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第1章　单片机基础知识1

1.1　单片机概述1

1.1.1　微型计算机1

1.1.2　单片机的概念2

1.1.3　单片机的性能特点3

1.1.4　单片机的发展历史3

1.1.5　单片机的发展趋势4

1.1.6　单片机的应用领域4

1.2　单片机的组成结构5

1.2.1　中央处理器5

1.2.2　系统总线6

1.2.3　存储器6

1.2.4　I/O口9

1.2.5　定时／计数器9

1.3　单片机的工作过程9

1.4　单片机的主要品种系列10

1.4.1　单片机的分类10

1.4.2　MCS-51系列单片机10

1.4.3　89系列单片机11

1.5　单片机应用系统的开发13

1.5.1　单片机的程序设计语言13

1.5.2　单片机开发系统14

1.5.3　单片机常用开发方法14

1.5.4　单片机编程软件简介16

1.6　任务1　用单片机控制闪烁灯19

1.7　数制与码制基础20

1.7.1　常用的进位计数制20

1.7.2　不同数制间的相互转换22

1.7.3　数的表示24

1.7.4　信息的表示与输入输出27

本章小结27

思考与练习28

第2章　MCS-51单片机硬件结构和原理29

2.1　MCS-51单片机硬件结构29

2.1.1　89C51单片机内部组成29

2.1.2　89C51单片机芯片外部引脚30

2.2　单片机最小应用系统31

2.2.1　最小应用系统的概念31

2.2.2　时钟电路32

2.2.3　复位电路34

2.3　任务2　构建单片机最小应用系统35

2.4　89C51单片机I/O端口36

2.4.1　并行I/O端口的功能36

2.4.2　并行I/O端口的结构37

2.4.3　并行I/O端口的操作37

2.4.4　端口负载能力39

2.5　任务3　端口输入／输出控制——模拟开关灯39

2.6　89C51单片机存储器结构40

2.6.1　程序存储器ROM41

2.6.2　数据存储器RAM41

2.7　89C51单片机的工作方式47

2.7.1　程序连续执行方式47

2.7.2　程序单步执行方式47

2.7.3　低功耗工作方式47

本章小结48

思考与练习48

第3章　MCS-51单片机指令系统50

3.1　概述50

3.1.1　相关概念50

3.1.2　指令格式50

3.1.3　MCS-51单片机指令系统51

3.1.4　指令说明常用的约定符号51

3.2　寻址方式52

3.2.1　立即数寻址52

3.2.2　寄存器寻址52

3.2.3　直接寻址53

3.2.4　寄存器间接寻址53

3.2.5　基址＋变址寻址53

3.2.6　相对寻址54

3.2.7　位寻址54

3.3　指令系统55

3.3.1　数据传送类指令55

3.3.2　数据交换指令61

3.3.3　算术运算类指令63

3.3.4　逻辑运算类指令66

3.3.5　控制转移类指令68

3.3.6　位操作类指令72

3.4　任务4　顺序彩灯的控制74

本章小结77

思考与练习77

第4章　MCS-51单片机汇编语言程序设计81

4.1　汇编语言及伪指令81

4.1.1　汇编语言81

4.1.2　伪指令81

4.2 汇编语言源程序结构及编写步骤83

4.2.1　汇编语言源程序结构83

4.2.2　汇编语言源程序编写步骤83

4.3　顺序程序结构84

4.4　分支程序结构85

4.4.1　单分支程序结构85

4.4.2　多分支程序结构87

4.4.3　分支程序结构的转移条件87

4.5　任务5　多状态闪烁灯控制87

4.6　循环程序结构90

4.6.1　循环程序结构的组成90

4.6.2　循环程序设计91

4.7　子程序设计92

4.8　任务6　简单交通信号灯模拟控制95

本章小结97

思考与练习97

第5章 中断系统与定时／计数器99

5.1 中断系统99

5.1.1 中断及中断处理过程99

5.1.2　89C51单片机的中断系统100

5.1.3　89C51单片机的中断控制102

5.1.4　中断响应105

5.1.5 中断系统的应用107

5.2　定时／计数器108

5.2.1　定时／计数器的基本结构108

5.2.2　定时／计数器的工作原理109

5.2.3　定时／计数器的控制110

5.2.4　定时／计数器的工作方式112

5.2.5　定时／计数器的初始化114

5.3　任务7　复杂交通信号灯模拟控制115

5.4　任务8　用单片机定时器控制报警声系统120

本章小结122

思考与练习123

第6章　单片机串行通信技术125

6.1 串行通信概述125

6.1.1　通信的基本概念125

6.1.2　串行通信的分类125

6.1.3　串行通信的数据传输方式126

6.1.4　波特率127

6.1.5　串行通信数据的校验127

6.2　串行通信信号的传输128

6.3　89C51单片机串行口的结构及原理131

6.4　89C51单片机串行口的工作方式133

6.4.1　方式0133

6.4.2　方式1135

6.4.3　方式2136

6.4.4　方式3136

6.4.5　89C51单片机串行口的波特率137

6.5　任务9　89C51单片机双机通信138

本章小结140

思考与练习140

第7章 单片机系统扩展与接口技术141

7.1　89C51单片机系统扩展概述141

7.1.1　89C51单片机的片外总线结构141

7.1.2　89C51单片机外部扩展的方法142

7.1.3　89C51单片机的系统扩展能力142

7.1.4　地址锁存与译码143

7.2　89C51单片机外部存储器的扩展145

7.2.1　程序存储器的扩展146

7.2.2　数据存储器的扩展149

7.3　并行I/O口的扩展152

7.3.1　并行I/O口扩展的基本方法152

7.3.2　简单并行I/O口扩展152

7.3.3 采用8255A扩展并行I/O口153

7.3.4 采用8155/8156扩展并行I/O口159

7.4 任务10　8155并行I/O口扩展训练165

7.5　键盘及其接口电路168

7.5.1　按键的识别169

7.5.2　独立式按键169

7.5.3　矩阵键盘170

7.6　显示器及其接口电路175

7.6.1　LED显示器175

7.6.2　LED点阵大屏幕显示176

7.7　任务11　8位字符的LED动态显示180

7.8　任务12　设计8×8点阵显示屏181

7.9 D/A转换接口183

7.9.1　D/A转换基本知识183

7.9.2　典型的D/A转换器芯片DAC0832184

7.10　任务13　基于DAC0832的灯循环渐变控制186

7.11 A/D转换接口188

7.11.1 典型的A/D转换器芯片ADC0809188

7.11.2 ADC0809与89C51单片机的连接189

7.12　光电隔离及继电器接口191

7.12.1 晶体管输出型光耦合器191

7.12.2　晶闸管输出型光耦合器192

7.12.3　继电器接口193

7.13 任务14　利用ADC0809检测输入端电压193

本章小结195

思考与练习195

第8章 单片机C51语言程序设计入门197

8.1　C51语言概述197

8.1.1 C51语言197

8.1.2　C51程序的基本构成197

8.2　C51的数据结构198

8.2.1　C51的数据类型199

8.2.2　C51的常量与变量199

8.2.3　C51数据的存储类型200

8.2.4　C51定义SFR字节和位单元201

8.2.5　C51定义并行口202

8.3　C51运算符、表达式及其规则202

8.3.1　算术运算符及其表达式202

8.3.2　关系运算符203

8.3.3　逻辑运算符203

8.3.4　位操作符203

8.3.5 自增减及复合运算符204

8.4　C51函数204

8.4.1　函数的分类204

8.4.2　函数的定义205

8.4.3　函数的参数值和函数值205

8.4.4　中断服务函数的定义206

8.4.5　函数的调用207

8.5　C51语言编程实例209

8.5.1　简单C51语言程序设计209

8.5.2　用C51语言实现中断程序设计209

8.5.3　用C51语言编写键盘扫描程序210

8.5.4　C51语言与汇编语言的混合编程211

8.6　C51编译器——Keil C51软件的使用217

本章小结217

思考与练习217

第9章　单片机应用系统设计与开发219

9.1　单片机应用系统设计的流程219

9.1.1 总体设计219

9.1.2　硬件设计219

9.1.3　资源分配222

9.1.4　软件设计222

9.1.5　软件仿真223

9.2　数码管数字时钟设计224

9.2.1 系统硬件电路的设计224

9.2.2　系统软件的设计224

9.3　两坐标步进电动机的单片机控制231

9.3.1　步进电动机常识231

9.3.2　两坐标步进电动机控制系统232

本章小结239

思考与练习239

附录240

附录A　ASCII表（美国标准信息交换代码）240

附录B　MCS-51系列单片机分类指令表240

附录C MCS-51系列单片机按字母顺序排列的指令表244

参考文献248