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第一章 单片机应用基础知识1

一、构造单片机的最小系统1

二、任务1：信号灯的控制12

（一）任务要求2

（二）任务分析与实现2

（三）问题的提出3

三、单片机的基本概念3

（一）CPU、微型计算机及微型计算机系统3

（二）单片机和单片机应用系统4

四、单片机的发展和应用6

（一）单片机的发展6

（二）单片机的应用8

五、MCS-51系列单片机10

（一）为什么要学习MCS-51系列8位单片机10

（二）MCS-51系列8位单片机基本情况介绍10

（三）MCS-51系列单片机的最新发展11

习题112

（二）任务分析与实现13

（一）任务要求13

第二章 单片机的组成和结构分析13

一、任务2：信号灯的控制213

（三）问题的提出16

二、单片机的存储器空间和存储器16

（一）MCS-51单片机的存储器空间16

（二）程序存储器18

（三）数据存储器19

（四）内部数据存储器20

（五）几个特殊功能寄存器简介23

三、MCS-51单片机的引脚信号27

（一）MCS-51单片机引脚的基本功能27

（二）MCS-51单片机引脚信号的第二功能29

四、时钟电路和复位电路31

（一）延时程序分析31

（二）时序分析31

（三）单片机的复位电路35

五、单片机的并行I/O口36

（一）并行I/O接口的内部结构37

（二）P0口的结构37

（三）P1口的结构38

（四）P2口的结构39

（五）P3口的结构39

六、单片机开发系统40

（一）开发系统的作用40

（二）开发系统的组成40

（三）仿真41

（四）单片机的开发过程42

习题242

第三章 指令系统和程序设计44

一、任务3：信号灯的控制344

（一）任务要求44

（二）指令功能和结果分析45

（三）任务扩充46

（一）指令概述47

二、指令系统概述47

（四）问题的提出47

（二）操作码48

（三）操作数48

（四）指令的分类49

（五）指令的格式50

三、寻址方式50

（一）立即寻址51

（二）直接寻址51

（四）寄存器间接寻址53

（三）寄存器寻址53

（五）变址寻址54

（六）相对寻址55

（七）位寻址55

四、数据传送类指令56

（一）MOV指令57

（二）MOVX指令59

（三）MOVC指令61

（四）数据交换指令62

（五）栈操作指令64

五、算术运算类指令65

（一）加法运算指令65

（二）减法运算指令67

（三）乘除运算指令67

（四）增量、减量指令68

（五）十进制调整指令69

六、逻辑操作类指令70

（一）单操作数指令70

（二）双操作数指令71

七、控制转移类指令73

（一）无条件转移指令73

（二）条件转移指令76

（三）子程序调用和返回指令78

（四）空操作NOP80

八、位操作类指令80

（一）位传送指令81

（二）位逻辑操作指令81

（四）位条件转移指令82

（三）位状态控制指令82

九、MCS-51汇编语言程序设计83

（一）伪指令84

（二）顺序结构程序设计86

（三）分支程序87

（四）查表程序89

（五）循环结构程序89

（六）子程序设计及堆栈技术91

习题392

（一）要求96

（二）任务分析与实现96

第四章 中断系统96

一、任务4：信号灯的控制496

（三）问题的提出98

二、中断的概念98

（一）什么是中断98

（二）中断的基本术语98

（三）中断服务程序和子程序的区别99

三、MCS-51单片机的中断系统100

（四）中断技术的优势100

（二）与中断有关的特殊功能寄存器101

（一）中断源101

（三）中断优先级结构103

四、单片机中断处理过程104

（一）中断响应条件104

（二）中断处理过程104

（三）中断请求的撤销105

（四）中断响应时间106

五、单片机中断程序的编制106

习题4108

第五章 定时／计数器109

一、任务5：信号灯的控制5109

（一）要求109

（二）任务分析与实现109

（三）问题的提出110

（一）定时／计数器的逻辑框图111

（二）定时／计数器的工作原理111

二、定时／计数器的结构和工作原理111

三、定时／计数器的控制寄存器113

（一）定时器方式寄存器TMOD113

（二）定时器控制寄存器TCON114

四、定时／计数器的工作方式114

（一）工作方式0115

（二）工作方式1115

（四）工作方式3116

（三）工作方式2116

五、定时／计数器应用编程117

（一）初始化117

（二）时间常数的计算117

（三）定时器应用编程举例118

习题5124

第六章 串行通信及其接口126

一、任务6：信号灯的控制6126

（一）任务要求126

（二）任务分析与实现126

二、串行通信的一般概念127

（三）问题的提出127

（一）并行通信与串行通信128

（二）串行通信的两种基本方式128

（三）串行通信的通信方向130

（四）串行通信的接口电路130

三、MCS-51的串行口结构131

（一）串行口的内部结构131

（二）串行口的控制寄存器132

（一）方式0133

四、串行口的工作方式133

（二）UART方式134

五、串行通信接口应用举例136

（一）波特率的计算136

（二）双机通信137

（三）多机通信140

（四）PC机和单片机之间的通信141

习题6145

（二）任务分析与实现146

（一）任务要求146

第七章 单片机系统扩展146

一、任务7：信号灯控制7146

二、任务8：信号灯控制8148

（一）任务要求148

（二）任务分析与实现149

（三）问题的提出149

三、系统扩展概述150

（一）单片机的最小系统150

（二）系统扩展时的三总线结构150

（三）系统扩展的主要方面151

四、程序存储器的扩展151

（一）扩展存储器应注意的几个问题151

（二）常用程序存储器扩展芯片154

（三）EPROM的基本扩展法156

（四）EEPROM的基本扩展法158

五、数据存储器的扩展158

（二）外部数据存储器的扩展方法159

（一）RAM的引脚简介159

六、并行I/O口的扩展163

（一）I/O口扩展用集成芯片163

（二）用单片机的串行口来扩展并行I/O口163

（三）用TTL芯片进行I/O口扩展164

七、采用8255芯片扩展I/O接口166

（一）8255芯片的内部结构166

（二）8255芯片的引脚功能167

（三）8255芯片的控制字168

（四）8255芯片的3种工作方式169

（五）8255芯片与单片机系统的连接171

八、采用8155芯片扩展I/O接口172

（一）8155芯片的内部结构和引脚功能172

（二）8155芯片的命令／状态寄存器173

（三）8155芯片与MCS-51单片机的接口方法174

九、多个外部中断源扩展174

（一）利用定时器的溢出中断扩展外部中断174

（二）用串行中断扩展外部中断175

（三）用一个外部中断扩展多个外部中断176

（四）用专用芯片扩展多个外部中断源177

十、总线驱动能力及扩展178

（一）总线的驱动扩展179

（二）常用的总线驱动器179

（三）MCS-51单片机的总线驱动扩展179

习题7180

（一）任务要求181

（二）任务分析与实现181

一、任务9：采用单只LED数码管显示模拟生产线计件181

第八章 人机对话通道与接口技术181

（三）问题的提出183

二、单片机应用系统中的人机对话通道183

（一）人机对话通道配置类型183

（二）人机对话通道特点184

三、LED显示器接口184

（一）LED数码管显示器的结构184

（二）LED显示器接口186

四、键盘接口189

（一）键开关状态的可靠输入和软件结构190

（二）独立式按键接口电路192

（三）矩阵式键盘193

五、打印机接口196

（一）TP－μP-40/16A微型打印机的接口信号196

（二）TP－μP-40/16A微型打印机与单片机的连接197

习题8199

（一）前向通道的含义200

（二）前向通道的特点200

一、单片机应用系统中的前向通道200

第九章 前向通道与接口技术200

（三）前向通道的结构类型201

二、前向通道设计中应考虑的问题202

（一）信号拾取方式202

（二）信号的调节203

（三）A/D转换方式的选择203

（四）电源配置与干扰防治203

三、前向通道中的A/D转换器204

（一）A/D转换器技术指标204

（三）常见的A/D转换器205

（二）A/D转换器的选择原则205

四、逐次比较式A/D转换器接口206

（一）ADC0809芯片的主要特性206

（二）ADC0809芯片的内部结构206

（三）ADC0809芯片的引脚功能207

（四）ADC0809芯片与单片机的接口208

习题9210

（二）后向通道的结构212

（一）后向通道及其特点212

一、单片机应用系统中的后向通道212

第十章 后向通道与接口技术212

（三）后向通道应解决的问题213

二、后向通道中的常用器件213

（一）大功率I/O口接口器件213

（二）光电隔离与接口驱动器件215

三、后向通道中的D/A转换技术和接口芯片216

（一）D/A转换接口设计的一般问题216

（二）D/A转换器的性能指标219

（三）D/A转换集成芯片系列220

四、DAC0832接口芯片及应用实例221

（一）DAC0832芯片的结构和应用特性222

（二）DAC0832芯片和MCS-51单片机的接口方法224

（三）DAC0832芯片的典型应用225

习题10230

第十一章 单片机应用系统的抗干扰设计231

一、单片机应用系统的主要干扰渠道及抗干扰措施231

（一）供电系统干扰及抗干扰措施231

（二）过程通道干扰及抗干扰措施233

（一）地线设计234

二、印刷电路板及电路的抗干扰设计234

（二）电路上的考虑235

三、软件抗干扰措施235

（一）软件抗干扰的前提条件236

（二）干扰对测控系统造成的后果和措施236

习题11239

第十二章 89S51单片机简介240

一、89S51的新增功能240

（一）89S51的引脚功能241

二、89S51在结构上的变化241

（二）89S51内新增的SFR242

（三）89S51的编程方式244

习题12247

第十三章 单片机应用系统设计举例248

一、基于单片机的电脑时钟设计248

（一）系统设计要求248

（二）总体方案设计248

（三）硬件设计249

（四）软件设计250

（五）系统调试和脱机运行261

二、自行车里程表的设计262

（一）功能描述262

（二）硬件设计262

（二）软件设计265

习题13279

附录 MCS-51指令表280

参考文献285