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第1章 概述1

1.1 单片机的含义1

1.2 单片机的发展历史2

1.3 单片机及其应用系统的发展趋势4

1.4 单片机的应用6

练习题17

第2章 80C51硬件组成及原理8

2.1 80C51的引脚排列及功能8

2.2 CPU与程序执行过程11

2.2.1 CPU的工作原理11

2.2.2 单片机执行程序的过程13

2.3 80C51存储器及空间分布14

2.3.1 常用存储器的分类14

2.3.2 存储器的物理空间和逻辑空间16

2.3.3 程序存储器17

2.3.4 数据存储器18

2.4 指令系统常用特殊功能寄存器22

2.4.1 程序状态字PSW22

2.4.2 累加器ACC23

2.4.3 B寄存器23

2.4.4 数据指针DPTR24

2.4.5 堆栈指针SP24

2.5 CPU时序与时钟电路设计25

2.5.1 定时单位与时序25

2.5.2 片外数据存储器访问过程及控制信号27

2.5.3 时钟电路的组成方式29

2.5.4 时钟电路的抗干扰措施31

2.6 复位操作原理及电路设计32

2.6.1 80C51的复位32

2.6.2 片外扩展的I/O接口电路的复位33

2.6.3 复位的抗干扰措施34

2.7 80C51的低功耗方式设计34

2.8 常用AT89系列单片机37

2.8.1 AT89C51单片机37

2.8.2 AT89C2051单片机41

练习题248

第3章 80C51单片机指令系统与程序设计50

3.1 指令格式和符号说明51

3.1.1 指令格式51

3.1.2 指令中的符号51

3.2 寻址方式和寻址空间52

3.2.1 字节操作中的寻址方式52

3.2.2 位操作中的寻址方式54

3.2.3 寄存器寻址与直接寻址的比较55

3.3 数据传送类指令56

3.3.1 一般传送指令56

3.3.2 16位地址指针传送指令57

3.3.3 累加器A与外部RAM传送指令58

3.3.4 读程序存储器中字节常数的指令58

3.3.5 栈操作指令59

3.3.6 累加器A数据交换指令60

3.4 算术运算类指令60

3.4.1 加法类指令60

3.4.2 减法类指令64

3.4.3 乘法和除法指令65

3.5 逻辑运算及移位类指令66

3.5.1 逻辑“与”运算指令66

3.5.2 逻辑“或”运算指令66

3.5.3 逻辑“异或”运算指令67

3.5.4 累加器清0及取反指令67

3.5.5 移位指令67

3.6 控制转移类指令68

3.6.1 无条件转移指令68

3.6.2 条件转移指令73

3.6.3 子程序调用及返回指令75

3.6.4 空操作指令77

3.7 位操作类指令78

3.7.1 位传送指令78

3.7.2 位置位和复位指令78

3.7.3 位运算指令78

3.7.4 位控制转移指令79

3.8 汇编语言程序设计80

3.8.1 汇编语言的特点及语句格式80

3.8.2 汇编语言程序的基本结构形式81

3.9 汇编语言的伪指令与汇编83

3.9.1 汇编语言的伪指令83

3.9.2 汇编语言的汇编85

3.10 汇编语言程序设计举例87

3.10.1 算术运算程序87

3.10.2 数制转换程序93

3.10.3 定时程序95

3.10.4 查表程序96

3.10.5 数据极值查找程序97

练习题398

第4章 80C51单片机片内功能单元102

4.1 并行I/O口102

4.1.1 P1口103

4.1.2 P0口104

4.1.3 P2口106

4.1.4 P3口107

4.1.5 通用I/O口功能的指令操作108

4.1.6 I/O口的电气特性110

4.1.7 并行I/O口应用举例111

4.2 中断系统115

4.2.1 中断源与中断向量地址116

4.2.2 中断标志与控制118

4.2.3 中断响应过程122

4.2.4 中断请求的撤除124

4.2.5 中断服务程序设计及举例125

4.3 定时器／计数器128

4.3.1 定时器／计数器结构与功能128

4.3.2 定时器／计数器控制寄存器129

4.3.3 定时器／计数器的工作方式与程序设计举例130

4.3.4 动态读取定时器／计数器的计数值139

4.4 串行通信口140

4.4.1 概述140

4.4.2 串行口及控制寄存器144

4.4.3 串行通信的工作方式147

4.4.4 波特率的设置150

4.4.5 串行通信编程及应用举例152

练习题4163

第5章 单片机应用系统抗干扰技术166

5.1 干扰的来源及分类166

5.1.1 干扰的来源166

5.1.2 干扰的分类167

5.2 常用硬件抗干扰技术170

5.2.1 接地技术170

5.2.2 屏蔽技术173

5.2.3 滤波技术178

5.2.4 隔离技术190

5.2.5 双绞线的抗干扰原理及应用194

5.2.6 信号线间的串扰及抑制196

5.2.7 抑制数字信号噪声常用硬件措施197

5.3 供电电源的抗干扰技术200

5.3.1 电源干扰问题概述201

5.3.2 电源抗干扰的基本方法203

5.3.3 EMI电源滤波器205

5.3.4 瞬变干扰与TVS207

5.3.5 电源变压器的屏蔽与隔离212

5.3.6 供电直流侧抑制干扰措施213

5.4 印制电路板的抗干扰设计215

5.4.1 地线和电源线的布线设计215

5.4.2 信号线的布线原则217

5.4.3 配置去耦电容的方法220

5.4.4 芯片的选用与器件布局222

5.4.5 印制电路板的安装和板间配线224

5.5 软件抗干扰原理与方法224

5.5.1 软件抗干扰一般方法224

5.5.2 指令冗余技术225

5.5.3 软件陷阱技术225

5.5.4 故障自动恢复处理程序228

5.5.5 数字滤波232

5.5.6 干扰避开法236

5.5.7 开关量输入／输出软件抗干扰设计238

5.6 看门狗技术238

练习题5244

第6章 单片机并行扩展与接口技术246

6.1 单片机的扩展总线结构及编址技术246

6.1.1 单片机总线的构造方法246

6.1.2 编址技术247

6.1.3 80C51单片机存储器的特点250

6.2 单片机存储器的扩展251

6.2.1 扩展程序存储器的接口设计251

6.2.2 外部数据存储器的扩展256

6.2.3 扩展存储器综合设计举例259

6.3 单片机I/O口及定时器扩展262

6.3.1 用74HC244扩展并行输入口262

6.3.2 用74HC377扩展并行输出接口264

6.3.3 8255A可编程并行I/O扩展接口265

6.3.4 8253可编程定时器／计数器扩展接口271

6.4 单片机与D/A及A/D转换器接口276

6.4.1 D/A转换器的技术性能276

6.4.2 8位D/A转换器DAC0832277

6.4.3 12位D/A转换器DAC1208280

6.4.4 D/A转换器接口技术应用举例282

6.4.5 A/D转换器的技术指标284

6.4.6 8位A/D转换器ADC0809285

6.4.7 8通道12位A/D转换器MAX197289

6.4.8 双积分12位A/D转换器ICL7109294

6.4.9 V/F转换器AD652在A/D转换中的应用301

6.4.10 A/D、D/A扩展综合应用实例307

6.5 LED显示器与键盘接口技术309

6.5.1 LED显示器结构原理309

6.5.2 8位LED驱动器ICM7218B311

6.5.3 8279键盘和显示器接口芯片315

6.5.4 键盘、LED显示接口应用综合实例327

6.6 LCD显示器与接口芯片333

6.6.1 液晶显示器及其特点333

6.6.2 ICM 7211M LCD驱动器334

6.6.3 89C51与LCD驱动器接口电路337

6.7 微型打印机接口电路338

6.7.1 TPμp-40A主要性能及接口信号338

6.7.2 单片机与TPμp-40A/16A打印机接口电路340

6.8 单片机扩展系统主机单元的抗干扰技术342

6.8.1 总线的可靠性设计342

6.8.2 芯片配置与抗干扰346

6.8.3 时钟电路配置349

6.8.4 复位电路设计349

练习题6350

第7章 单片机串行扩展与接口技术353

7.1 单片机串行扩展方式353

7.1.1 I2C总线接口353

7.1.2 单总线接口359

7.1.3 SPI串行外设接口359

7.1.4 Microwire串行扩展接口360

7.1.5 80C51 UART方式0串行扩展接口361

7.2 单片机串行传输软件及其模拟技术362

7.2.1 I2C总线典型信号的模拟子程序362

7.2.2 I2C总线模拟通用子程序364

7.3 串行扩展外围芯片及应用实例366

7.3.1 I/O口串行扩展芯片PCF8574/8574A366

7.3.2 串行LED显示驱动器MC14499369

7.3.3 12位串行A/D转换器MAX187373

第8章 单片机功率接口技术377

8.1 功率驱动器件377

8.1.1 74系列功率集成电路377

8.1.2 75系列功率集成电路379

8.1.3 MOC系列光耦合过零触发双向晶闸管驱动器380

8.1.4 固态继电器384

8.2 继电器型负载功率接口387

8.2.1 超小型电磁继电器388

8.2.2 直流电磁式继电器功率接口388

8.2.3 交流电磁式继电器功率接口389

8.3 过零触发双向晶闸管调功器390

第9章 单片机应用系统工程设计392

9.1 单片机应用系统设计概述392

9.1.1 设计步骤392

9.1.2 硬件设计要点393

9.1.3 软件设计要点394

9.1.4 抗干扰技术设计要点394

9.2 低功耗单片机系统设计395

9.3 单片机应用系统设计举例397

9.3.1 温度控制系统的组成397

9.3.2 硬件电路设计398

9.3.3 程序设计401

附录A 80C51系列单片机指令集415

A.1 按字母顺序排列的指令集415

A.2 按功能分类的指令集419

附录B 常用芯片索引424

参考文献426