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第1章 微型计算机基础1

1.1 微型计算机概述1

1.1.1 基本概念1

1.1.2 计算机的基本构成2

1.1.3 微型计算机的基本构成5

1.1.4 微型计算机的基本工作原理5

1.2 微型计算机的基础知识7

1.2.1 数制及其转换7

1.2.2 二进制算术与逻辑运算12

1.2.3 微型计算机的码制与编码15

1.3 单片机概述19

1.3.1 单片机的结构特点20

1.3.2 单片机的主要产品系列21

1.3.3 单片机的应用22

1.3.4 单片机应用系统开发23

习题与思考题24

第2章 MCS-51单片机结构原理26

2.1 MCS-51单片机内部结构26

2.1.1 MCS-51单片机内部的结构图26

2.1.2 CPU结构27

2.1.3 存储器结构特点28

2.1.4 并行I/O接口28

2.1.5 中断系统29

2.1.6 定时器／计数器29

2.1.7 串行I/O接口29

2.2 MCS-51单片机存储器结构29

2.2.1 MCS-51单片机存储器的结构图29

2.2.2 MCS-51单片机程序存储器的组成30

2.2.3 MCS-51单片机数据存储器的组成30

2.3 MCS-51单片机的引脚信号36

2.3.1 MCS-51单片机引脚图36

2.3.2 MCS-51单片机引脚的逻辑功能37

2.4 MCS-51单片机的工作方式38

2.4.1 复位电路与复位方式38

2.4.2 程序执行方式39

2.4.3 节电方式39

2.4.4 EPROM的编程与校验方式40

2.5 MCS-51单片机的时钟电路与时序42

2.5.1 时钟电路42

2.5.2 振荡周期、机器周期和指令周期43

2.5.3 典型指令的时序44

2.5.4 外部ROM访问时序45

2.5.5 外部RAM访问时序46

2.6 MCS-51单片机的应用系统46

2.6.1 MCS-51单片机外部总线结构46

2.6.2 8051/8751/AT89C51最小应用系统47

2.6.3 8031最小应用系统48

习题与思考题48

第3章 MCS-51单片机指令系统与汇编语言程序设计50

3.1 MCS-51指令系统概述50

3.1.1 指令及指令格式50

3.1.2 MCS-51单片机指令分类51

3.1.3 MCS-51单片机指令系统53

3.2 寻址方式54

3.3 数据传送指令59

3.3.1 内部传送指令59

3.3.2 外部传送指令62

3.4 算术与逻辑运算和移位指令65

3.4.1 算术运算指令65

3.4.2 逻辑运算指令70

3.4.3 移位指令72

3.5 控制转移指令和位操作指令74

3.5.1 控制转移指令74

3.5.2 位操作指令80

3.6 汇编语言程序设计84

3.6.1 汇编语言的语句种类和格式85

3.6.2 汇编语言源程序的设计与汇编87

3.6.3 汇编语言程序设计的结构90

3.7 汇编语言程序设计实验108

3.7.1 学习仿真器的使用及简单编程108

3.7.2 运算处理程序设计与调试110

习题与思考题112

第4章 MCS-51单片机的内部接口单元116

4.1 I/O接口电路概述116

4.1.1 I/O接口电路的作用116

4.1.2 端口与接口117

4.1.3 外设的编址方式118

4.1.4 CPU与外设之间的数据传送方式118

4.2 MCS-51单片机的内部并行I/O接口及应用120

4.2.1 MCS-51单片机的内部并行I/O接口结构120

4.2.2 MCS-51单片机的内部并行I/O接口应用123

4.3 MCS-51的中断系统125

4.3.1 中断系统概述125

4.3.2 MCS-51的中断系统结构127

4.3.3 中断系统的应用133

4.4 MCS-51的定时器／计数器135

4.4.1 定时器／计数器T0和T1的结构及工作原理135

4.4.2 定时器／计数器T0和T1的工作方式137

4.4.3 定时器／计数器对输入信号的要求139

4.4.4 定时器／计数器T0和T1的编程与应用140

4.5 MCS-51的串行接口143

4.5.1 串行通信基础143

4.5.2 MCS-51串行接口结构146

4.5.3 串行接口控制寄存器（SCON）和电源控制寄存器（PCON）147

4.5.4 MCS-51串行接口的工作方式148

4.5.5 MCS-51串行接口的应用151

4.6 外部中断、定时器／计数器和串行接口实验155

4.6.1 外部中断实验155

4.6.2 定时器／计数器实验156

4.6.3 MCS-51串行通信实验157

习题与思考题158

第5章 半导体存储器及并行I/O接口扩展160

5.1 半导体存储器的扩展160

5.1.1 半导体存储器基础160

5.1.2 只读存储器（ROM）165

5.1.3 随机存取存储器（RAM）173

5.1.4 MCS-51存储器的外部扩展177

5.2 MCS-51并行I/O接口的扩展184

5.3 LED显示器的设计191

5.3.1 LED数码显示管显示原理191

5.3.2 MCS-51对LED的控制192

5.4 按键和键盘的设计197

5.4.1 独立式非编码键盘的设计198

5.4.2 行列式非编码键盘的设计200

5.5 存储器扩展、动态显示和键盘的实验204

5.5.1 数据存储器扩展实验204

5.5.2 动态显示实验205

5.5.3 按键、键盘与显示实验206

习题与思考题207

第6章 A/D和D/A转换器的接口209

6.1 D/A转换器209

6.1.1 D/A转换器的原理209

6.1.2 D/A转换器的性能指标210

6.1.3 DAC0832转换器介绍211

6.1.4 DAC0832转换器的应用212

6.2 A/D转换器217

6.2.1 逐次逼近式A/D转换器的原理217

6.2.2 A/D转换器的性能指标218

6.2.3 ADC0809转换器介绍218

6.2.4 ADC0809转换器的应用221

6.3 D/A转换器与A/D转换器的应用实验224

6.3.1 D/A转换器的应用实验224

6.3.2 A/D转换器的应用实验225

习题与思考题226

第7章 单片机的串行数据接口228

7.1 串行数据接口RS-232/485228

7.1.1 RS-232/485接口标准228

7.1.2 单片机的RS-232C接口实现229

7.1.3 单片机的RS-485接口实现231

7.2 I2C总线接口232

7.2.1 I2C总线协议232

7.2.2 I2C总线接口存储器236

7.3 SPI串行总线接口240

7.3.1 SPI总线协议241

7.3.2 SPI总线器件243

7.3.3 SPI接口时钟日历芯片DS1302244

7.4 1-Wire总线接口251

7.4.1 单总线技术简介252

7.4.2 单总线数据通信协议253

7.4.3 单总线数字温度传感器DS18B20介绍256

7.4.4 DS18B20的应用261

7.5 RS-232双机串行通信实验262

习题与思考题262

第8章 单片机C语言程序设计264

8.1 C51程序设计语言264

8.1.1 标识符与关键字264

8.1.2 数据类型266

8.1.3 变量的存储种类和存储器类型268

8.1.4 绝对地址的访问269

8.1.5 中断服务程序271

8.1.6 Cx51的库函数272

8.2 C51的运算符和表达式274

8.2.1 赋值运算符274

8.2.2 算术运算符274

8.2.3 关系运算符275

8.2.4 逻辑运算符276

8.2.5 位运算符278

8.2.6 复合运算符280

8.2.7 指针和地址运算符280

8.3 C51集成开发环境281

8.3.1 安装Keil C51281

8.3.2 Keil C51的使用方法281

8.4 单片机C语言应用程序设计实例287

8.5 单片机C语言应用程序设计实验292

习题与思考题292

第9章 单片机应用系统设计294

9.1 按键与MAX7219显示驱动器的应用294

9.1.1 设计任务说明294

9.1.2 电路原理图设计297

9.1.3 参考程序设计297

9.1.4 应用Keil C51与Proteus程序进行调试与仿真304

9.2 点阵字符型LCD显示器与4×4键盘的应用307

9.2.1 设计任务说明307

9.2.2 电路原理图设计310

9.2.3 参考程序设计310

9.2.4 应用Keil C51与Proteus程序进行调试与仿真315

9.3 DS18B20与点阵式LED显示器的应用317

9.3.1 设计任务说明317

9.3.2 电路原理图设计318

9.3.3 参考程序设计318

9.3.4 应用Keil C51与Proteus程序进行调试与仿真322

9.4 单片机串行通信的应用323

9.4.1 设计任务说明323

9.4.2 参考程序设计324

9.4.3 应用Keil C51与Proteus程序进行调试与仿真328

附录A MCS-51系列单片机指令表330

附录B ASCⅡ字符表335

附录C Proteus ISIS简介337

参考文献340