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第1章 概述1

1.1计算机的发展1

1.1.1计算机发展简史1

1.1.2微型计算机的发展及两大分支2

1.2单片机综述3

1.2.1单片机的历史与发展3

1.2.2单片机的组成及特点5

1.2.3单片机与嵌入式系统6

1.3 80C51系列单片机简介8

1.3.1 80C51系列单片机的发展8

1.3.2 AT89系列单片机的特点及分类9

1.4其他常用单片机系列简介10

1.4.1低端产品概述10

1.4.2高端产品概述11

第2章 计算机基础知识13

2.1数制与编码13

2.1.1数制13

2.1.2计算机中数的表示及运算15

2.1.3二进制编码17

2.2计算机的基础电路19

2.2.1常用简单逻辑电路19

2.2.2触发器20

2.2.3寄存器21

2.3存储器概述23

2.3.1存储器的分类24

2.3.2半导体存储器的分类24

2.3.3存储器中常用名词术语25

2.3.4存储单元和存储单元地址26

2.3.5存储器的寻址原理27

思考与练习28

第3章 单片机的结构及原理29

3.1单片机的结构29

3.1.1标准型单片机的组成29

3.1.2单片机的内部结构31

3.1.3引脚定义及功能32

3.2 80C51的存储器34

3.2.1存储器结构和地址空间34

3.2.2程序存储器36

3.2.3数据存储器36

3.3特殊功能寄存器40

3.3.1 80C51系列的SFR40

3.3.2 AT89S51/S52的SFR地址分布及寻址41

3.3.3 SFR的功能及应用42

3.4单片机的工作原理47

3.4.1指令与程序概述47

3.4.2 CPU的工作原理47

3.4.3单片机执行程序过程49

3.5输入/输出端口51

3.5.1 P0口51

3.5.2 P1口53

3.5.3 P2口54

3.5.4 P3口56

3.5.5 4个I/O端口的主要异同点57

3.6 CPU时序及时钟电路58

3.6.1 CPU时序及有关概念58

3.6.2振荡器和时钟电路60

3.6.3 80C51的指令时序61

3.7复位和复位电路62

3.7.1内部复位信号的产生62

3.7.2复位状态62

3.7.3复位方式与外部复位电路63

3.8 80C51系列单片机的低功耗方式64

3.8.1电源控制寄存器PCON65

3.8.2待机方式65

3.8.3掉电方式66

思考与练习66

第4章 指令系统68

4.1指令系统简介68

4.2寻址方式69

4.2.1符号注释69

4.2.2寻址方式说明70

4.3指令系统分类介绍75

4.3.1数据传送类指令75

4.3.2算术运算类指令81

4.3.3逻辑操作类指令87

4.3.4控制转移类指令90

4.3.5位操作类指令94

思考与练习97

第5章 汇编语言程序设计101

5.1概述101

5.1.1程序设计语言101

5.1.2汇编语言源程序的格式102

5.1.3汇编语言伪指令103

5.1.4汇编语言程序设计步骤105

5.2顺序与循环程序设计106

5.2.1顺序程序设计106

5.2.2循环程序设计107

5.3分支程序设计110

5.3.1分支程序设计综述111

5.3.2无条件/条件转移程序设计111

5.3.3散转程序设计112

5.4查表程序设计114

5.4.1查表程序综述114

5.4.2规则变量的查表程序设计115

5.4.3非规则变量的查表程序设计117

5.5子程序设计118

5.5.1子程序结构与设计注意事项118

5.5.2子程序调用与返回119

5.5.3子程序嵌套120

5.5.4子程序设计121

思考与练习123

第6章C51语言程序设计125

6.1单片机的C51语言概述125

6.1.1 C51语言的主要优点125

6.1.2 C51语言的运算符及表达式126

6.1.3 C51语言的程序结构127

6.1.4 C51语言的流程控制语句128

6.2 C51语言对通用C语言的扩展131

6.2.1数据的存储类型131

6.2.2数据类型134

6.2.3指针136

6.2.4函数137

6.2.5 C51语言对单片机硬件的访问139

6.3 C51语言编程举例141

6.4 Keil C51集成开发环境的使用144

6.4.1 KeilIDE简介144

6.4.2项目的建立与设置147

6.4.3运行调试150

思考与练习153

第7章 定时/计数器154

7.1定时/计数器T0、T1概述154

7.1.1定时/计数器T0、T1的结构154

7.1.2定时/计数器的原理155

7.2定时/计数器的控制方法156

7.2.1定时/计数器寄存器156

7.2.2定时/计数器的初始化与启动158

7.2.3定时/计数器初值的确定方法158

7.3定时器T0、T1的工作方式159

7.3.1方式0159

7.3.2方式1159

7.3.3方式2160

7.3.4方式3161

7.4定时器T0、T1应用举例162

7.4.1方式1应用举例162

7.4.2方式2应用举例164

7.4.3方式3应用举例167

7.4.4门控位应用举例169

7.5定时/计数器T2171

7.5.1 T2的寄存器171

7.5.2 T2的工作方式173

7.5.3应用例题178

7.6 WDT监视定时器179

7.6.1 WDT的功能及应用特点180

7.6.2辅助寄存器AUXR180

思考与练习181

第8章 串行接口182

8.1串行通信概述182

8.1.1同步通信和异步通信方式182

8.1.2串行通信的数据传送速率184

8.1.3串行通信的方式184

8.1.4通信协议185

8.2 80C51串行口简介185

8.2.1串行口结构与工作原理185

8.2.2串行口寄存器186

8.2.3 80C51的帧格式188

8.2.4波特率的设置189

8.3串行通信工作方式191

8.3.1方式0191

8.3.2方式1191

8.3.3方式2和方式3192

8.3.4多机通信192

8.4串行口应用举例194

8.4.1利用串行口扩展I/O口194

8.4.2利用串行口进行异步通信197

思考与练习204

第9章 中断系统205

9.1概述205

9.1.1中断的概念205

9.1.2引进中断技术的优点205

9.1.3中断源206

9.1.4中断系统的功能207

9.2 AT89S51单片机的中断系统208

9.2.1中断系统的结构208

9.2.2中断源及中断入口208

9.2.3与中断有关的寄存器210

9.3中断处理过程214

9.3.1中断响应215

9.3.2中断处理216

9.3.3中断返回216

9.3.4中断请求的撤销217

9.3.5中断响应时间217

9.3.6扩充外部中断源218

9.4中断程序的设计与应用219

9.4.1中断程序的一般设计方法220

9.4.2中断程序应用举例222

思考与练习230

第10章 单片机的系统扩展232

10.1并行扩展概述232

10.1.1系统扩展常用接口芯片232

10.1.2外部并行扩展总线235

10.1.3并行扩展的寻址方法236

10.2存储器的并行扩展237

10.2.1数据存储器扩展概述237

10.2.2访问片外RAM的操作时序237

10.2.3数据存储器扩展举例239

10.3并行I/O接口的扩展240

10.3.1扩展并行I/O口简述240

10.3.2简单并行I/O口的扩展240

10.4串行扩展概述242

10.4.1常用串行总线与串行接口简介242

10.4.2单片机串行扩展的模拟技术245

10.4.3串行扩展的主要特点246

10.5 I2C总线246

10.5.1 I2C总线的组成及基本工作原理246

10.5.2 I2C总线的传输时序247

10.5.3 I2 C总线的通用模拟软件包248

10.5.4 I2C总线应用举例252

10.6 SPI串行接口257

10.6.1 SPI系统的组成及基本原理257

10.6.2 SPI接口的传输时序257

10.6.3 SPI串行接口的通用模拟软件包258

10.6.4 SPI串行接口应用举例259

10.7扩展A/D转换器263

10.7.1逐次逼近式A/D转换原理263

10.7.2 A/D转换的主要技术指标264

10.7.3扩展并行A/D转换器实例265

10.7.4扩展串行A/D转换器实例268

10.8扩展D/A转换器270

10.8.1 D/A转换器原理270

10.8.2 D/A转换器的主要技术指标271

10.8.3扩展D/A转换器实例272

思考与练习277

第11章 接口技术278

11.1键盘接口278

11.1.1键盘工作原理278

11.1.2独立式按键280

11.1.3行列式键盘282

11.2显示器接口289

11.2.1 LED显示器的结构与原理290

11.2.2 LED静态显示方式291

11.2.3 LED动态显示方式292

11.2.4液晶显示器概述295

11.2.5字符型液晶显示模块LCM的组成及原理296

11.2.6字符型液晶显示模块LCM的引脚及说明298

11.2.7 LCM的指令299

11.2.8 LCM的复位及初始化303

11.2.9 LCM的接口及应用举例303

11.3功率开关器件接口308

11.3.1输出接口的隔离技术308

11.3.2直流负载驱动电路309

11.3.3可控硅（晶闸管）驱动的负载电路310

11.3.4电磁继电器接口电路311

11.3.5固态继电器接口电路312

思考与练习313

第12章 单片机应用系统的设计与开发314

12.1应用系统设计过程314

12.1.1总体方案设计314

12.1.2硬件设计315

12.1.3软件设计318

12.2开发工具和开发方法320

12.2.1开发工具320

12.2.2单片机的开发方法322

12.3 Proteus软件开发平台323

12.3.1 Proteus软件简介323

12.3.2 Proteus ISIS窗口功能324

12.3.3 Proteus ISIS的基本操作327

12.4单片机用于水位控制系统333

12.4.1题目分析333

12.4.2硬件设计333

12.4.3软件设计334

12.5粮库温度监测报警系统336

12.5.1题目分析337

12.5.2硬件设计337

12.5.3软件设计339

思考与练习347

附录A 80C51指令表348

附录B常用芯片引脚图354

参考文献356