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第1章 单片机技术基础1

1.1 单片机概述1

1.1.1 单片机定义1

1.1.2 单片机特点和应用1

1.1.3 单片机技术的发展2

1.1.4 MCS-51单片机系列3

1.1.5 单片机选型4

1.2 单片机内部结构5

1.2.1 CPU6

1.2.2 存储器结构7

1.2.3 I/O接口12

1.3 8051引脚及其功能12

1.3.1 电源与时钟引脚12

1.3.2 控制引脚13

1.3.3 I/O接口引脚13

1.4 并行口内部结构和工作原理14

1.4.1 P0口14

1.4.2 P1口15

1.4.3 P2口15

1.4.4 P3口16

1.4.5 并行端口负载能力17

1.5 时钟电路与时序17

1.5.1 时钟电路18

1.5.2 周期与指令时序18

1.6 单片机工作方式20

1.6.1 单片机复位方式20

1.6.2 程序运行方式21

1.6.3 掉电保护方式21

1.6.4 低功耗方式21

1.7 单片机应用系统开发简介22

1.7.1 单片机应用系统设计步骤22

1.7.2 单片机开发工具简介23

1.8 知识与拓展24

1.8.1 计算机数制及其转换24

1.8.2 有符号数的表示方法25

1.8.3 BCD码与ASCII码27

1.9 思考题28

第2章 指令系统和汇编语言31

2.1 概述31

2.1.1 指令格式31

2.1.2 指令描述符号说明32

2.2 寻址方式32

2.2.1 寄存器寻址32

2.2.2 直接寻址33

2.2.3 立即寻址33

2.2.4 寄存器间接寻址33

2.2.5 基址加变址寻址33

2.2.6 相对寻址34

2.2.7 位寻址34

2.3 指令分类介绍35

2.3.1 数据传送指令35

2.3.2 算术运算指令39

2.3.3 逻辑操作指令44

2.3.4 控制转移指令46

2.3.5 位操作指令51

2.4 指令执行过程54

2.5 常用伪指令55

2.6 汇编语言程序基本结构57

2.7 知识与拓展60

2.7.1 单片机的简单控制应用60

2.7.2 汇编语言实用子程序62

2.8 思考题65

第3章 单片机C51程序设计68

3.1 单片机C语言程序设计概述68

3.1.1 C51程序设计语言简介68

3.1.2 Keil C51开发环境简介68

3.2 C51程序设计基础72

3.2.1 C51中的数据类型72

3.2.2 C51中的常量和变量74

3.2.3 C51中的运算符76

3.2.4 C51程序基本结构77

3.3 单片机硬件资源的C51访问80

3.4 C51和汇编语言混合编程82

3.4.1 C51和汇编语言编程比较和说明82

3.4.2 C51和汇编语言混合编程方法82

3.5 知识与拓展83

3.5.1 C51延时时间计算方法83

3.5.2 C51访问连续外部RAM区域的方法85

3.6 思考题86

第4章 单片机与Proteus虚拟仿真88

4.1 Proteus概述与工程创建88

4.1.1 Proteus介绍88

4.1.2 创建新工程89

4.2 ISIS编辑环境90

4.2.1 ISIS集成环境91

4.2.2 ISIS元器件库93

4.2.3 ISIS中的原理图绘制94

4.2.4 虚拟仿真工具96

4.3 代码编辑环境99

4.3.1 代码编辑环境应用简介99

4.3.2 代码工程创建与删除100

4.3.3 代码工程构建与设置101

4.3.4 代码调试与观察102

4.4 Proteus中的电子设计与仿真103

4.4.1 直流稳压电源设计104

4.4.2 光控LED小夜灯设计106

4.4.3 数字钟设计108

4.5 Proteus中的单片机系统设计与仿真110

4.5.1 硬件设计及说明110

4.5.2 程序设计及仿真112

4.6 知识与拓展114

4.6.1 ISIS中元器件的创建114

4.6.2 ARES中元器件封装的创建118

4.7 思考题120

第5章 单片机中断系统121

5.1 中断技术概述121

5.2 8051中断系统结构及其控制121

5.2.1 中断系统结构122

5.2.2 中断源及中断标志122

5.2.3 中断控制和中断处理124

5.3 外部中断的实现128

5.3.1 外部中断触发方式128

5.3.2 多中断源系统硬件扩展129

5.4 中断系统程序设计129

5.4.1 中断程序基本结构130

5.4.2 中断初始化程序设计132

5.4.3 中断服务子程序设计133

5.5 单片机LED显示模式控制设计实例134

5.6 知识与拓展136

5.6.1 利用外部中断实现脉冲计数136

5.6.2 多中断源时中断优先级配置138

5.7 思考题139

第6章 定时／计数器141

6.1 定时／计数器工作原理及其控制141

6.1.1 内部结构和工作原理141

6.1.2 功能及其控制142

6.2 定时／计数器工作方式及其设置144

6.2.1 工作方式及其特点144

6.2.2 定时／计数器配置及初始化146

6.2.3 扩大定时时间方法152

6.3 单片机LED亮度控制系统设计实例154

6.4 知识与拓展158

6.4.1 简易方波频率测量原理158

6.4.2 定时／计数器实现软件“看门狗”原理160

6.5 思考题162

第7章 单片机串行口164

7.1 串行通信概述164

7.2 8051单片机串行口结构166

7.2.1 串行口通信接口结构166

7.2.2 串行通信控制寄存器166

7.3 串行口的工作方式及波特率设定167

7.3.1 工作方式0168

7.3.2 工作方式1169

7.3.3 工作方式2170

7.3.4 工作方式3172

7.3.5 波特率计算172

7.4 多机通信原理174

7.5 单片机的双机通信应用实例175

7.5.1 串行通信接口电路175

7.5.2 双机通信系统软件设计176

7.6 知识与拓展180

7.6.1 串、并转换扩展与实现180

7.6.2 基于串口蓝牙模块的无线通信实例184

7.7 思考题188

第8章 单片机存储器扩展190

8.1 存储器概述190

8.1.1 半导体存储器简介190

8.1.2 典型存储器芯片介绍191

8.2 并行存储器扩展194

8.2.1 存储器的扩展和地址译码194

8.2.2 并行存储器扩展实例198

8.3 串行存储器扩展200

8.3.1 I2C接口存储器扩展200

8.3.2 SPI接口存储器扩展207

8.4 思考题212

第9章 单片机系统接口扩展及应用214

9.1 键盘接口扩展214

9.1.1 按键识别与处理214

9.1.2 独立式键盘原理与接口215

9.1.3 行列式键盘原理与接口216

9.1.4 利用独立式按键实现4路抢答器220

9.2 显示接口扩展222

9.2.1 LED数码管工作原理222

9.2.2 LED数码管显示接口223

9.2.3 利用74LS164实现2位静态显示电路224

9.2.4 利用MAX7219实现4位动态显示电路226

9.2.5 LCD模块概述230

9.2.6 利用LCD1602实现字符显示233

9.2.7 利用LCM1264ZK实现汉字显示236

9.3 模拟量输入／输出接口扩展240

9.3.1 模拟量输入／输出接口概述240

9.3.2 D-A转换器概述240

9.3.3 利用DAC0832实现锯齿波信号发生器242

9.3.4 A-D转换器概述244

9.3.5 利用ADC0808实现模拟量采集244

9.4 思考题247

第10章 串行扩展和功率接口技术249

10.1 单片机串行扩展技术249

10.1.1 单总线技术概述249

10.1.2 DS18B20单总线测温应用实例250

10.1.3 三线SPI总线概述256

10.1.4 DS1302实时时钟应用实例257

10.2 单片机功率接口技术261

10.2.1 开关型功率接口概述261

10.2.2 单片机功率晶体管接口应用实例263

10.2.3 单片机继电器接口应用实例264

10.2.4 单片机晶闸管接口应用实例266

10.3 思考题267

第11章 虚拟仿真综合设计实例268

11.1 单片机多功能秒表设计与仿真268

11.1.1 多功能秒表电路设计268

11.1.2 多功能秒表程序设计269

11.1.3 多功能秒表调试与仿真273

11.2 单片机直流电动机调速系统设计与仿真274

11.2.1 直流电动机调速系统电路设计274

11.2.2 直流电动机调速系统程序设计275

11.2.3 直流电动机调速系统调试与仿真279

11.3 单片机多功能电子日历设计与仿真279

11.3.1 多功能电子日历电路设计279

11.3.2 多功能电子日历程序设计280

11.3.3 多功能电子日历调试与仿真284

11.4 单片机自动抽油烟机设计与仿真285

11.4.1 自动抽油烟机电路设计285

11.4.2 自动抽油烟机程序设计286

11.4.3 自动抽油烟机调试与仿真291

附录293

附录A 常用字符与ASCII码对照表293

附录B MCS-51系列单片机指令表294

参考文献298