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第1章 概论1

1.1 嵌入式系统、单片机、AT89C51单片机1

1.1.1 嵌入式系统、单片机1

1.1.2 单片机发展概况2

1.1.3 应用广泛的AT89系列单片机3

1.2 单片机应用系统及其应用领域4

1.2.1 单片机应用系统4

1.2.2 单片机应用领域4

1.3 单片机应用研发工具和教学实验装置6

1.3.1 单片机软件调试仿真器6

1.3.2 单片机仿真器6

1.3.3 编程器和ISP在系统编程7

1.3.4 PROTEUS EDA（电子设计自动化）7

1.3.5 单片机课程教学实验装置7

1.4 PROTEUS ISIS电路设计基础（1）8

1.4.1 PROTEUS ISIS窗口8

1.4.2 PROTEUS可视化助手10

1.4.3 PROTEUS设计文件操作11

1.4.4 PROTEUS元件操作12

1.5 实训114

1.5.1 PROTEUS ISIS的文件操作与元件操作14

1.5.2 认识单片机及单片机应用产品研发工具15

练习与思考116

第2章 AT89C51内部结构基础17

2.1 内部结构和引脚功能17

2.1.1 内部结构框图和主要部件17

2.1.2 引脚功能18

2.2 时钟电路与复位电路19

2.2.1 时钟电路19

2.2.2 复位电路21

2.3 存储器结构22

2.3.1 存储器组成22

2.3.2 程序存储器ROM23

2.3.3 数据存储器RAM23

2.4 I/O（输入／输出）口结构、功能及负载能力28

2.4.1 I/O口结构28

2.4.2 I/O口功能29

2.4.3 I/O口的负载能力32

2.5 PROTEUS ISIS电路设计基础32

2.5.1 PROTEUS电气连线操作32

2.5.2 PROTEUS总线、标签和脚本操作33

2.5.3 终端操作35

2.5.4 对象属性设置（Edit Properties）35

2.6 实训236

2.6.1 AT89C51最小系统的PROTEUS电路设计36

2.6.2 AT89C51最小系统的实际安装37

练习与思考238

第3章 AT89C51指令系统39

3.1 基本概念39

3.1.1 指令、机器代码、程序、机器语言39

3.1.2 汇编语言、汇编语言指令格式、常用符号39

3.1.3 汇编（编译）和编程（固化）42

3.2 指令寻址方式42

3.2.1 寻址、寻址方式、寻址存储器范围42

3.2.2 直接寻址43

3.2.3 立即寻址43

3.2.4 寄存器寻址44

3.2.5 寄存器间接寻址44

3.2.6 变址寻址45

3.2.7 相对寻址45

3.2.8 位寻址“bit”46

3.3 汇编语言的指令系统47

3.3.1 数据传送指令47

3.3.2 算术运算类指令51

3.3.3 逻辑运算指令56

3.3.4 控制转移指令59

3.3.5 位操作指令63

3.4 单片机应用系统的PROTEUS设计与仿真初步64

3.4.1 “跑马灯”的电路原理图、程序设计64

3.4.2 “跑马灯”的PROTEUS电路设计66

3.4.3 “跑马灯”的PROTEUS程序设计和汇编67

3.4.4 加载目标代码文件、仿真69

3.5 实训370

3.5.1 “开关控制LED显示装置”的PROTEUS设计与仿真70

3.5.2 软件调试仿真器Keil μVision及其应用（1）72

习题与思考379

第4章 AT89C51汇编语言程序设计82

4.1 伪指令、程序设计82

4.1.1 伪指令82

4.1.2 程序设计85

4.1.3 程序结构86

4.2 汇编语言程序设计举例91

4.2.1 延时程序91

4.2.2 查表程序92

4.2.3 码制转换程序93

4.2.4 数据排序程序95

4.2.5 算术运算程序95

4.3 单片机应用系统的PROTEUS仿真调试基础98

4.3.1 调试、调试窗口和带窗口的仿真调试98

4.3.2 断点、断点操作和带断点的仿真调试101

4.4 实训4102

4.4.1 LED花灯显示装置的PROTEUS设计与仿真102

4.4.2 软件调试仿真器Keil μVision应用（2）104

习题与思考4108

第5章 AT89C51中断系统110

5.1 中断系统110

5.1.1 中断基本概念110

5.1.2 中断系统结构110

5.1.3 与中断控制有关的寄存器112

5.1.4 中断过程114

5.1.5 有中断的单片机应用程序的编程要点117

5.2 中断应用实例及其PROTEUS设计与仿真117

5.2.1 外中断（INT0）实验装置117

5.2.2 中断优先级实验装置120

5.3 实训5125

5.3.1 扩展中断源实验装置的PROTEUS设计与仿真125

5.3.2 扩展中断源实验装置的实际制作128

习题与思考5129

第6章 AT89C51定时器／计数器130

6.1 定时器／计数器130

6.1.1 定时器／计数器概述130

6.1.2 定时器／计数器的控制131

6.1.3 定时器／计数器的工作方式132

6.1.4 定时器／计数器的计数容量及初值133

6.2 定时器／计数器应用135

6.2.1 定时器／计数器应用的基本步骤135

6.2.2 定时器／计数器应用举例135

6.3 定时器／计数器应用实例及其PROTEUS设计与仿真140

6.3.1 基于AT89C51的60s倒计时装置140

6.3.2 基于AT89C51的按键发声装置144

6.4 实训6148

6.4.1 简易跑表的PROTEUS设计与仿真148

6.4.2 简易跑表的实际制作151

习题与思考6152

第7章 AT89C51的存储器扩展技术153

7.1 用EPROM扩展单片机程序存储器（ROM）153

7.1.1 基础知识153

7.1.2 扩展ROM电路设计和程序设计155

7.1.3 扩展ROM的PROTEUS设计与仿真157

7.1.4 实际安装、运行、思考158

7.2 用SRAM扩展单片机数据存储器（RAM）159

7.2.1 基础知识159

7.2.2 扩展RAM的电路设计和程序设计160

7.2.3 扩展RAM的PROTEUS设计与仿真161

7.2.4 实际安装、运行、思考162

7.3 用E2PROM扩展单片机ROM、RAM163

7.3.1 基础知识163

7.3.2 E2PROM扩展ROM、RAM电路设计164

7.3.3 E2PROM扩展ROM、RAM程序设计164

7.3.4 实际安装、运行、思考166

7.4 用串行E2PROM扩展单片机存储器（I2C）167

7.4.1 基础知识167

7.4.2 串行E2PROM扩展存储器电路设计和程序设计170

7.4.3 串行E2PROM扩展存储器的PROTEUS设计与仿真176

7.4.4 实际安装、运行、思考177

7.5 PROTEUS高级图表仿真（ASF）简介及其应用177

7.5.1 高级图表仿真（ASF）简介177

7.5.2 高级图表仿真（ASF）实例180

7.5.3 AT89C51扩展片外ROM的操作时序183

7.5.4 AT89C51扩展外RAM的操作时序184

7.5.5 AT89C51扩展外串行E2PROM存储器操作时序184

7.6 实训7185

7.6.1 “SRAM 6264扩展单片机RAM”的PROTEUS设计与仿真185

7.6.2 “SRAM 6264扩展单片机RAM”装置的实际制作188

第8章 AT89C51人机交互通道的接口技术189

8.1 单片机与LED数码管动态显示的接口技术189

8.1.1 基础知识189

8.1.2 数码管动态显示装置的电路设计和程序设计191

8.1.3 数码管动态显示装置的PROTEUS设计与仿真193

8.1.4 实际安装、运行、思考194

8.2 单片机与字符型LCD显示器的接口技术195

8.2.1 基础知识195

8.2.2 字符型LCD液晶显示装置的电路设计和程序设计198

8.2.3 字符型LCD液晶显示装置的PROTEUS设计与仿真201

8.2.4 实际安装、运行、思考202

8.3 单片机与矩阵式键盘的接口技术202

8.3.1 基础知识203

8.3.2 矩阵式键盘接口的电路设计和程序设计205

8.3.3 矩阵式键盘接口的PROTEUS设计与仿真209

8.3.4 实际安装、运行、思考210

8.4 实训8210

8.4.1 六数码管动态显示装置的PROTEUS设计与仿真210

8.4.2 六数码管动态显示装置的实际制作211

第9章 AT89C51单片机前向通道接口技术212

9.1 AT89C51与ADC0808（0809）的接口技术212

9.1.1 基础知识212

9.1.2 简易数字电压表的电路设计和程序设计214

9.1.3 简易数字电压表的PROTEUS设计与仿真216

9.1.4 实际安装、运行、思考217

9.2 单片机与水位检测传感器的接口技术218

9.2.1 基础知识218

9.2.2 水位检控装置的电路设计和程序设计219

9.2.3 水位检控装置的PROTEUS设计与仿真221

9.2.4 实际安装、运行、思考222

9.3 实训9222

9.3.1 双通道“简易数字电压表”的PROTEUS设计与仿真222

9.3.2 双通道“简易数字电压表”的实际制作223

第10章 AT89C51后向通道接口技术224

10.1 AT89C51与DAC0832的接口技术224

10.1.1 基础知识224

10.1.2 简易信号发生器的电路设计和程序设计226

10.1.3 简易信号发生器的PROTEUS设计与仿真229

10.1.4 PROTEUS虚拟四踪数字示波器使用230

10.1.5 实际安装、运行、思考232

10.2 AT89C51控制步进电动机的接口技术232

10.2.1 基础知识232

10.2.2 AT89C51控制步进电动机的电路设计和程序设计235

10.2.3 单片机控制步进电动机的PROTEUS设计与仿真237

10.2.4 实际安装、运行、思考238

10.3 AT89C51控制直流电动机的接口技术238

10.3.1 基础知识238

10.3.2 AT89C51控制直流电动机的电路设计和程序设计240

10.3.3 AT89C51控制直流电动机的PROTEUS设计与仿真244

10.3.4 实际安装、运行、思考245

10.4 实训10245

10.4.1 三角波、正弦波简易发生器的PROTEUS设计与仿真245

10.4.2 三角波、正弦波发生器的实际制作246

第11章 AT89C51串行通信通道接口技术248

11.1 AT89C51间串行通信的接口技术248

11.1.1 基础知识248

11.1.2 AT89C51间通信接口的电路设计与程序设计251

11.1.3 AT89C51间通信接口的PROTEUS设计与仿真257

11.1.4 实际安装、运行、思考258

11.2 AT89C51与PC间通信的接口技术258

11.2.1 基础知识258

11.2.2 AT89C51与PC间通信接口电路设计和程序设计260

11.2.3 AT89C51与PC间通信接口的PROTEUS设计与仿真262

11.2.4 实际安装、运行、思考264

11.3 实训11265

11.3.1 AT89C51间通信简单接口的PROTEUS设计与仿真265

11.3.2 AT89C51间通信简单接口的实际制作266

第12章 AT89C51单片机的实际应用267

12.1 基于单片机和DS1302的电子时钟267

12.1.1 功能与操作267

12.1.2 电子时钟的电路设计和程序设计267

12.1.3 技术要点279

12.1.4 电子时钟的PROTEUS设计与仿真281

12.2 基于单片机的带存储播放功能的简易电子琴282

12.2.1 功能与操作282

12.2.2 简易电子琴的电路设计和程序设计282

12.2.3 技术要点290

12.2.4 简易电子琴的PROTEUS设计与仿真291

12.3 基于单片机和DS18B20的数字温度计292

12.3.1 功能与操作292

12.3.2 单片机数字温度计的电路设计和程序设计292

12.3.3 技术要点299

12.3.4 单片机数字温度计的PROTEUS设计与仿真300

12.4 基于单片机控制的LED点阵显示屏301

12.4.1 功能与操作301

12.4.2 简单LED点阵显示屏的电路设计和程序设计302

12.4.3 技术要点304

12.4.4 简单LED点阵显示屏的PROTEUS设计与仿真305

12.5 基于单片机的纯水机控制电路板设计306

12.5.1 功能与操作307

12.5.2 基于单片机的纯水机控制电路板的电路设计和程序设计307

12.5.3 技术要点311

12.5.4 基于单片机的纯水机控制电路板的PROTEUS设计与仿真312

12.6 实训12313

12.6.1 简单电子时钟的PROTEUS设计与仿真313

12.6.2 简单电子时钟的实际制作314

附录A AT89S51相对AT89C51增加的功能315

A.1 AT89S51单片机内部结构、引脚图和特殊功能寄存器315

A.2 增加功能的应用316

附录B BCD码和ASCII码320

B.1 8421 BCD码320

B.2 BCD码运算320

B.3 ASCII码321

附录C AT89C系列单片机指令表323

附录D 编程器使用初步327

附录E C51对C语言的扩展330

参考文献334