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基础篇2

第1章 单片机基础知识2

1.1 单片机概述2

1.1.1 单片机的组成2

1.1.2 单片机的特点3

1.1.3 单片机系统4

1.1.4 单片机的程序设计语言4

1.2 单片机的历史和发展5

1.2.1 单片机的发展历史5

1.2.2 单片机的发展趋势6

1.3 典型单片机简介7

1.3.1 MCS-51系列单片机7

1.3.2 AT89系列单片机8

1.3.3 PIC系列单片机9

1.3.4 MSP430系列单片机9

1.4 单片机的应用10

1.4.1 单片机的应用特点10

1.4.2 单片机的应用领域11

知识结构图12

思考与练习13

第2章 单片机基本结构和工作原理14

2.1 单片机的组成和内部结构14

2.1.1 单片机的组成14

2.1.2 单片机的内部逻辑结构15

2.1.3 CPU的内部结构15

2.1.4 单片机其他结构模块17

2.2 单片机的外部引脚及功能18

2.2.1 I／O端口19

2.2.2 控制引脚19

2.2.3 电源与晶振引脚19

2.3 单片机的存储器结构19

2.3.1 程序存储器20

2.3.2 数据存储器21

2.3.3 特殊功能寄存器23

2.4 单片机的I／O电路26

2.4.1 P0口26

2.4.2 P1口27

2.4.3 P2口28

2.4.4 P3口29

2.5 单片机的辅助电路30

2.5.1 时钟电路30

2.5.2 复位方式和复位电路31

2.5.3 单片机最小系统33

2.6 单片机的工作时序和工作方式34

2.6.1 时序的基本概念34

2.6.2 单片机的工作时序35

2.6.3 单片机的工作方式36

知识结构图38

思考与练习39

第3章 指令系统和汇编程序设计40

3.1 指令系统概述40

3.1.1 指令的表达形式40

3.1.2 指令中的常用符号41

3.2 单片机的寻址方式42

3.2.1 立即寻址43

3.2.2 直接寻址43

3.2.3 寄存器寻址44

3.2.4 寄存器间接寻址45

3.2.5 变址寻址46

3.2.6 相对寻址47

3.2.7 位寻址48

3.3 单片机的指令系统49

3.3.1 数据传送类指令49

3.3.2 算术运算类指令55

3.3.3 逻辑运算类指令59

3.3.4 控制转移类指令63

3.3.5 位操作类指令66

3.4 汇编语言程序的设计基础69

3.4.1 汇编语言的语句格式70

3.4.2 伪指令70

3.4.3 汇编语言程序结构72

3.4.4 汇编语言的编辑和汇编73

3.4.5 汇编语言程序设计方法73

3.5 汇编语言程序的基本结构形式74

3.5.1 顺序程序75

3.5.2 分支程序76

3.5.3 循环程序80

3.5.4 子程序84

3.6 常用程序设计举例85

3.6.1 数制转换子程序85

3.6.2 定时子程序88

3.6.3 均值滤波子程序88

3.6.4 数据极值查找子程序90

3.6.5 算术运算子程序91

知识结构图94

思考与练习95

第4章 单片机内部标准功能单元98

4.1 单片机的中断系统98

4.1.1 中断系统的基本概念和基本结构98

4.1.2 中断系统的控制与实现100

4.1.3 中断系统的处理过程104

4.1.4 中断系统的应用108

4.2 单片机的定时器／计数器113

4.2.1 定时器／计数器的基本结构和工作原理113

4.2.2 定时器／计数器的控制与状态115

4.2.3 定时器／计数器的工作方式116

4.2.4 定时器／计数器初值计算和初始化119

4.2.5 定时器／计数器的应用119

4.3 单片机的串行通信接口128

4.3.1 串行通信基础知识128

4.3.2 串行口的内部结构和工作原理130

4.3.3 串行口的控制与状态132

4.3.4 串行口的工作方式133

4.3.5 串行口波特率的确定和初始化135

4.3.6 串行口的应用136

4.3.7 单片机与PC机之间的通信142

知识结构图149

思考与练习150

第5章 单片机外部扩展技术151

5.1 并行总线扩展及编址151

5.1.1 单片机外总线的结构151

5.1.2 单片机外总线的扩展规则153

5.1.3 常用扩展器件153

5.1.4 地址译码方法157

5.2 存储器及其扩展160

5.2.1 半导体存储器简介160

5.2.2 EPROM程序存储器的扩展162

5.2.3 E2PROM程序存储器的扩展164

5.2.4 数据存储器及其扩展164

5.3 人机交互接口及其扩展169

5.3.1 键盘接口169

5.3.2 LED显示接口177

5.4 并行I／O端口扩展及应用183

5.4.1 简单I／O扩展183

5.4.2 接口芯片8155及扩展185

5.4.3 I／O接口芯片8255及扩展191

5.5 模拟量I／O通道扩展及应用196

5.5.1 A／D转换器基本知识196

5.5.2 A／D转换接口芯片ADC0809197

5.5.3 D／A转换器基本知识202

5.5.4 D／A转换接口芯片DAC0832204

知识结构图208

思考与练习209

第6章 单片机串行总线扩展技术211

6.1 串行总线概述211

6.2 单总线接口及其扩展211

6.2.1 单总线基础知识211

6.2.2 单总线的数据传输时序213

6.2.3 数字温度传感器DS18B20214

6.3 I2C总线接口及其扩展220

6.3.1 I2C总线基础知识220

6.3.2 I2C总线的数据传输时序221

6.3.3 I2C总线的时序模拟223

6.3.4 串行程序存储器AT24C04224

6.4 SPI总线接口及其扩展230

6.4.1 SPI总线基础知识230

6.4.2 SPI总线的数据传输时序231

6.4.3 E2PROM芯片X25045232

6.4.4 A／D转换器芯片TLC549237

知识结构图239

思考与练习240

开发篇242

第7章 快速开发入门知识242

7.1 单片机应用系统开发技术242

7.1.1 单片机应用系统的开发过程242

7.1.2 单片机开发工具244

7.2 Keil集成开发平台247

7.2.1 创建一个应用程序248

7.2.2 应用程序的编辑、编译和链接252

7.2.3 应用程序的仿真和调试253

7.2.4 应用程序调试的常用窗口256

7.2.5 调试实例258

思考与练习262

第8章 单片机C51程序设计基础263

8.1 C51的概述263

8.1.1 C51程序结构概述263

8.1.2 C51对标准C的扩展264

8.2 C51的编译和编译预处理265

8.2.1 编译265

8.2.1 编译预处理266

8.3 C51的基本语法267

8.3.1 常量267

8.3.2 变量268

8.3.3 常用运算符与表达式273

8.4 C51的程序结构275

8.4.1 分支语句275

8.4.2 循环语句277

8.5 C51的函数280

8.5.1 函数的定义和分类280

8.5.2 函数的调用281

8.5.3 中断服务函数282

8.6 C51的库函数283

8.6.1 字符函数CTYPE.H283

8.6.2 内部函数INTRINS.H284

8.6.3 标准输入／输出函数STDIO.H285

8.6.4 标准函数STDLIB.H285

8.6.5 字符串处理函数STRINGH286

8.6.6 绝对地址访问函数ABSACC.H286

8.6.7 专用寄存器REGxx.H287

8.7 C51的数组287

8.7.1 数组的定义287

8.7.2 数组的应用288

8.8 C51的指针289

8.8.1 指针与地址289

8.8.2 指针的定义290

8.8.3 指针的引用291

8.9 C51编程举例291

8.9.1 读写I／O端口的C51编程292

8.9.2 中断系统的C51编程292

8.9.3 定时器／计数器的C51编程293

8.9.4 串行接口通信的C51编程295

8.9.5 I2C总线的C51编程298

思考与练习302

第9章 单片机学习板及功能模块304

9.1 单片机学习板的用途和特点304

9.2 单片机学习板的整体设计305

9.3 STC-ISP烧录软件的使用方法306

9.4 单片机学习板的功能模块307

9.4.1 流水灯控制单元307

9.4.2 数码管显示单元309

9.4.3 蜂鸣器单元310

9.4.4 独立按键单元312

9.4.5 矩阵键盘单元313

9.4.6 液晶显示单元315

9.4.7 I2C总线单元320

9.4.8 A／D和D／A单元320

9.4.9 温度测量单元325

9.4.10 串口通信单元326

第10章 电子万年历设计328

10.1 功能要求328

10.2 总体设计328

10.2.1 时间的获取方法328

10.2.2 电子万年历的设计说明329

10.3 硬件电路设计329

10.4 软件设计330

10.4.1 延时程序330

10.4.2 液晶初始化及显示程序331

10.4.3 定时器中断初始化和工作程序334

10.4.4 键盘设置程序337

10.4.5 闹钟设置与启动程序342

第11章 超声波测距仪设计345

11.1 功能要求345

11.2 总体设计345

11.2.1 超声波简介345

11.2.2 超声波测距原理345

11.3 硬件电路设计346

11.3.1 HC-SR04超声波模块电路346

11.3.2 电源电路348

11.4 软件设计349

11.4.1 超声波发送程序和超声波接收中断程序349

11.4.2 距离计算程序350

11.4.3 LCD1602液晶显示程序351

第12章 智能循迹小车设计354

12.1 功能要求354

12.2 总体设计354

12.3 硬件电路设计355

12.3.1 红外检测模块电路356

12.3.2 稳压电源电路357

12.3.3 电机驱动电路357

12.4 软件设计359

12.4.1 各端口及变量定义359

12.4.2 相关子函数定义359

12.4.3 循迹小车主函数362

第13章 数据采集和无线传输系统设计364

13.1 功能要求364

13.2 总体设计364

13.3 硬件电路设计365

13.3.1 nRF24L01无线收发模块单元366

13.3.2 A／D转换单元368

13.4 软件设计368

13.4.1 相关参数定义368

13.4.2 相关函数设计370

13.4.3 数据采集及无线传输系统主函数373

附录A ASCII表375

附录B MCS-51指令表378

附录C 学习板电路图381

参考文献382