单片机原理及接口技术:基于C51+Proteus仿真

第1章 概述 1 1.1 单片机的概念 1 1.2 单片机的发展历程及趋势 1 1.2.1 单片机的发展历程 1 1.2.2 单片机的发展趋势 2 1.3 单片机的特点及分类 3 1.3.1 单片机的特点 3 1.3.2 单片机的分类 3 1.4 单片机的应用 4 1.5 典型的单片机产品 5 1.5.1 MCS-51系列单片机 5 1.5.2 80C51系列单片机 6 1.5.3 PIC系列单片机 6 习题1 7 第2章 80C51单片机的硬件结构 8 2.1 MCS-51系列单片机简介 8 2.2 80C51的内部总体结构 8 2.3 80C51的引脚功能 10 2.4 80C51单片机存储器结构 12 2.5 单片机的时钟和复位电路 18 2.5.1 时钟电路 18 2.5.2 指令时序 20 2.5.3 复位电路 20 2.6 单片机的低功耗节电方式 22 2.6.1 空闲模式设计 23 2.6.2 掉电模式设计 23 习题2 23 第3章 C51语言编程基础 25 3.1 C51编程语言简介 25 3.2 C51语言的数据类型 26 3.3 数据存储类型 28 3.4 C51的运算量 29 3.4.1 常量 29 3.4.2 变量 30 3.5 数据存储模式 32 3.6 C51语言绝对地址的访问 33 3.7 C51语言的函数 35 3.7.1 函数的分类 35 3.7.2 函数的调用与声明 37 3.7.3 函数的嵌套与递归 39 3.7.4 宏定义、文件包含及库函数 39 3.8 C51语言的运算符 40 3.9 C51语言语句及程序结构 43 3.9.1 表达式语句 44 3.9.2 复合语句 44 3.9.3 C51语言程序基本结构 45 3.10 C51语言构造数据类型 50 3.10.1 C51语言的数组 50 3.10.2 C51语言的指针 51 3.10.3 C51语言结构 52 3.10.4 联合 53 3.10.5 枚举 54 习题3 55 第4章 80C51单片机I/O端口及应用 56 4.1 P0口 56 4.2 P1口 57 4.3 P2口 58 4.4 P3口 59 4.5 I/O口简单输入/输出设计 60 4.6 单片机I/O口控制电磁继电器 62 4.7 单片机I/O口控制光耦 64 4.8 单片机I/O口控制双向可控硅 66 4.8.1 晶闸管工作原理 66 4.8.2 单片机I/O口控制双向 可控硅接口设计 67 4.9 单片机I/O口控制固态继电器 69 习题4 70 第5章 80C51单片机的中断系统 71 5.1 中断的概念 71 5.2 80C51中断系统的结构 71 5.2.1 中断源及中断标志位 72 5.2.2 中断控制寄存器 72 5.3 中断响应过程 75 5.4 中断服务函数及应用 77 5.4.1 中断服务函数 77 5.4.2 外部中断服务函数应用设计 78 习题5 84 第6章 80C51单片机定时器/计数器 85 6.1 定时器/计数器T0和T1的 结构及工作原理 85 6.1.1 定时器/计数器T0和T1的结构 85 6.1.2 80C51单片机定时器/计数器的 工作原理 86 6.2 定时器/计数器T0和T1的控制寄存器 87 6.3 定时器/计数器T0和T1的工作方式 88 6.4 定时器/计数器T0和T1的应用 91 习题6 100 第7章 80C51单片机系统的 并行扩展 102 7.1 MCS-51单片机的*小系统 102 7.2 MCS-51单片机系统并行扩展技术 103 7.2.1 并行扩展总线原理 103 7.2.2 I/O接口扩展概述 104 7.2.3 并行扩展地址译码技术 105 7.3 存储器扩展技术 109 7.3.1 存储器概述 109 7.3.2 程序存储器的扩展 111 7.3.3 数据存储器的扩展 113 7.4 I/O接口扩展概述 115 7.5 简单74系列并行I/O接口的扩展 116 7.6 通用可编程I/O接口芯片82C55的 扩展 117 7.6.1 并行I/O接口芯片82C55 117 7.6.2 并行I/O接口82C55的3种 工作方式 121 7.6.3 80C51单片机与82C55的 接口设计 124 习题7 126 第8章 人机交互接口设计 128 8.1 键盘接口 128 8.1.1 键盘的工作原理 128 8.1.2 键盘的接口电路 129 8.1.3 键盘的工作方式 136 8.2 LED显示器接口 137 8.2.1 LED数码管的结构 137 8.2.2 LED数码管的工作原理 139 8.3 键盘与LED显示器接口综合设计实例 143 8.3.1 利用并行I/O芯片82C55实现的 键盘/显示器接口 143 8.3.2 利用单片机串行口实现的 键盘/显示器接口 146 8.4 液晶显示器接口 148 8.4.1 液晶显示模块LCD1602介绍 149 8.4.2 单片机控制LCD1602显示举例 156 习题8 159 第9章 80C51单片机串口设计 160 9.1 串口通信基础 160 9.2 单片机串口的结构 162 9.2.1 80C51串口结构 162 9.2.2 串口相关的特殊功能寄存器 163 9.3 串口工作方式 164 9.4 串口波特率设计 165 9.5 多机通信 167 9.6 串口应用设计 167 9.6.1 串口方式0的应用设计 168 9.6.2 串口方式1的应用设计 172 9.6.3 串口方式2和3的多机通信 应用设计 176 9.6.4 单片机与PC异步串行通信设计 179 9.6.5 单片机与异步串口RS-232C的 接口电路设计 179 9.6.6 单片机与异步串口RS-422A的接口 电路设计 182 9.6.7 单片机与异步串口RS-485的接口 电路设计 184 习题9 210 第10章 80C51单片机与DAC、 ADC接口芯片的设计 212 10.1 单片机与DAC0832的接口 212 10.1.1 D/A转换器概述 212 10.1.2 80C51与8位DAC0832的 接口设计 213 10.1.3 单片机与DAC0832接口的 应用设计 217 10.2 80C51单片机与ADC0809的接口 224 10.2.1 A/D转换器概述 224 10.2.2 80C51与ADC0809的接口 225 10.2.3 单片机控制ADC0809的 输入采集设计 228 10.3 80C51单片机与串行ADC0832的 接口 235 习题10 238 第11章 80C51单片机串行扩展技术 240 11.1 芯片级串行总线接口扩展 240 11.2 单总线串行扩展 241 11.2.1 单总线温度数据采集 芯片DS18B20 241 11.2.2 单总线温度数据采集元件的 接口电路 245 11.3 I2C总线串行扩展 252 11.3.1 I2C总线系统的结构 252 11.3.2 I2C总线的数据传输规则 253 11.3.3 80C51单片机模拟I2C串行 总线传送数据 255 11.3.4 具有I2C串行总线的EEPROM AT24C02的设计 258 11.4 SPI总线串行扩展 265 11.4.1 SPI串行外设接口总线 265 11.4.2 SPI接口Flash AT25F1024设计 267 习题11 273 第12章 80C51单片机应用实例 274 12.1 直流电机的控制设计 274 12.2 单片机控制步进电机 278 12.3 单片机电子音乐设计 281 12.4 单片机频率计设计 285 12.5 单片机控制16×16点阵屏显示 289 12.6 单片机控制GPS信息及轨迹显示 294 12.7 单片机与SPI射频收发芯片nRF24L01 和GSM模块的接口设计 315 12.7.1 单片机与nRF24L01的接口 315 12.7.2 基于nRF24L01和GSM的 单片机远程防盗报警系统设计 317 习题12 340 第13章 Keil C51和Proteus 虚拟仿真平台的使用 341 13.1 集成开发环境Keil C51简介 341 13.1.1 Keil μVision5运行环境介绍 341 13.1.2 Keil C51的安装 341 13.1.3 Keil C51的使用 344 13.2 Proteus 8.8虚拟仿真平台的使用 355 13.2.1 Proteus 8.8的功能与应用软件 355 13.2.2 Proteus 8.8原理图绘制环境 356 13.2.3 Proteus 8.8的虚拟仿真调试工具 363 13.2.4 仿真工具栏 367 13.2.5 Proteus 8.8虚拟设计与仿真 368 习题13 379 参考文献 380