MCS-51单片机原理、接口及应用(第2版)

目 录 第1章 微型计算机基本知识 1 1.1 数制与编码 1 1.1.1 数制 1 1.1.2 编码 3 1.2 计算机中有符号数的表示方法 5 1.2.1 数的符号的表示法 5 1.2.2 原码、反码和补码 6 1.2.3 补码的加减法运算 8 1.3 微型计算机系统组成及工作工程 9 1.3.1 微型计算机的组成 9 1.3.2 中央处理单元的组成 10 1.3.3 微型计算机的工作过程 12 1.4 单片机概述 15 1.4.1 单片机系统的特点 16 1.4.2 单片机的应用 16 1.4.3 单片机的发展历史及未来方向 17 1.4.4 MCS-51系列单片机 18 1.4.5 主流的单片机类型 20 1.4.6 STC单片机标识说明 22 本章小结 22 思考题和习题 23 第2章 MCS-51系列单片机的结构和工作原理 24 2.1 MCS-51单片机的内部组成和信号引脚 24 2.1.1 80C51单片机的内部组成 24 2.1.2 MCS-51系列单片机的引脚及功能 26 2.2 51子系列单片机的存储器配置 28 2.2.1 程序存储器 29 2.2.2 数据存储器 30 2.3 并行I/O口P0～P3的结构 35 2.3.1 P0口 35 2.3.2 P1口 36 2.3.3 P2口 37 2.3.4 P3口 37 2.4 时钟电路与时序 38 2.4.1 时钟电路 38 2.4.2 时序定时单位 39 2.4.3 MCS-51典型指令时序 39 2.5 复位电路和低功耗工作方式 41 2.5.1 复位电路 41 2.5.2 掉电保护方式 42 2.5.3 低功耗工作方式 42 本章小结 44 思考题与习题 44 第3章 MCS-51单片机的指令系统 46 3.1 概述 46 3.1.1 指令和程序设计语言 46 3.1.2 汇编语言程序语句格式 47 3.1.3 操作数的类型 48 3.1.4 机器语言语句格式 48 3.1.5 伪指令 49 3.2 寻址方式 52 3.2.1 符号注释 53 3.2.2 寻址方式 53 3.3 MCS-51单片机的指令系统 57 3.3.1 数据传送类指令 58 3.3.2 算术运算类指令 62 3.3.3 逻辑运算及移位类指令 66 3.3.4 控制转移类指令 68 3.3.5 位操作类指令 73 本章小结 75 思考题与习题 76 第4章 MCS-51单片机的汇编语言程序设计 78 4.1 顺序程序设计 78 4.2 循环程序设计 79 4.3 分支程序设计 81 4.4 子程序设计 83 本章小结 85 思考题与习题 85 第5章 单片机的C51语言编程基础 86 5.1 C51程序的基本结构和常用的头文件 86 5.1.1 C51程序的基本结构 86 5.1.2 C51中常用的头文件 87 5.2 C51的基本数据类型、数据存储类型和存储模式 89 5.2.1 C51的基本数据类型 89 5.2.2 C51数据的存储类型 90 5.2.3 C51数据的存储模式 90 5.2.4 变量声明举例 91 5.3 C51的运算符 92 5.4 C51的函数 93 5.4.1 函数的分类 94 5.4.2 函数的定义 94 5.4.3 函数的调用 94 5.4.4 对被调用函数的说明 95 5.5 单片机的C51语言编程 95 5.6 C51与汇编语言的混合编程 99 本章小结 101 思考题与习题 102 第6章 MCS-51单片机中断系统与定时/计数器 103 6.1 中断概述 103 6.1.1 数据的输入/输出传送方式 103 6.1.2 中断的基本概念 104 6.2 51子系列单片机的中断系统结构及中断控制 105 6.2.1 中断源 106 6.2.2 中断控制 107 6.2.3 中断矢量地址 109 6.2.4 中断响应过程及中断响应时间 110 6.3 中断的汇编和C51语言程序设计及外部中断应用举例 111 6.3.1 中断的汇编和C51语言程序设计基本问题 111 6.3.2 外部中断应用举例 112 6.4 51子系列单片机定时/计数器的结构和寄存器 116 6.4.1 定时和计数的概念 116 6.4.2 51子系列单片机定时/计数器的结构 117 6.4.3 定时/计数器的寄存器 118 6.5 定时/计数器的工作方式及应用 119 6.5.1 工作方式0 119 6.5.2 工作方式1 121 6.5.3 工作方式2 123 6.5.4 工作方式3 124 6.6 定时/计数器的应用实例 126 6.6.1 在测试信号中的应用 126 6.6.2 在驱动直流电动机中的应用 127 6.6.3 在音乐输出方面的应用 129 本章小结 132 思考题与习题 133 第7章 MCS-51单片机串行接口 135 7.1 串行通信概述 135 7.1.1 异步通信和同步通信 135 7.1.2 串行通信的线路传输方式 136 7.1.3 波特率 137 7.2 MCS-51单片机串行口 137 7.2.1 串行口结构及工作原理 137 7.2.2 与串行口相关的特殊功能寄存器 139 7.2.3 波特率的设计 141 7.2.4 串行通信工作方式 142 7.2.5 串行口的应用举例 143 7.2.6 串行口方式2和方式3的应用 148 7.3 RS-232C标准接口总线及串行通信硬件设计 149 7.3.1 RS-232C标准接口总线 149 7.3.2 信号电气特性与电平转换 150 7.3.3 RS-232C的应用 152 7.3.4 单片机与单片机及单片机与PC之间的串行通信接口电路 153 7.4 单片机之间的点对点串行异步通信 154 7.4.1 通信协议 154 7.4.2 通信程序举例 154 7.5 单片机与PC之间的通信 160 7.5.1 PC串口调试助手的介绍 160 7.5.2 单片机与PC通信的举例 162 本章小结 164 思考题与习题 165 第8章 存储器的扩展 166 8.1 单片机的扩展结构 166 8.1.1 单片机的扩展结构 166 8.1.2 单片机扩展的实现 167 8.2 并行存储器的扩展 168 8.2.1 并行程序存储器的扩展 168 8.2.2 并行数据存储器的扩展 174 8.2.3 并行程序存储器和数据存储器的混合扩展 177 8.3 I2C总线及串行E2PROM的扩展 179 8.3.1 I2C总线概述 179 8.3.2 基于I2C总线的串行E2PROM的扩展 182 本章小结 187 思考题与习题 187 第9章 单片机并行I/O接口扩展 188 9.1 I/O接口扩展概述 188 9.1.1 I/O接口电路应具有的功能 188 9.1.2 I/O接口的基本结构 189 9.1.3 I/O接口的操作 189 9.2 简单并行I/O接口扩展 190 9.2.1 扩展并行输入口 190 9.2.2 扩展并行输出口 191 9.3 可编程并行I/O接口芯片8255A 193 9.3.1 8255A芯片内部结构及功能 193 9.3.2 8255A的操作说明 194 9.3.3 8255A与单片机的接口设计 197 9.4 数码管接口技术 200 9.4.1 数码管简介 201 9.4.2 数码管的静态显示接口 202 9.4.3 动态显示接口 203 9.5 LCD接口技术 205 9.5.1 LCD1602简介 205 9.5.2 LCD1602应用举例 209 9.6 键盘接口技术 211 9.6.1 键盘结构及闭合键的识别方法 211 9.6.2 行列式键盘接口举例 216 本章小结 219 思考题与习题 220 第10章 并行A/D及D/A转换器接口技术 222 10.1 A/D及D/A转换器主要参数 222 10.1.1 A/D转换器主要参数 222 10.1.2 D/A转换器主要参数及输入输出特性 223 10.2 8位并行DAC0832及其接口技术 224 10.2.1 DAC0832简介 224 10.2.2 DAC0832与单片机的接口及编程 226 10.3 12位并行DAC1210及其接口技术 232 10.3.1 DAC1210简介 232 10.3.2 DAC1210与单片机的接口技术 233 10.4 并行ADC0808(0809)及其接口技术 234 10.4.1 ADC0808和ADC0809简介 234 10.4.2 ADC0808(0809)与单片机的接口及编程 237 10.5 12位并行AD574A及其接口技术 241 10.5.1 AD574A简介 241 10.5.2 AD574A与单片机的接口与编程 244 本章小结 245 思考题与习题 245 第11章 单片机系统开发软件使用说明 247 11.1 Keil软件使用说明 247 11.1.1 Keil工程的建立 247 11.1.2 工程的设置 251 11.1.3 编译和链接 254 11.1.4 调试 254 11.2 Proteus ISIS使用简介 259 11.2.1 Proteus软件组成 260 11.2.2 启动Proteus ISIS 260 11.2.3 菜单介绍 262 11.2.4 基本操作 265 11.2.5 Proteus组件库 271 11.2.6 电路原理图设计方法 274 11.2.7 实例讲解 274 本章小结 276 第12章 单片机应用系统设计与调试 277 12.1 单片机应用系统开发与开发工具 277 12.1.1 单片机应用系统的构成和设计内容 277 12.1.2 应用系统的设计步骤和原则 278 12.1.3 单片机应用系统的开发工具 279 12.1.4 单片机应用系统的调试 280 12.2 功率扩展与隔离技术 281 12.2.1 功率扩展 281 12.2.2 隔离技术 282 12.3 单片机应用系统的抗干扰技术 283 12.3.1 干扰的来源 283 12.3.2 硬件抗干扰技术 283 12.3.3 软件抗干扰技术 286 12.3.4 “看门狗”技术 287 本章小结 288 附录A ASCII码字符表 289 附录B MCS-51系列单片机指令表 290 附录C 单片机中常用词语英汉对照 295