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第1章　绪论1

1.1　计算机控制系统的组成1

1.1.1　计算机控制系统的硬件2

1.1.2　计算机控制系统的软件3

1.2　计算机控制系统的分类4

1.2.1　操作指导系统4

1.2.2　直接数字控制系统5

1.2.3　计算机监督控制系统5

1.2.4　分布式控制系统7

1.2.5　现场总线控制系统8

1.3　常用的51系列单片机8

1.3.1 Intel公司的MCS-51系列单片机9

1.3.2 Atmel公司的AT89系列单片机9

1.3.3　Philips公司的51系列单片机10

1.4　习题11

第2章　MCS-51单片机的结构和时序12

2.1 MCS-51单片机的结构12

2.1.1 MCS-51的组成12

2.1.2 CPU的结构13

2.1.3　存储器的结构16

2.1.4 MCS-51的并行I/O端口22

2.1.5 MCS-51的定时／计数器25

2.1.6 MCS-51的中断系统26

2.1.7 MCS-51的串行接口26

2.2 MCS-51的引脚功能及片外总线结构27

2.2.1 MCS-51的引脚功能27

2.2.2 MCS-51的片外总线结构29

2.3 MCS-51单片机的工作方式29

2.3.1　复位工作方式30

2.3.2　程序执行工作方式31

2.3.3　节电工作方式32

2.3.4　编程和校验工作方式32

2.4 MCS-51单片机的时序33

2.4.1　时钟电路33

2.4.2 CPU时序的有关概念33

2.4.3 MCS-51的取指令和执行指令时序34

2.4.4 MCS-51访问外部存储器的指令时序35

2.5　习题38

第3章　MCS-51系列单片机的指令系统及汇编程序设计39

3.1　指令系统概述39

3.1.1　汇编指令格式39

3.1.2　指令描述符号介绍40

3.2　寻址方式40

3.2.1　立即寻址41

3.2.2　寄存器寻址41

3.2.3　直接寻址41

3.2.4　寄存器间接寻址41

3.2.5　变址寻址42

3.2.6　相对寻址43

3.2.7　位寻址43

3.3 MCS-51系列单片机的指令系统44

3.3.1　数据传送类指令44

3.3.2　算术运算类指令49

3.3.3　逻辑运算及移位指令54

3.3.4　位操作指令57

3.3.5　控制转移类指令58

3.4　汇编语言程序设计64

3.4.1　汇编语言程序伪指令64

3.4.2　结构化程序设计67

3.5　习题80

第4章　C51高级语言程序设计84

4.1 C语言高级编程84

4.1.1 C语言的特点84

4.1.2 C语言与MCS-51系列单片机85

4.1.3 C51编译器85

4.1.4 Keil 8051开发工具87

4.1.5 C51程序结构87

4.2 C51对标准C语言的扩展89

4.2.1　存储区域89

4.2.2　数据类型90

4.2.3　常量和变量91

4.2.4　存储器模式95

4.2.5　绝对地址的访问97

4.3 C51的运算符及表达式99

4.3.1　算术运算符99

4.3.2　关系和逻辑运算符99

4.3.3　位运算符100

4.3.4　逗号运算符101

4.3.5　赋值运算符101

4.3.6　条件运算符102

4.3.7　指针与地址运算符102

4.3.8　表达式和表达式语句103

4.4 C51函数104

4.5 C51构造数据类型112

4.5.1　数组和指针112

4.5.2　结构、共同体和枚举117

4.6 C51库函数120

4.6.1　本征库函数和非本征库函数121

4.6.2　访问SFR和位地址的REGxxx.H文件122

4.6.3 C51库函数122

4.7 C51程序编写122

4.7.1 C51程序的基本结构122

4.7.2　编写高效的C51程序及优化程序129

4.8 C51语言与汇编语言130

4.8.1 C51与汇编语言的接口131

4.8.2　函数的声明及段名的命名规则133

4.9　习题134

第5章　MCS-51的定时器、中断系统以及串行口135

5.1 MCS-51单片机的定时／计数器135

5.1.1　定时／计数器的结构135

5.1.2　定时／计数器的控制136

5.1.3　定时／计数器的工作方式137

5.1.4　定时／计数器的初始化139

5.1.5　定时／计数器应用举例140

5.2 MCS-51单片机的中断系统145

5.2.1 MCS-51的中断系统组成145

5.2.2　中断源和中断请求标志146

5.2.3　中断控制147

5.2.4　中断的处理过程及响应时间149

5.2.5　中断系统的初始化及应用151

5.2.6　中断源的扩展153

5.3 MCS-51的串行接口157

5.3.1　串行口的结构157

5.3.2　串行口的工作方式159

5.3.3　串行口的通信波特率161

5.3.4　串行口的初始化162

5.3.5　串行口的应用举例162

5.3.6　串行口在多机通信中的应用169

5.4　习题170

第6章　单片机的人机交互与扩展技术172

6.1　单片机系统的人机交互技术172

6.1.1　显示器接口技术172

6.1.2　键盘接口技术181

6.1.3　串行通信接口技术187

6.2　存储器的扩展技术193

6.2.1　存储器扩展中应考虑的问题193

6.2.2　存储器的并行扩展195

6.2.3　存储器的串行扩展199

6.3　系统扩展技术205

6.3.1　并行I/O接口的扩展及应用205

6.3.2　可编程串行显示接口芯片MAX7219及扩展应用213

6.4　习题218

第7章　过程通道220

7.1　输入／输出通道的结构220

7.1.1　输入通道的结构220

7.1.2　输出通道的结构222

7.2　多路开关及采样量化保持223

7.2.1　多路模拟开关223

7.2.2　信号采样及量化224

7.2.3　保持器226

7.3　模拟量输出通道接口技术227

7.3.1 DAC的主要性能指标227

7.3.2　并行DAC及接口技术228

7.3.3　串行DAC及接口技术236

7.4　模拟量输入通道接口技术239

7.4.1 ADC的主要技术指标240

7.4.2　并行ADC及接口技术241

7.4.3 串行ADC及接口技术249

7.5　压频转换器和频压转换器259

7.6　开关量输入输出通道262

7.6.1　开关量输入通道262

7.6.2　开关量输出通道263

7.7　习题266

第8章　数字控制器设计268

8.1　概述268

8.2　数字PID控制器268

8.2.1 PID控制器的数字化实现268

8.2.2　数字PID控制器算法的几种改进形式271

8.2.3 PID控制器的参数整定277

8.3　直接数字控制器的设计280

8.3.1　直接数字控制器的脉冲传递函数280

8.3.2　最少拍随动系统数字控制器的设计281

8.3.3　最少拍无波纹随动系统数字控制器的设计284

8.4　纯滞后对象控制器的设计286

8.4.1　大林算法286

8.4.2　史密斯预估补偿算法288

8.5　数字控制器的计算机实现289

8.5.1　直接程序法290

8.5.2　串行程序法290

8.5.3　并行程序法292

8.6　习题293

第9章　MCS-51系列单片机应用系统开发与设计295

9.1　单片机系统开发与设计295

9.1.1　系统总体方案设计295

9.1.2　硬件设计296

9.1.3　软件设计297

9.1.4　系统调试299

9.1.5　印制电路板设计302

9.2　抗干扰技术303

9.2.1　干扰源及其分类304

9.2.2　硬件抗干扰技术305

9.2.3　软件抗干扰技术307

9.3 8路温度巡检仪应用设计308

9.3.1　设计任务及硬件电路设计308

9.3.2　系统软件设计312

9.4　步进电动机控制系统设计316

9.4.1　设计任务及硬件电路设计316

9.4.2　系统软件设计318

9.5　出租车计费器设计321

9.5.1　设计任务及硬件电路设计321

9.5.2　系统软件设计322

附录328

附录A MCS-51系列单片机指令表328

附录B Keil C51库函数331

附录C C51极限值335

参考文献336