单片微机原理与接口技术(第3版)

第1章 计算机基础知识 1
1．1 计算机中负数的表示和运算 1
1．1．1 机器数 1
1．1．2 机器数的原码、反码和补码 1
1．1．3 补码加/减运算 2
1．1．4 原码乘/除运算 3
1．2 计算机中的常用编码 3
1．2．1 ASCII码 3
1．2．2 非ASCII编码 4
1．2．3 BCD码 4
1．3 微型计算机概述 4
1．3．1 计算机的发展 4
1．3．2 微型计算机的基本组成 5
1．3．3 中央处理器的基本组成 5
1．3．4 微型计算机的程序存储与控制 6
1．4 单片机概述 6
1．4．1 单片机的发展过程及产品近况 6
1．4．2 AT89S5X单片机简介 7
1．4．3 STC系列单片机简介 7
1．4．4 STM32系列单片机简介 8
1．4．5 GD32系列单片机简介 8
1．5 单片机应用的开发仿真工具 8
1．5．1 Keil μVision集成开发环境简介 8
1．5．2 Proteus软件介绍 14
1．5．3 跑马灯仿真实例 17
思考题与习题 21
第2章 存储器 22
2．1 概述 22
2．2 只读存储器 24
2．2．1 只读存储器的结构及分类 24
2．2．2 EPROM芯片27256介绍 26
2．3 随机存储器 28
2．3．1 静态基本存储电路 29
2．3．2 动态基本存储电路 30
2．3．3 SRAM芯片6116介绍 30
2．3．4 DRAM芯片2116介绍 31
2．4 闪存 31
2．4．1 闪存简介 32
2．4．2 闪存芯片M45PE80 32
2．5 存储器的选择与扩展 33
2．5．1 存储器的选择 33
2．5．2 存储器的扩展 33
思考题与习题 37
第3章 80C51单片机的结构和原理 38
3．1 80C51单片机的概述 38
3．1．1 MCS-51单片机 38
3．1．2 80C51单片机的应用模式 38
3．2 80C51单片机典型产品资源配置与引脚 39
3．2．1 80C51单片机典型产品资源配置 39
3．2．2 引脚及其功能 39
3．3 80C51单片机的结构 40
3．3．1 80C51单片机逻辑结构 40
3．3．2 80C51单片机内部结构 41
3．4 80C51单片机内部数据存储器 42
3．4．1 80C51单片机的内部RAM 42
3．4．2 专用寄存器的位寻址 46
3．5 80C51单片机内部程序存储器 47
3．5．1 内部与外部ROM的选择 47
3．5．2 ROM的几个特殊单元 48
3．6 80C51单片机输入/输出（I/O）接口 49
3．6．1 P0口 49
3．6．2 P1口 50
3．6．3 P2口 50
3．6．4 P3口 50
3．7 单片机的工作方式 51
3．7．1 复位及复位电路 51
3．7．2 时钟电路和时序 52
3．7．3 单片机的低功耗方式 54
3．8 单片机执行指令的过程 54
思考题与习题 55
第4章 80C51单片机的指令系统 57
4．1 指令的基本格式及常用符号 57
4．1．1 指令的字节数 57
4．1．2 指令的执行时间 58
4．1．3 汇编语言的语句结构 58
4．2 80C51单片机的寻址方式 58
4．2．1 立即寻址 59
4．2．2 直接寻址 59
4．2．3 寄存器寻址 60
4．2．4 寄存器间接寻址 60
4．2．5 变址寻址 61
4．2．6 相对寻址 61
4．2．7　位寻址 62
4．3 数据传送类指令 62
4．3．1 一般传送指令 63
4．3．2 特殊传送指令 64
4．4 算术运算类指令 67
4．4．1 不带进位加法指令及BCD码调整指令 67
4．4．2 带进位加法指令 69
4．4．3 加1指令 69
4．4．4 带借位减法指令 70
4．4．5 减1指令 70
4．4．6 乘、除法指令 70
4．5 逻辑运算类指令 71
4．5．1 逻辑与指令 71
4．5．2 逻辑或指令 72
4．5．3 逻辑异或指令 72
4．5．4 清零及取反指令 72
4．5．5 移位指令 73
4．6 控制转移类指令 73
4．6．1 无条件转移指令 74
4．6．2 条件转移指令 75
4．6．3 子程序调用和返回指令 77
4．7 布尔变量操作指令 78
4．7．1 位传送指令 78
4．7．2 位置位指令 78
4．7．3 位运算指令 79
4．7．4 位控制转移指令 79
思考题与习题 80
第5章 80C51单片机的汇编语言程序设计 82
5．1 程序编制的方法和技巧 82
5．1．1 汇编语言的语句种类及
指令格式 82
5．1．2 常用的伪指令 83
5．1．3 源程序的编辑和汇编 84
5．2 汇编语言基本程序结构 85
5．2．1 顺序程序 85
5．2．2 分支程序 85
5．2．3 循环程序 88
5．2．4 子程序及其调用 90
5．3 常用程序举例 94
5．3．1 算术运算程序 94
5．3．2 代码转换 96
5．3．3 I/O操作 97
5．4 简单I/O设备的并行口直接驱动示例 99
思考题与习题 101
第6章 80C51单片机的C语言程序设计 103
6．1 单片机C语言概述 103
6．1．1 C51的程序结构 103
6．1．2 C51编译器介绍 103
6．1．3 C51语言和汇编语言的关系 103
6．2 C51的数据类型及存储类型 104
6．2．1 C51的数据类型 104
6．2．2 C51数据的存储类型 105
6．2．3 80C51单片机特殊功能寄存器的C51定义 105
6．3 C51的运算符和表达式 106
6．3．1 赋值运算符 106
6．3．2 算术运算符 107
6．3．3 关系运算符 107
6．3．4 逻辑运算符 107
6．3．5 位运算符 108
6．3．6 其他运算符 108
6．4 C51流程控制语句 111
6．4．1 条件语句 111
6．4．2 循环语句 111
6．4．3 开关语句 112
6．4．4 break、continue和goto语句 113
6．5 C51的构造数据类型 114
6．5．1 数组 114
6．5．2 指针 115
6．5．3 结构体 117
6．5．4 枚举 118
6．6 C51函数 118
6．6．1 C51函数定义 119
6．6．2 C51函数调用 120
6．6．3 混合编程简介 120
6．6．4 混合编程形式 122
6．6．5 C51库函数 122
6．7 C51中断编程实例 123
6．8 C51实例 124
6．8．1 C51仿真实例 124
6．8．2 混合编程实例 125
思考题与习题 126
第7章 80C51单片机的中断系统及定时/计数器 127
7．1 中断概述 127
7．2 中断处理过程 128
7．3 80C51单片机的中断系统及其控制 130
7．4 80C51单片机中断源的扩展 135
7．5 80C51单片机的定时/计数器及其应用 136
思考题与习题 152
第8章 80C51单片机的串行口及串行总线扩展 154
8．1 串行通信基本知识 154
8．1．1 基本通信方式及特点 154
8．1．2 串行通信的数据传送方式 154
8．1．3 串行通信的分类 155
8．1．4 串行通信的波特率、比特率 156
8．2 80C51单片机的串行口 156
8．2．1 80C51单片机串行口的结构 156
8．2．2 80C51单片机串行口控制 157
8．2．3 80C51单片机串行口实例 160
8．3 80C51单片机的串行口应用 163
8．3．1 双机通信 163
8．3．2 多机通信 166
8．3．3 单片机与PC通信 167
8．4 单片机的串行总线扩展 171
8．4．1 I2C总线接口及其扩展 171
8．4．2 SPI总线接口及其扩展 180
8．4．3 CAN总线 183
8．4．4 USB总线 184
8．4．5 单总线（1-Wire） 184
思考题与习题 185
第9章 80C51单片机的系统扩展 187
9．1 I/O接口电路概述 187
9．2 数据传送方式 187
9．2．1 无条件传送方式 187
9．2．2 查询传送方式 188
9．2．3 中断传送方式 188
9．2．4 直接存储器存取（DMA）方式 188
9．3 存储器扩展及时序 188
9．3．1 系统扩展总线及扩展芯片的寻址方式 189
9．3．2 程序存储器扩展 189
9．3．3 数据存储器扩展 191
9．3．4 简单I/O接口扩展 195
9．4 可编程接口芯片81C55及其应用 197
9．5 可编程接口芯片82C55及其应用 202
9．6 单片机显示、键盘系统 206
9．6．1 并行扩展静态显示电路 208
9．6．2 串行扩展静态显示电路 209
9．6．3 动态显示电路及其实例 210
9．7 单片机LCD显示接口及其实例 214
9．8 单片机键盘接口 218
思考题与习题 223
第10章 80C51单片机的模拟量接口 225
10．1 并行D/A转换器与单片机的接口 225
10．1．1 D/A转换概述及DAC的主要性能指标 225
10．1．2 8位D/A转换器DAC0832及与单片机接口 227
10．1．3 12位D/A转换器DAC1208及与单片机接口 230
10．2 并行A/D转换器与单片机的接口 232
10．2．1 A/D转换器概述及其主要性能指标 232
10．2．2 8位A/D转换器ADC0809及与单片机接口 234
10．2．3 12位A/D转换器AD1674及与单片机接口 237
10．3 串行A/D转换器与单片机的接口 240
10．3．1 串行A/D转换器HX711介绍 241
10．3．2 HX711的工作原理 241
10．3．3 80C51单片机和HX711的接口设计 243
思考题与习题 243
第11章 80C51单片机应用系统设计 245
11．1 单片机应用设计过程 245
11．1．1 确定系统的功能与性能 245
11．1．2 确定系统基本结构 245
11．1．3 单片机应用系统硬件、软件的设计原则 246
11．1．4 硬件设计 247
11．1．5 软件设计 248
11．1．6 资源分配 248
11．1．7 单片机应用系统的开发 248
11．2 提高系统可靠性的一般方法 249
11．2．1 电源干扰及其抑制 250
11．2．2 地线干扰及其抑制 250
11．2．3 其他提高系统可靠性的方法 251
11．3 设计与制作实例 256
11．3．1 单片机学习板设计与制作 256
11．3．2 用温度传感器DS18B20进行温度测量 258
11．3．3 电子密码锁设计 259
思考题与习题 263
第12章 微处理器及微机系统 264
12．1 微处理器概述 264
12．1．1 微处理器发展简介 264
12．1．2 8086的结构 264
12．1．3 8086的内部寄存器 265
12．1．4 8086的存储空间管理 267
12．1．5 8086的引脚功能 268
12．1．6 8086的两种工作方式 269
12．1．7 8086的总线周期 271
12．1．8 8086的指令系统 271
12．1．9 汇编语言程序设计 272
12．2 微机系统的构成与扩展 275
12．2．1 微机系统的构成 275
12．2．2 8086系统扩展 276
12．3 总线技术 281
12．3．1 总线概述 281
12．3．2 总线规范及主要性能指标 281
12．3．3 常用的系统总线 281
思考题与习题 282
参考文献 283