单片机原理及应用

目 录

绪论 1
习题0 11
第1章 MCS-51单片机的结构与原理 12
1．1 MCS-51单片机硬件结构及引脚 12
1．1．1 MCS-51单片机内部结构 12
1．1．2 MCS-51单片机外部引脚 20
1．1．3 AT89单片机简介 22
1．1．4 STC单片机简介 23
1．2 MCS-51单片机的工作方式 25
1．2．1 复位方式 25
1．2．2 程序执行方式 26
1．2．3 节电方式 27
1．2．4 编程和校验方式 28
1．3 单片机的时序 28
1．3．1 MCS-51单片机的时序单位 28
1．3．2 MCS-51单片机指令的取指/
执行时序 29
1．3．3 访问外部ROM/RAM指令的
时序 30
1．4 C8051F片上系统（SoC）简介 31
1．4．1 概述 31
1．4．2 基本结构与特点 33
习题1 35
第2章 MCS-51单片机的指令系统与
程序设计 37
2．1 汇编语言概述 37
2．1．1 汇编语言指令格式与伪指令 37
2．1．2 指令的分类 41
2．1．3 指令中的常用符号 41
2．1．4 指令的字节数 42
2．2 MCS-51单片机的寻址方式 42
2．2．1 立即寻址 43
2．2．2 直接寻址 43
2．2．3 寄存器寻址 44
2．2．4 寄存器间接寻址 45
2．2．5 变址寻址 46
2．2．6 相对寻址 46
2．2．7 位寻址 47
2．3 MCS-51单片机的指令系统 48
2．3．1 数据传送指令 48
2．3．2 算术运算指令 55
2．3．3 逻辑运算及移位指令 61
2．3．4 控制转移指令 65
2．3．5 位操作指令 73
2．4 MCS-51单片机C51语言 76
2．4．1 C51语言概述 76
2．4．2 C51语言的程序结构、数据与
存储类型 77
2．4．3 C51语言的头文件与库函数 82
2．4．4 C51语言中绝对地址的访问 83
2．4．5 C51语言与汇编语言混合
编程的方法 85
2．5 程序设计 87
2．5．1 汇编语言程序设计的步骤 87
2．5．2 顺序程序设计 88
2．5．3 分支程序设计 89
2．5．4 循环程序设计 91
2．5．5 查表程序设计 98
2．5．6 子程序设计 102
2．6 程序设计举例 105
2．6．1 多字节算术运算程序 105
2．6．2 数制转换程序 107
2．6．3 散转程序 111
2．7 汇编语言的开发环境 114
2．7．1 单片机开发系统 114
2．7．2 汇编语言源程序的编辑与汇编 115
2．7．3 汇编语言源程序的调试 116
习题2 118
第3章 MCS-51单片机的内部资源及
应用 121
3．1 MCS-51单片机的并行I/O接口 121
3．1．1 并行I/O接口的内部结构 121
3．1．2 MCS-51单片机并行I/O接口的
应用 123
3．1．3 C51语言中MCS-51单片机
并行I/O接口的定义方法 126
3．2 MCS-51单片机的中断系统 126
3．2．1 中断的基本概念 127
3．2．2 MCS-51单片机中断系统简介 128
3．2．3 软件设计 135
3．2．4 MCS-51单片机扩展外部中断
请求输入口 136
3．3 MCS-51单片机的定时器/计数器 139
3．3．1 定时器/计数器 139
3．3．2 定时器/计数器的工作方式 141
3．3．3 定时器/计数器的应用 142
3．4 MCS-51单片机的串行通信 147
3．4．1 概述 147
3．4．2 MCS-51单片机的串行口 149
3．4．3 串行口的工作方式 151
3．4．4 串行口的通信波特率 153
3．4．5 串行口的初始化 154
3．4．6 串行口的应用 155
习题3 167
第4章 MCS-51单片机的系统扩展
技术 170
4．1 MCS-51单片机系统扩展概述 170
4．1．1 MCS-51单片机的外部扩展
原理 170
4．1．2 MCS-51单片机系统地址
空间的分配 171
4．2 存储器的扩展 173
4．2．1 程序存储器扩展 174
4．2．2 数据存储器扩展 177
4．2．3 MCS-51单片机对外部存储器的
扩展 179
4．2．4 程序存储空间和数据存储空间的
混合 179
4．3 并行I/O接口的扩展 180
4．3．1 概述 180
4．3．2 普通并行I/O接口扩展 181
4．3．3 可编程并行I/O接口芯片扩展 183
4．3．4 可编程逻辑器件的扩展 193
4．3．5 可编程系统器件的扩展 196
4．4 时钟芯片的扩展 198
4．4．1 时钟芯片概述 198
4．4．2 DS1302的工作原理及应用 199
4．5 系统监控芯片的扩展 210
4．5．1 概述 210
4．5．2 MAX692A的工作原理及应用 211
4．6 总线接口扩展 214
4．6．1 RS-232C总线标准与接口电路 214
4．6．2 RS-422/RS-485总线标准与
接口电路 218
4．6．3 I2C总线标准与接口电路 221
4．6．4 其他常用总线标准 225
习题4 227
第5章 MCS-51单片机的输入/输出
通道设计 229
5．1 输入/输出通道概述 229
5．1．1 传感器 229
5．1．2 单片机应用系统的输入/输出
通道 229
5．2 D/A转换器及其硬软件设计 232
5．2．1 D/A转换器的性能指标 233
5．2．2 D/A转换器的分类 233
5．2．3 D/A转换器的硬软件设计 234
5．3 A/D转换器及接口技术 242
5．3．1 A/D转换器的性能指标 242
5．3．2 A/D转换器的分类 243
5．3．3 A/D转换器的硬软件设计 244
5．3．4 数据采集系统 254
习题5 257
第6章 MCS-51单片机的交互通道
配置与设计 259
6．1 MCS-51单片机扩展键盘的技术 259
6．1．1 概述 259
6．1．2 使用键盘时必须解决的问题 260
6．1．3 单片机扩展键盘的硬软件
设计 261
6．2 MCS-51单片机扩展显示器的技术 273
6．2．1 LED显示器及其硬软件设计 274
6．2．2 液晶显示器及其硬软件设计 281
6．2．3 单片机扩展液晶显示模块
LCD1602 284
6．3 MCS-51单片机扩展键盘和显示器的
设计实例 292
6．3．1 利用8155/8255A扩展键盘
和显示器 292
6．3．2 利用MCS-51单片机的串行口
扩展键盘和显示器 296
6．3．3 利用专用芯片扩展键盘和显
示器 298
6．4 MCS-51单片机扩展微型打印机的
技术 299
6．4．1 微型打印机的特点 299
6．4．2 单片机扩展微型打印机的硬件
设计 300
6．4．3 字符代码及打印命令 302
6．4．4 单片机扩展微型打印机的设计
举例 303
习题6 304
第7章 MCS-51单片机应用系统设计 305
7．1 MCS-51单片机应用系统设计过程 306
7．1．1 总体设计 306
7．1．2 硬件设计 307
7．1．3 软件设计 309
7．1．4 可靠性设计 310
7．1．5 单片机应用系统的调试与
测试 315
7．2 单片机应用系统设计举例 316
7．2．1 单片机在工业测控系统中的
应用 316
7．2．2 单片机在直流电动机调速中的
应用 322
习题7 328
第8章 Keil C51与Proteus简介 329
8．1 Keil C51简介 329
8．1．1 Keil C51概述 329
8．1．2 Keil C51的开发环境 329
8．1．3 Keil C51功能模块简介 330
8．1．4 Keil C51软件的安装 330
8．1．5 Keil C51软件的使用 331
8．2 Proteus简介 339
8．2．1 Proteus概述 339
8．2．2 Proteus智能原理图输入系统
简介 341
8．2．3 单片机应用系统的虚拟设计与
仿真 346
8．2．4 Proteus ISIS与Keil C51的
联调 359
习题8 360
第9章 课程设计与创新实验题目 361
9．1 医院住院病人呼叫器的设计 361
9．2 万年历的设计 361
9．3 住校学生生活时间提示系统的设计 361
9．4 智力竞赛抢答器的设计 362
9．5 交通信号灯实时控制系统的设计 362
9．6 电子密码锁的设计 363
9．7 超声波测距系统的设计 363
9．8 数字频率计的设计 363
9．9 8路数据采集系统的设计 363
9．10 温度控制系统的设计 363
9．11 电梯自动控制电路的设计 364
9．12 出租车计程计价器的设计 364
9．13 智能化公共汽车报站器的设计 364
9．14 自动往返电动车的设计 365
9．15 简易IC卡收费器的设计 365
9．16 消毒柜控制系统的设计 365
附录A ASCII码字符表 366
附录B MCS-51单片机指令表 367
附录C 著名的单片机网站 371
参考文献 372