单片机原理及应用

目 录
第1章　初识单片机 1
1．1 什么是单片机 1
1．2 单片机的历史 2
1．3 单片机的特点和应用 2
1．3．1 单片机的应用特点 2
1．3．2 单片机的应用领域 3
1．4 单片机应用系统的组成 4
1．5 典型单片机性能概述 5
1．6 各类嵌入式处理器简介 10
1．6．1 嵌入式微控制器（单片机） 10
1．6．2 嵌入式数字信号处理器 10
1．6．3 嵌入式微处理器 11
1．6．4 嵌入式片上系统 12
1．7 计算机中的数制与编码 12
1．7．1 无符号数的表示及运算 12
1．7．2 带符号数的表示及运算 16
1．7．3 二进制数编码 20
1．7．4 计算机中数的定点表示和浮点表示 21
习题 22
第2章 单片机的基本结构 23
2．1 单片机的结构概述 23
2．2 中央处理器 24
2．2．1 运算器 24
2．2．2 控制器 25
2．2．3 专用寄存器 27
2．2．4 振荡器 29
2．3 单片机的引脚功能 30
2．3．1 电源及时钟引脚 31
2．3．2 控制引脚 31
2．3．3 并行I/O接口 32
2．4 存储器 35
2．4．1 程序存储空间 36
2．4．2 数据存储空间 36
2．5 MCS-51单片机的工作方式 40
2．5．1 复位方式 40
2．5．2 程序执行方式 41
2．5．3 低功耗方式 41
习题 41
第3章 单片机的指令系统 43
3．1 汇编指令的格式 43
3．2 寻址方式 44
3．3 指令系统 47
3．3．1 数据传送类指令 48
3．3．2 算术运算类指令 52
3．3．3 逻辑操作类指令 57
3．3．4 控制转移类指令 59
3．3．5 位操作类指令 64
习题 65
第4章 汇编语言程序设计 67
4．1 汇编语言程序的格式 67
4．2 伪指令 68
4．3 汇编语言程序的基本结构 71
4．3．1 顺序结构 71
4．3．2 分支结构 71
4．3．3　循环结构 73
4．4 系统编程的步骤、方法和技巧 78
4．4．1 拟定系统的工作流程图 79
4．4．2 子功能模块程序或子程序的分解与分析 79
4．4．3 子功能模块程序或子程序的设计与调试 80
4．4．4 系统程序的连接与调试 81
4．5 实验 81
习题 84
第5章 单片机的C语言程序设计 85
5．1 C51语言概述 85
5．1．1 C51语言与汇编语言的比较 85
5．1．2 C51语言与标准C语言的比较 86
5．1．3 使用C51语言编制程序的步骤 86
5．2 C51语言对标准C语言的扩展 87
5．2．1 数据类型 87
5．2．2 存储类型及存储区 89
5．2．3 特殊功能寄存器 91
5．2．4 位变量的定义 93
5．2．5 存储模式 94
5．2．6 函数的使用 94
5．2．7 C51语言的指针 97
5．2．8 访问绝对地址 98
5．3 C51和汇编语言的混合编程 100
5．3．1 命名规则 100
5．3．2 参数传递规则 100
5．3．3 在C51语言中直接插入汇编语言指令 101
5．4 使用C51语言编程的技巧 102
5．5 实验 104
习题 108
第6章 单片机的功能部件 109
6．1 中断系统 109
6．1．1 中断概述 109
6．1．2 单片机的中断系统 110
6．1．3 中断控制 112
6．1．4 中断响应过程 113
6．1．5 中断系统应用实例 115
6．1．6 中断程序举例 117
6．2 定时/计数器 118
6．2．1 定时/计数器概述 118
6．2．2 定时/计数器的结构 119
6．2．3 定时/计数器的工作方式寄存器 120
6．2．4 定时/计数器的控制寄存器 121
6．2．5 定时/计数器的工作方式 121
6．2．6 定时/计数器应用举例 123
6．3 串行接口 125
6．3．1 数据通信概述 125
6．3．2 单片机的串行接口 131
6．3．3 控制串行接口的寄存器 131
6．3．4 串行接口的4种工作方式 133
6．3．5 多机系统通信 137
6．3．6 波特率计算 137
6．3．7 单片机与PC通信技术 138
6．4 实验 141
习题 142
第7章 单片机的系统扩展 144
7．1 单片机*小系统 144
7．1．1 8051/8751单片机*小系统 144
7．1．2 8031单片机*小系统 144
7．1．3 *小系统的工作时序 145
7．2 并行扩展概述 146
7．2．1 总线 146
7．2．2 扩展总线的实现 147
7．3 程序存储器扩展 149
7．3．1 常用程序存储器和地址锁存器简介 149
7．3．2 典型EPROM扩展电路 150
7．4 数据存储器扩展 152
7．4．1 数据存储器的读/写控制与时序 152
7．4．2 常用SRAM芯片简介 154
7．4．3 典型SRAM芯片扩展电路 154
7．5 I/O接口扩展 157
7．5．1 用锁存器扩展输出接口 157
7．5．2 用三态门扩展输入接口 158
7．6 可编程并行I/O接口扩展 160
7．6．1 可编程并行I/O接口芯片8255A 160
7．6．2 可编程多功能接口芯片8155 166
习题 173
第8章 单片机的接口技术 175
8．1 单片机与键盘的接口 175
8．1．1 键盘的工作原理 175
8．1．2 独立式键盘与单片机的接口 176
8．1．3 矩阵式键盘与单片机的接口 178
8．2 单片机与LED显示器的接口 182
8．2．1 LED显示器 182
8．2．2 LED显示器接口技术 183
8．3 单片机与字符型LCD的接口 187
8．3．1 液晶显示概述 187
8．3．2 1602字符型LCD简介 188
8．4 单片机与ADC的接口 197
8．4．1 ADC概述 197
8．4．2 ADC0809芯片 198
8．4．3 ADC0809芯片与单片机的接口设计 201
8．5 单片机与DAC的接口 205
8．5．1 DAC的主要特点与技术指标 205
8．5．2 DAC0832芯片 206
8．5．3 DAC0832芯片与单片机的接口设计 207
8．5．4 DAC0832芯片的应用 209
8．6 单片机与I2C总线芯片的接口 210
8．6．1 I2C总线的功能和特点 210
8．6．2 I2C总线的构成及工作原理 210
8．6．3 I2C总线的工作方式 211
8．6．4 具有I2C总线接口的E2PROM 212
8．7 单片机与DS18B20芯片的接口 224
8．7．1 DSl8B20芯片的特点 224
8．7．2 DS18B20芯片封装形式及引脚功能 224
8．7．3 DS18B20芯片的内部结构 224
8．7．4 DS18B20芯片的测温原理 226
8．7．5 DS18B20芯片的ROM指令 227
8．7．6 DS18B20芯片的工作时序 228
8．7．7 DS18B20芯片与单片机的典型接口设计 229
习题 232
第9章 单片机应用系统的开发 233
9．1 开发系统 233
9．1．1 开发系统的功能 233
9．1．2 开发系统的分类 233
9．1 Keil μVision2概述 234
9．2 Keil μVision2的界面组成 235
9．3 Keil μVision2的设置 235
9．4 Keil μVision2集成开发系统的使用 241
9．4．1 单片机的仿真过程 241
9．4．2 程序的调试过程 241
9．4．3 生成HEX文件 247
9．5 Proteus电路设计快速入门 247
9．6 Proteus与Keil联调 257
第10章 课程设计―温度反馈控制系统 259
附录A ASCII表 263
附录B MCS-51单片机指令表 264
附录C C51库函数 268
参考文献 273