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1 单片机概述1

1.1单片机的基本概念及主要特点1

1.1.1单片机的基本概念1

1.1.2单片机的主要特点2

1.2单片机的发展及主流单片机简介3

1.2.1单片机的发展3

1.2.2主流单片机简介5

1.3单片机的应用与选择15

1.3.1单片机的应用15

1.3.2单片机的选择16

练习题16

2 MCS-51系列单片机硬件结构17

2.1 MCS-51系列单片机内部结构17

2.1.1 MCS-51系列单片机基本组成17

2.1.2 MCS-51系列单片机内部结构18

2.1.3 MCS-51系列单片机的CPU18

2.1.4 MCS-51系列单片机的存储器结构19

2.1.5 MCS-51系列单片机的并行I/O口27

2.2 MCS-51系列单片机的外部引脚及片外总线32

2.2.1外部引脚32

2.2.2片外总线结构34

2.3 MCS-51系列单片机的系统时钟及时序35

2.3.1时钟电路35

2.3.2 CPU时序35

2.4 MCS-51系列单片机的工作方式39

2.4.1复位方式39

2.4.2程序执行方式41

2.4.3单步执行方式42

2.4.4掉电和节电方式42

2.4.5 EPROM编程和校验方式44

练习题44

3 MCS-51系列单片机编程语言46

3.1编程语言种类及其特点46

3.1.1汇编语言的特点47

3.1.2 C语言的特点47

3.1.3 C51语言的特点48

3.2汇编语言49

3.2.1指令系统概述49

3.2.2寻址方式50

3.2.3指令系统55

3.2.4伪指令80

3.3 C51语言对标准C语言的扩展84

3.3.1关键字84

3.3.2数据类型85

3.3.3变量存储器类型87

3.3.4存储器模式88

3.3.5特殊功能寄存器90

3.3.6指针90

3.3.7绝对地址的访问92

3.3.8 C51函数的使用96

3.4 C51的库函数99

3.4.1内部函数intrins.h99

3.4.2绝对地址访问函数absacc.h101

3.4.3特殊功能寄存器函数reg51.h102

练习题103

4 MCS-51系列单片机内部资源及编程111

4.1并行I/O口111

4.2中断系统115

4.2.1中断的概念115

4.2.2中断结构及控制116

4.2.3中断响应与撤销120

4.2.4中断系统的应用124

4.3定时/计数器128

4.3.l硬件结构129

4.3.2工作模式130

4.3.3初始化编程及应用134

4.4串行接口140

4.4.1通信的基本概念140

4.4.2串行口功能与结构144

4.4.3串行口的工作模式147

4.4.4串行口的编程及应用150

练习题162

5 MCS-51系列单片机系统功能扩展164

5.1接口技术中的一般方法164

5.1.1接口指令164

5.1.2接口信号与时序166

5.1.3地址的译码167

5.2存储器的扩展169

5.2.1存储器扩展概述169

5.2.2程序存储器的扩展170

5.2.3数据存储器的扩展172

5.2.4存储器综合扩展174

5.3 I/O口的扩展175

5.3.1简单I/O口的扩展175

5.3.2可编程I/O口的扩展176

5.4数/模转换电路接口技术184

5.4.1 D/A转换原理及技术指标184

5.4.2 DAC0832与单片机的接口186

5.5模/数转换电路接口技术189

5.5.1 A/D转换原理190

5.5.2 ADC0809与单片机的接口192

5.6单片机与键盘接口技术194

5.6.1键盘结构与工作原理194

5.6.2键盘扫描的控制方式199

5.7单片机与显示器接口技术202

5.7.1 LED显示器的结构与原理202

5.7.2 LED静态显示接口203

5.7.3 LED动态显示接口203

练习题207

6单片机串行总线接口208

6.1总线概述208

6.1.1定义208

6.1.2工作原理209

6.1.3分类209

6.1.4主要技术指标210

6.1.5采用总线结构的优点211

6.1.6采用总线结构的缺点211

6.2串行总线接口211

6.2.1 UART总线接口212

6.2.2 I2C总线接口214

6.2.3 SPI总线接口226

6.2.4 CAN总线接口230

6.2.5单总线接口234

练习题240

7单片机应用系统的开发与设计241

7.1单片机开发工具及其选择依据241

7.2单片机应用系统开发的一般过程243

7.3单片机应用系统的基本组成247

7.3.1单片机应用系统的硬件部分247

7.3.2单片机应用系统的软件部分248

7.4单片机应用系统的硬件部分设计250

7.4.1设计原则250

7.4.2具体设计252

7.5单片机应用系统软件部分设计253

7.5.1设计特点253

7.5.2单片机应用系统资源分配254

7.5.3具体设计255

7.5.4开发工具255

7.6 Keil C51开发工具简介256

7.6.1 Keil μVision 2 IDE集成开发环境256

7.6.2项目创建261

7.6.3项目调试267

练习题272

8单片机开发系统的应用实例273

8.1抢答器设计273

8.1.1系统功能要求273

8.1.2系统方案设计274

8.1.3硬件电路设计275

8.1.4系统软件设计277

8.2电子琴设计282

8.2.1系统功能要求282

8.2.2系统硬件设计282

8.2.3系统软件设计282

8.3电子密码锁设计296

8.3.1系统功能要求296

8.3.2系统方案设计297

8.3.3系统硬件设计297

8.3.4系统软件设计297

练习题304

9单片机应用系统的电磁兼容性问题305

9.1电磁兼容的基本概念305

9.2电磁兼容的基本原理307

9.2.1常见的电磁兼容性问题307

9.2.2电磁环境特性308

9.2.3噪声耦合路径309

9.2.4印刷电路板走线的天线效应311

9.2.5系统内部电磁干扰产生的原因311

9.3提高电磁兼容性的措施312

9.3.1消除地电位不均匀312

9.3.2接地散热器的处理314

9.3.3时钟的电源滤波方法315

9.3.4集成电路的辐射316

9.3.5电路的布局与布线317

9.4旁路和去耦321

9.5接地324

9.5.1概述324

9.5.2接地模型325

9.5.3接地方法326

9.5.4消除接地环路329

9.5.5电路子卡与卡架之间的场耦合331

9.5.6 I/O连接器的设计考虑332

9.6控制噪声的经验小结332

9.6.1控制噪声源332

9.6.2从传输路径减小噪声的耦合333

9.6.3在信号接收端减小噪声的接收334

练习题334

附录A MCS-51系列单片机汇编指令表335

附录B C51的库函数339

B1 C51的库文件339

B2 C51库函数的分类339

B2.1 absacc.h340

B2.2 ctype.h341

B2.3 intrins.h341

B2.4 math.h342

B2.5 setjmp.h343

B2.6 stdarg.h343

B2.7 stddef.h343

B2.8 stdio.h343

B2.9 stdlib.h344

B2.10 string.h344

B3 C51库函数说明345

参考文献352