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第1章 单片机的入门基础1

1.1单片机的基本概念1

1.1.1何为单片机1

1.1.2单片机的特点2

1.1.3单片机与个人计算机CPU的区别2

1.2单片机的应用与发展2

1.2.1单片机的主要应用领域2

1.2.2单片机的发展概况3

1.2.3单片机的发展趋势4

1.3任务1观察单片机的外观5

1.4单片机的组成与工作过程5

1.4.1 CPU6

1.4.2系统总线6

1.4.3存储器7

1.4.4 I/O接口9

1.4.5定时／计数器9

1.4.6单片机的工作过程9

1.5单片机的分类10

1.6 MCS—51系列单片机10

1.6.1 51子系列和52子系列10

1.6.2 MCS—51系列单片机的派生产品11

1.6.3 89系列单片机11

1.7单片机应用系统的开发方法13

1.7.1单片机的开发装置（仿真机）13

1.7.2如何对单片机进行开发13

1.7.3单片机编程软件简介15

1.8任务2认识单片机编程软件15

1.9任务3简单闪烁灯控制——单片机开发流程练习19

1.10单片机中数的表示与编码22

1.10.1常用数制22

1.10.2数制互转23

1.10.3单片机内部数据的表示25

本章小结28

思考与练习28

第2章 MCS—51单片机的硬件结构30

2.1 MCS—51单片机的内部组成及外部引脚30

2.1.1 89C51单片机的内部组成30

2.1.2 89C51单片机的外部引脚31

2.2单片机的时钟和复位电路33

2.2.1时钟电路及连接33

2.2.2复位电路及连接34

2.3任务4构建单片机最小应用系统35

2.4 89C51单片机的并行I/O接口36

2.4.1并行I/O接口的结构36

2.4.2并行I/O接口的功能37

2.4.3 I/O接口的操作38

2.4.4接口的负载能力39

2.5任务5模拟开关灯——接口的I/O应用39

2.6 89C51单片机的存储器结构41

2.6.1程序存储器ROM41

2.6.2数据存储器RAM42

2.7 89C51单片机的工作方式46

本章小结47

思考与练习47

第3章 MCS—51单片机指令系统49

3.1单片机的编程语言及寻址方式49

3.1.1单片机的程序设计语言49

3.1.2汇编语言的指令格式50

3.1.3 MCS—51单片机的指令系统51

3.1.4指令讲解中的约定说明符51

3.1.5单片机指令的寻址方式52

3.2数据传送与交换类指令54

3.2.1内部RAM间的数据传送指令54

3.2.2堆栈操作指令56

3.2.3累加器A与外部RAM间的传送指令57

3.2.4读ROM数据的指令（查表指令）58

3.2.5数据交换指令59

3.3算术运算类指令60

3.4逻辑运算类指令63

3.5控制转移类指令65

3.5.1无条件转移指令65

3.5.2条件转移指令66

3.6子程序的调用和返回指令67

3.7位操作指令69

3.8伪指令及使用71

3.9任务6“流水”广告彩灯的控制73

3.10任务7模拟简单的盗贼报警系统76

本章小结77

思考与练习77

第4章 MCS—51单片机汇编程序设计81

4.1汇编程序的结构及设计流程81

4.1.1汇编程序的程序结构81

4.1.2汇编程序的设计流程82

4.2简单顺序结构程序设计82

4.3循环程序设计83

4.3.1循环结构的组成83

4.3.2循环程序设计84

4.4子程序设计86

4.5分支程序88

4.5.1分支程序的转移条件88

4.5.2单分支结构88

4.5.3多分支结构（散转程序）89

4.6任务8多状态闪烁灯控制——多分支程序应用90

4.7编程技巧简述92

本章小结93

思考与练习93

第5章 单片机的定时／计数器与中断系统94

5.1 89C51单片机的定时／计数器94

5.1.1单片机控制中的定时方法94

5.1.2 89C51单片机的定时/计数器基本结构94

5.1.3定时／计数器的工作机制95

5.1.4定时/计数器的控制96

5.1.5定时／计数器的工作方式97

5.2定时／计数器的程序设计99

5.2.1定时／计数器的初始化编程99

5.2.2定时／计数器的应用100

5.3中断系统101

5.3.1中断及中断处理过程101

5.3.2 89C51单片机的中断系统102

5.3.3 89C51单片机的中断控制104

5.3.4中断的响应与处理107

5.4中断技术的简单应用108

5.4.1主程序的编写方法108

5.4.2中断服务程序实例108

5.5任务9制作音乐演奏器——定时／计数器与中断的综合应用111

本章小结113

思考与练习114

第6章 单片机的串行通信技术116

6.1串行通信的基础概念116

6.1.1串、并行通信及比较116

6.1.2异步串行通信116

6.1.3同步串行通信117

6.1.4波特率118

6.1.5串行通信数据的校验118

6.2串行通信的传输及接口标准119

6.2.1串行通信的数据传输方式119

6.2.2异步通信的电路接口119

6.3 89C51单片机串行接口的结构及设置123

6.4 89C51单片机串行接口的工作方式及应用125

6.4.1方式0125

6.4.2方式1127

6.4.3方式2128

6.4.4方式3128

6.4.5 89C51单片机串行接口的波特率设定128

6.5任务10 89C51单片机双机通信130

本章小结131

思考与练习132

第7章 单片机的系统扩展技术133

7.1 89C51单片机的片外总线结构133

7.1.1 89C51单片机的片外总线结构133

7.1.2片外扩展设备的访问134

7.2系统扩展中的地址锁存与译码技术134

7.2.1地址的锁存134

7.2.2外扩芯片方法及其地址范围的确定135

7.3外部扩展程序存储器137

7.3.1程序存储器常用芯片137

7.3.2线选法扩展EPROM典型电路138

7.3.3译码法扩展EPROM典型电路139

7.4外部扩展数据存储器140

7.4.1数据存储器扩展的典型芯片140

7.4.2线选法扩展1片6116140

7.4.3多片数据存储器的扩展141

7.5通过并行接口扩展I/O接口142

7.5.1外扩并行I/O接口的编址及访问142

7.5.2扩展简单的并行I/O接口142

7.5.3用8255A扩展并行I/O接口143

7.5.4用8155/8156扩展并行I/O接口147

7.6通过串行接口扩展I/O接口153

7.7任务11 8键控制8灯亮灭——8255A并行I/O接口的应用153

本章小结154

思考与练习155

第8章 单片机的接口应用技术156

8.1按键及其接口电路156

8.1.1按键及按键去抖动156

8.1.2独立式按键157

8.1.3矩阵键盘158

8.1.4拨盘开关及其接口162

8.2显示接口技术163

8.2.1 LED数码管显示器163

8.2.2 LED点阵大屏幕显示器165

8.2.3 LCD液晶显示接口基础169

8.3任务12动态显示6位LED字符172

8.4任务13设计8×8点阵“心形”图形显示屏174

8.5 D/A转换接口176

8.5.1 D/A转换的基本知识176

8.5.2 8位D/A转换器DAC0832177

8.5.3串行D/A转换器MAX538179

8.6任务14灯循环渐变控制——DAC0832的D/A转换应用181

8.7 A/D转换接口182

8.7.1 8位A/D转换器芯片ADC0809182

8.7.2 ADC0809与89C51单片机的连接应用184

8.7.3串行A/D转换器MAX187185

8.8任务15 制作半自动简易电压表——ADC0809的A/D转换应用187

8.9高压、大电流设备的单片机控制188

8.9.1光电隔离及光耦合器接口188

8.9.2继电器接口189

本章小结190

思考与练习191

第9章 单片机C51程序设计基础192

9.1 C51语言及其基本构成192

9.1.1 C51语言192

9.1.2 C51程序的基本构成192

9.2 C51的数据结构193

9.2.1 C51的数据类型193

9.2.2 C51的常量与变量194

9.2.3宏定义195

9.2.4 C51数据的存储类型与MCS—51单片机的存储器结构196

9.2.5 C51定义sfr字节和位单元197

9.2.6 C51定义并行接口197

9.3 C51运算符、表达式及其规则198

9.3.1算术运算符及其表达式198

9.3.2关系运算符、表达式198

9.3.3逻辑运算符198

9.3.4 C51位操作符及其表达式198

9.3.5自增减及复合运算符198

9.4 C51函数的分类、定义及调用199

9.4.1函数的分类199

9.4.2函数的定义199

9.4.3函数的参数值和函数值199

9.4.4函数的调用201

9.5 C51中特殊函数的使用202

9.5.1中断服务函数的定义202

9.5.2嵌套调用202

9.5.3递归调用202

9.6 C51与汇编语言的混合编程203

9.6.1在C51中内嵌汇编语句203

9.6.2在C51中调用独立的汇编程序204

9.6.3 SRC控制207

9.7 C51编程实例208

9.8任务16一键多功能的按键识别技术——C51的应用211

本章小结214

思考与练习214

第10章 单片机应用系统的设计与开发215

10.1单片机应用系统的基本要求215

10.2单片机应用系统的设计流程简述216

10.2.1总体设计216

10.2.2系统硬件设计216

10.2.3可靠性设计217

10.2.4资源分配218

10.2.5软件设计219

10.2.6软件仿真220

10.3水温控制器的设计220

10.3.1系统设计要求220

10.3.2系统方案设计221

10.3.3硬件电路设计221

10.3.4软件编程设计222

10.3.5设计小结226

10.4基于89C51单片机的IC卡读写器设计226

10.4.1 IC卡概述226

10.4.2硬件的选择与特性227

10.4.3硬件电路设计227

10.4.4软件编程设计227

10.4.5设计小结231

10.5水塔水位的单片机自动控制232

10.5.1系统设计要求232

10.5.2系统硬件设计232

10.5.3系统软件设计233

10.5.4系统设计小结234

10.6单片机在数控设备改造中的应用（选学）235

本章小结237

思考与练习237

附录238

附录1部分参考答案238

附录2 ASCII表（美国标准信息交换码）238

附录3 MCS—51系列单片机按字母顺序指令表239

附录4 MCS—51系列单片机分类指令速查表242

附录5 MCS—51系列单片机指令快速记忆法245

附录6对学习单片机技术的几点建议247

参考文献248