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目录1

第1章　单片机概述1

1.1　微型计算机与单片机1

1.1.1　微型计算机的结构和原理1

1.1.2　单片机与嵌入式系统4

1.1.3　常用名词与术语5

1.2　单片机的历史与发展6

1.2.1　单片机的发展沿革6

1.2.2　单片机的发展趋势8

1.3　单片机的分类9

1.3.1　CISC结构的单片机9

1.3.3　基于ARM芯核的32位单片机10

1.3.2　RISC结构的单片机10

1.3.4　数字信号处理器11

1.4　部分单片机系列简介11

1.4.1　MCS-51系列及其兼容单片机11

1.4.2　MSP430系列单片机15

1.4.3　M68HC08系列单片机16

1.4.4　PIC系列单片机17

1.4.5　AVR系列单片机18

1.4.6　单片机的选型18

习题与思考题20

第2章　MCS-51系列单片机的硬件结构21

2.1　MCS-51单片机的内部结构21

2.2.1　运算器23

2.2　MCS-51单片机的中央处理器23

2.2.2　控制器24

2.3　CPU引脚功能与时序25

2.3.1　MCS-51系列单片机引脚说明25

2.3.2　CPU时序27

2.4　MCS-51单片机的存储器结构28

2.4.1　程序存储器28

2.4.2　数据存储器29

2.5　I/O口33

2.5.1　I/O口的内部结构33

2.5.2　写端口操作35

2.5.4　读-艳改-写端口操作36

2.5.3　读端口操作36

2.5.5　I/O口的负载能力37

2.6　时钟电路与复位电路37

2.6.1　时钟电路37

2.6.2　复位电路39

习题与思考题43

第3章　MCS-51单片机指令系统与程序设计45

3.1　MCS-51指令系统与指令的执行45

3.1.1　MCS-51指令系统概述45

3.1.2　MCS-51指令的时序46

3.1.3　MCS-51指令的执行过程47

3.2.1　寄存器寻址48

3.2　符号指令的寻址方式48

3.2.2　立即寻址49

3.2.3　直接寻址49

3.2.4　间接寻址49

3.2.5　变址寻址50

3.2.6　位寻址50

3.3　常用指令51

3.3.1　数据传送类指令51

3.3.2　加减运算指令54

3.3.3　逻辑运算及移位类指令56

3.3.4　位操作指令59

3.3.5　伪指令60

3.4　汇编语言程序设计方法62

3.4.1　顺序程序设计62

3.4.2　分支程序设计65

3.4.3　循环程序设计69

3.4.4　多重循环程序设计73

3.5　子程序设计74

3.5.1　子程序的概念74

3.5.2　子程序的调用指令与返回指令76

3.5.3　子程序及调用程序设计实例77

习题与思考题81

4.1　中断系统概述84

4.1.1　中断的概念84

第4章　MCS-51单片机的中断系统84

4.1.2　MCS-51单片机中断系统结构85

4.2　中断源和中断控制86

4.2.1 中断源86

4.2.2　中断控制87

4.3　中断响应90

4.3.1　中断的响应过程90

4.3.2　外部中断的响应时间91

4.3.3　外部中断的方式91

4.3.4　中断请求的撤销92

4.4.1 中断服务程序设计的任务93

4.4.2　采用中断时的主程序结构93

4.4　中断服务程序的设计93

4.4.3　中断服务程序的流程94

4.5　外部中断源的扩展95

习题与思考题103

第5章　MCS-51单片机定时器／计数器及其应用104

5.1　定时器／计数器的结构与工作方式104

5.1.1　定时器／计数器的结构104

5.1.2　方式0106

5.1.3　方式1107

5.1.4　方式2107

5.1.5　方式3108

5.2　定时器／计数器的基本应用109

5.2.1　方式0的应用110

5.2.2　方式1的应用111

5.2.3　方式2的应用112

5.2.4　方式3的应用114

5.2.5　定时器／计数器应用时要注意的问题115

5.3　定时器／计数器的扩展应用117

5.3.1　计时计数器的基本原理117

5.3.2　定时器／计数器用于周期测量118

5.3.3　定时器／计数器用于频率测量121

5.3.4　定时器／计数器用于A/D转换125

5.4　定时器／计数器T2129

5.4.1　T2的工作控制129

5.4.2　T2的工作方式130

习题与思考题132

5.4.3　T2的工作编码132

第6章　MCS-51单片机功能扩展134

6.1　I2C总线扩展134

6.1.1　I2C总线特点134

6.1.2　I2C总线的信号及时序定义136

6.1.3　I2C总线上的数据传送格式137

6.1.4　I2C总线数据传送模拟139

6.2　存储器扩展145

6.2.1　存储器的分类145

6.2.2　MCS-51存储器扩展基础148

6.2.3　数据存储器的扩展155

6.2.4　NVRAM与FRAM162

6.2.5　串行EEPROM的扩展163

6.3　并行I/O口扩展设计168

6.3.1 并行I/O口概述169

6.3.2　用可编程芯片扩展并行I/O口169

6.3.3　用TTL芯片扩展并行I/O口177

习题与思考题179

第7章　MCS-51单片机通信接口与应用180

7.1 MCS-51单片机的串行通信接口180

7.1.1　串行通信的基本概念180

7.1.2 MCS-51单片机串行口的结构与控制182

7.1.3　串行口的工作方式184

7.1.4　串-并、并-串转换188

7.2.1　双机直接通信190

7.2　MCS-51单片机之间的串行通信190

7.2.2　单片机多机通信197

7.3　MCS-51单片机与PC的串行通信205

7.3.1　串行通信总线标准206

7.3.2　单片机与PC的串行通信213

7.4　数据传输差错控制229

7.4.1　差错产生的原因及差错类型230

7.4.2　差错控制基本原理230

7.4.3　差错控制编码231

7.5　MCS-51单片机的并行通信238

7.5.1　并口直接通信239

7.5.2　基于RAM的并行通信240

7.5.3　单片机与PC的并行通信243

习题与思考题249

第8章　MCS-51单片机的人机对话接口250

8.1 MCS-51单片机与键盘的接口250

8.1.1　键盘的特点与消抖250

8.1.2　独立式键盘的接口设计252

8.1.3　矩阵式键盘设计253

8.2　MCS-51单片机与LED显示器的接口257

8.2.1　LED显示原理257

8.2.2　动态显示259

8.2.3　静态显示263

8.3　MCS-51单片机与LCD、VFD显示器的接口278

8.3.1　液晶显示器的工作原理279

8.3.2　点阵字符型LCM281

8.3.3　点阵图形型LCM285

8.3.4　VFD驱动芯片及程序设计293

8.4　MCS-51单片机与微型打印机接口294

8.4.1　GP16打印机的接口与控制295

8.4.2　打印程序设计296

习题与思考题299

第9章　MCS-51单片机的模拟通道接口300

9.1 D/A转换器300

9.1.1　D/A转换器的基本原理300

9.1.2　D/A转换器的主要性能指标301

9.1.3　D/A转换器的选型302

9.1.4　MCS-51单片机与D/A转换器的接口303

9.2.1　A/D转换器的主要技术指标313

9.2　A/D转换器313

9.2.2　A/D转换器的转换方式与原理314

9.2.3　A/D转换器使用时要注意的问题316

9.2.4　MCS-51单片机与A/D转换器的接口318

9.3 串行A/D转换器和D/A转换器322

9.3.1　串行模／数转换器TLC2543323

9.3.2　串行输入12位电压输出数／模转换器TLV5616327

习题与思考题329

10.1　MCS-51单片机应用系统设计方法330

10.1.1　单片机应用系统设计的内容330

第10章　MCS-51单片机应用系统设计330

10.1.2　单片机应用系统设计的方法与步骤331

10.2　单片机应用系统的抗干扰设计332

10.2.1　电路抗干扰措施333

10.2.2　软件抗干扰措施336

10.2.3　程序运行中的数据保护343

10.2.4　故障的恢复处理344

10.3　MCS-51应用系统设计实例348

10.3.1　多功能密码锁348

10.3.2　恒定电位仪353

习题与思考题363

附录A　MCS-51单片机指令速查表364

附录B　ASCII码字符表368