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第1章 概述1

1.1 单片机发展概况1

1.1.1 单片机的发展历史1

1.1.2 单片机的组成及特点2

1.1.3 单片机的发展趋势3

1.1.4 单片机与嵌入式系统4

1.2 常用8位单片机系列5

1.2.1 80C51系列单片机的特点及分类6

1.2.2 其他常用单片机系列综述7

1.3 单片机基础知识9

1.3.1 数制与编码10

1.3.2 计算机的基本组成电路13

第2章 单片机结构及原理16

2.1 单片机结构16

2.1.1 单片机组成及结构16

2.1.2 引脚定义及功能18

2.2 单片机的工作原理21

2.2.1 指令与程序概述21

2.2.2 CPU的工作原理22

2.2.3 单片机执行程序过程23

2.3 存储器25

2.3.1 存储器的分类25

2.3.2 存储单元和存储单元地址26

2.3.3 存储器结构和地址空间27

2.3.4 程序存储器28

2.3.5 数据存储器29

2.4 特殊功能寄存器SFR31

2.4.1 80C51系列的SFR31

2.4.2 SFR地址分布及寻址32

2.4.3 SFR的功能与作用34

2.5 CPU时序及时钟电路37

2.5.1 CPU时序及有关概念37

2.5.2 80C51的指令时序38

2.5.3 振荡器和时钟电路40

2.6 复位和复位电路41

2.6.1 内部复位信号的产生41

2.6.2 复位状态42

2.6.3 外部复位电路设计42

2.7 输入/输出端口结构43

2.7.1 4个I/O端口的主要异同点44

2.7.2 P0口44

2.7.3 P1口46

2.7.4 P2口46

2.7.5 P3口47

2.8 80C51系列单片机的低功耗方式47

2.8.1 电源控制寄存器PCON48

2.8.2 待机方式48

2.8.3 掉电方式49

思考与练习49

第3章 指令系统51

3.1 指令系统简介51

3.2 寻址方式52

3.2.1 符号约定52

3.2.2 寻址方式说明54

3.3 指令系统分类介绍58

3.3.1 数据传送类指令58

3.3.2 算术运算类指令63

3.3.3 逻辑操作类指令67

3.3.4 控制转移类指令70

3.3.5 位操作类指令73

思考与练习76

第4章 汇编语言程序设计80

4.1 概述80

4.1.1 程序设计语言80

4.1.2 汇编语言规范81

4.1.3 汇编语言程序设计步骤84

4.2 汇编语言程序设计举例85

4.2.1 顺序程序设计85

4.2.2 循环程序设计86

4.2.3 分支程序设计87

4.2.4 散转程序设计88

4.2.5 查表程序设计91

4.2.6 子程序设计93

思考与练习97

第5章 定时/计数器100

5.1 定时/计数器T0、T1概述100

5.1.1 定时/计数器 T0、T1 的结构100

5.1.2 定时/计数器的原理101

5.2 定时/计数器的控制方法101

5.2.1定时/计数器寄存器101

5.2.2 定时/计数器的初始化103

5.2.3 定时/计数器初值的确定方法103

5.3 定时/计数器T0、TI的工作方式104

5.3.1 方式0104

5.3.2 方式1104

5.3.3 方式2105

5.3.4 方式3105

5.4 定时器T0、T1应用举例107

5.4.1 定时器应用举例107

5.4.2 计数器应用举例108

5.4.3 门控位应用举例108

5.5 定时/计数器T2110

5.5.1 T2的寄存器110

5.5.2 定时器T2的工作方式112

5.5.3 应用例题116

5.6 定时器T3—WDT监视定时器117

5.6.1 WDT的功能及应用特点117

5.6.2 辅助助寄存器AUXR118

思考与练习118

第6章 80C51的串行接口120

6.1 串行通信概述120

6.1.1 同步通信和异步通信方式120

6.1.2 串行通信的数据传送速率121

6.1.3 串行通信的方式121

6.1.4 通信协议122

6.2 80C51串行口简介122

6.2.1 串行口结构与工作原理122

6.2.2 串行口控制寄存器 SCON123

6.2.3 80C51的帧格式124

6.2.4 波特率的设置125

6.3 串行通信工作方式126

6.3.1 方式0127

6.3.2 方式1127

6.3.3 方式2和方式3128

6.3.4 多机通信128

6.4 串行口应用举例129

6.4.1 用串行口扩展1/0口130

6.4.2 用串行口进行异步通信132

思考与练习136

第7章 中断系统137

7.1 概述137

7.1.1 中断的概念137

7.1.2 引进中断技术的优点137

7.1.3 中断源138

7.1.4 中断系统的功能138

7.2 AT89S51单片机的中断系统140

7.2.1 中断系统的结构140

7.2.2 中断源及中断入口140

7.2.3 中断控制142

7.3 中断处理过程145

7.3.1 中断响应145

7.3.2 中断处理146

7.3.3 中断返回147

7.3.4 中断请求的撤除147

7.3.5 中断响应时间148

7.3.6 扩充外中断源148

7.4 中断程序的设计与应用150

7.4.1 中断程序的一般设计方法150

7.4.2 中断程序应用举例152

思考与练习162

第8章 单片机的系统扩展163

8.1 并行扩展概述163

8.1.1 外部并行扩展总线163

8.1.2 系统扩展常用芯片164

8.1.3 并行扩展的寻址方法166

8.2 存储器的并行扩展166

8.2.1 数据存储器扩展概述167

8.2.2 存储器扩展举例167

8.2.3 超大容量存储器的扩展168

8.3 并行I/O接口的扩展169

8.3.1 简单的并行I/O扩展169

8.3.2 可编程I/O接口电路的扩展170

8.4 串行扩展概述174

8.4.1 串行扩展总线与串行扩展接口175

8.4.2 常用串行总线与串行接口简介175

8.4.3 单片机串行扩展的模拟技术177

8.5 I2C总线178

8.5.1 I2C总线的特点179

8.5.2 I2C总线的组成及基本工作原理179

8.5.3 I2C总线的传输时序180

8.5.4 I2C总线应用举例181

8.6 SPI串行接口191

8.6.1 SPI接口的特点191

8.6.2 SPI接口的组成及基本原理191

8.6.3 SPI串行接口应用举例192

思考与练习201

第9章 接口技术202

9.1 键盘接口202

9.1.1 键盘工作原理202

9.1.2 独立式按键203

9.1.3 行列式键盘205

9.2 显示器接口210

9.2.1 LED显示器的结构与原理210

9.2.2 LED静态显示方式212

9.2.3 LED动态显示方式214

9.2.4 液晶显示器LCD的应用技术216

9.2.5 键盘、显示接口电路220

9.3 功率驱动器件及接口电路221

9.3.1 输出接口的隔离技术221

9.3.2 直流负载驱动电路221

9.3.3 晶闸管负载驱动电路222

9.3.4 继电器接口电路223

93.5 固态继电器接口电路224

9.4 数模转换接口226

9.4.1 DAC电路原理226

9.4.2 D/A转换器的主要技术指标227

9.4.3 并行D/A转换器及接口227

9.4.4 串行D/A转换器及接口231

9.5 模数转换器235

9.5.1 模数转换的主要技术指标235

9.5.2 逐次逼近式A/D转换236

9.5.3 双积分ADC电路240

9.5.4 串行A/D转换器244

9.6 打印机接口247

9.6.1 TPμP—40A主要技术性能及接口要求247

9.6.2 字符代码及打印命令248

9.6.3 TPμP—40A/16A与单片机接口249

思考与练习251

第10章 单片机C51语言程序设计252

10.1 单片机的C51语言概述252

10.1.1 C语言的主要优点252

10.1.2 使用C51语言的注意事项253

10.1.3 C51的运算符及表达式253

10.1.4 C51语言的程序结构254

10.1.5 C51的流程控制语句255

10.2 C51对通用C语言的扩展257

10.2.1 数据类型257

10.2.2 数据的存储类型259

10.2.3 指针261

10.2.4 函数262

10.2.5 C51语言对单片机硬件的访问264

10.3 内部功能模块的C语言编程266

10.4 C语言与汇编语言的混合编程270

10.4.1 C语言与汇编语言混合编程注意事项270

10.4.2 带参数传递的函数调用271

10.4.3 无参数传递的函数调用273

10.4.4 混合编程举例273

思考与练习274

第11章 单片机应用系统的设计与开发275

11.1 应用系统研制过程275

11.1.1 总体设计275

11.1.2 硬件设计276

11.1.3 软件设计278

11.2 开发工具和开发方法280

11.2.1 开发工具280

11.2.2 开发方法282

11.3 Keil C51集成开发环境的使用283

11.3.1 Keil软件工具简介284

11.3.2 项目的建立与设置286

11.3.3 运行调试288

11.4 恒温箱温度控制监测系统289

11.4.1 题目分析289

11.4.2 硬件设计290

11.4.3 软件设计291

11.5 PC机与单片机间的串行通信设计295

11.5.1 RS-232C标准接口296

11.5.2 单片机与PC机之间的电平转换芯片296

11.5.3 PC机与单片机串行通信应用实例297

11.5.4 采用RS-422A标准的通信系统304

11.6 日历/时钟与单片机的接口与应用306

11.6.1 串行实时时钟芯片DS1302简介306

11.6.2 DS1302的命令字307

11.6.3 片内寄存器功能定义308

11.6.4 数据读写方式及控制操作方法309

11.6.5 单片机与DS1302的接口与应用310

思考与练习313

附录A 80C51指令表315

附录B 各数制对照表320

附录C ASCII（美国标准信息交换码）表321

附录D 二进制逻辑单元图形符号对照表322

附录E 常用芯片引脚图323

参考文献325