目6 数字温度计设计1268

题目7 数字温度计设计2269

题目8 十字路口交通灯控制1269

题目9 十字路口交通灯控制2270

题目10 波形发生器的设计270

题目11 电容、电阻参数单片机测试系统的设计270

题目12 用单片机控制直流电动机并测量转速270

题目13 单片机控制步进电机271

题目14 步进电机单片机控制系统的设计271

题目15 小直流电机调速控制系统272

题目16 以单片机为核心的频率计272

题目17 可编程作息时间控制器程序设计272

题目18 单词记忆测试器程序设计273

题目19 8位竞赛抢答器的设计273

题目20 节日彩灯控制器的设计274

题目21 单片机数字电压表设计274

题目22 两个单片机之间的串行通信接口设计275

题目23 简易电子琴设计275

题目24 数字音乐盒的设计275

题目25 出租车计价器276

参考文献277