单片机原理及应用技术(基于KEIL C与PROTEUS)

第 1章 单片机应用基础概述 1

1.1　计算机及单片机简介　1

1.1.1　计算机到单片机的发展过程　1

1.1.2　微型计算机的分类　2

1.1.3　单片机的特点和应用　4

1.2　数制与编码　5

1.2.1　数制及其转换　5

1.2.2　编码　9

1.3　计算机系统组成　12

1.3.1　计算机硬件组成　13

1.3.2　计算机软件系统　14

1.4　单片机与嵌入式系统　15

1.4.1　嵌入式系统　15

1.4.2　单片机应用系统的组成　16

1.5　单片机应用开发资源　17

1.6　一个简单的单片机应用示例　19

1.7　思考与练习　22

第　2章 51单片机及硬件结构　23

2.1　51单片机系列　23

2.2　51单片机总体结构　24

2.2.1　51单片机总体结构框图及功能　24

2.2.2　51单片机芯片引脚功能　28

2.3　51单片机存储结构及编程资源　32

2.3.1　51单片机存储器的特点　32

2.3.2　程序存储器　33

2.3.3　数据存储器　34

2.3.4　51单片机编程资源（专用寄存器区SFR）　37

2.3.5　位处理器　39

2.4　51单片机工作方式　39

2.4.1　复位及复位方式　39

2.4.2　程序执行工作方式　41

2.5　51单片机的时序　41

2.5.1　时钟　41

2.5.2　CPU时序　42

2.6　单片机*小系统　45

2.6.1单片机*小系统组成　45

2.6.2　单片机*小系统应用电路　46

2.7　思考与练习　46

第3章　指令系统、汇编语言及C51程序设计　48

3.1　单片机指令系统　48

3.1.1　指令格式及分类　48

3.1.2　寻址方式与寻址空间　50

3.1.3　指令系统及应用示例　54

3.2　汇编语言程序设计基础　69

3.2.1　汇编语言特征　69

3.2.2　伪指令　70

3.2.3　汇编语言程序设计及应用　72

3.2.4　汇编语言上机及Proteus仿真　80

3.3　C51程序设计及应用　83

3.3.1　C51简介　83

3.3.2　存储区、存储类型及存储模式　85

3.3.3．数据类型及变量　86

3.3.4　C51运算符及表达式　88

3.3.5　控制语句及应用示例　93

3.3.6　数组及应用示例　98

3.3.7　函数及应用示例　101

3.3.8　指针及应用示例　107

3.4　Keil 51单片机集成开发环境　112

3.4.1　单片机应用程序开发过程　112

3.4.2　Keil 开发环境的安装　112

3.4.3　Keil 工程的建立　114

3.4.4　Keil 调试功能　116

3.5　单片机I/O端口应用示例　118

3.6　Keil C与Proteus联机调试示例　123

3.6.1　通过插件实现Keil C与Proteus联机调试及示例　123

3.6.2　通过.OMF文件实现Keil与Proteus调试及示例　126

3.7　思考与练习　128

第4章　51单片机中断系统及应用　131

4.1　中断的概念　131

4.1.1　中断及中断源　131

4.1.2　中断嵌套及优先级　131

4.2　51单片机中断系统结构及中断控制　132

4.2.1　51单片机的中断系统结构　132

4.2.2　中断源和中断请求标志　133

4.2.3　中断允许控制　134

4.2.4　中断优先级控制　135

4.3　51单片机中断响应过程　136

4.3.1　中断响应　136

4.3.2　中断处理和中断返回　137

4.4　外部中断源扩展　138

4.4.1　中断加查询方式扩展外部中断源　138

4.4.2　利用定时器扩展外部中断源　140

4.5　中断系统应用设计示例及仿真　141

4.5.1中断系统应用设计　141

4.5.2　中断实现程序（指令）单步操作　142

4.5.3外部中断应用示例及仿真　143

4.6　思考与练习　151

第5章　51单片机定时器/计数器及应用　152

5.1　定时器/计数器概述　152

5.2　定时器/计数器的控制　153

5.2.1　定时器/计数器工作模式寄存器　153

5.2.2　定时器/计数器控制寄存器　154

5.3　定时器/计数器的工作模式及应用　154

5.3.1　工作模式0及应用示例　154

5.3.2　工作模式1及应用示例　157

5.3.3　工作模式2及应用示例　159

5.3.4　工作模式3及应用示例　162

5.4　定时器/计数器应用设计实例及仿真　164

5.4.1　定时器延时控制　164

5.4.2　定时器实现测量脉冲宽度　168

5.4.3　10kHz方波发生器　170

5.5.4　循环加1计数器　172

5.5　思考与练习　174

第6章　51单片机串行口及应用技术　176

6.1　串行通信的基本概念　176

6.1.1　异步通信和同步通信　176

6.1.2　串行通信的制式、波特率、时钟和奇偶校验　177

6.2　常用串行通信总线标准及接口电路　179

6.2.1　RS-232C总线标准及接口电路　180

6.2.2　RS-422/485总线标准及接口电路　181

6.3　51单片机可编程串行口　183

6.3.1　串行口结构　183

6.3.2　可编程控制串行口　184

6.3.3　串行口的工作方式　185

6.3.4　波特率设置　186

6.4　51单片机串行口应用实例　188

6.4.1　串行口方式0的应用设计实例　188

6.4.2　串行口在其他方式下的应用　196

6.4.3　多机通信应用设计实例　204

6.5　思考与练习　209

第7章　单片机I/O（未扩展）接口应用技术　211

7.1　键盘接口及应用　211

7.1.1　键盘及其工作特征　211

7.1.2　独立式非编码键盘接口及应用　212

7.1.3　矩阵式键盘接口及应用　214

7.2　单片机常用显示器接口及应用　218

7.2.1　LED显示器接口及应用　218

7.2.2　LCD液晶显示器接口及应用　224

7.3　开关量控制I/O接口　229

7.4　思考与练习　233

第8章　单片机系统扩展及I/O接口技术　234

8.1　单片机系统扩展概述　234

8.1.1　单片机系统扩展配置及接口芯片　234

8.1.2　单片机扩展后的总线结构　235

8.2　程序存储器的扩展　237

8.2.1　常用的程序存储器芯片　237

8.2.2　程序存储器的扩展　240

8.3　数据存储器的扩展　243

8.3.1　常用数据存储器芯片　243

8.3.2　数据存储器的扩展　245

8.4　I/O端口的扩展　248

8.4.1　简单并行I/O口的扩展　248

8.4.2　8155可编程多功能接口芯片及扩展　250

8.5　单片机扩展系统外部地址空间的编址方法　257

8.5.1　单片机扩展系统地址空间编址　257

8.5.2　线选法　258

8.5.3　译码法　258

8.6　8155扩展键盘与显示器设计实例　259

8.7　思考与练习　263

第9章　A-D与D-A转换接口技术及应用　264

9.1　D-A转换器与单片机的接口　264

9.1.1并行D-A转换器　264

9.1.2　D-A转换器与51单片机的接口　266

9.1.3　串行D-A转换器　268

9.2　A-D转换器与单片机的接口　272

9.2.1并行A-D转换器　272

9.2.2.　A-D转换器与51单片机的接口　276

9.2.3串行A-D转换器　280

9.3思考与练习　284

第　10章 单片机应用系统开发及设计实例　285

10.1　单片机应用系统开发过程　285

10.1.1　总体与软、硬件设计　285

10.1.2　软、硬件调试及电路装配　286

10.1.3　程序下载　287

10.1.4　脱机运行　291

10.2　单片机（数字量）应用系统设计实例　291

10.2.1　简易数控增益放大器　291

10.2.2　单片机“秒”计时器　295

10.2.3　智能循迹小车　299

10.2.4　多功能8位抢答器　303

10.2.5　LED点阵显示系统　306

10.3　单片机（模拟量）应用系统设计实例　309

10.3.1　数字测量仪表（模拟量）　309

10.3.2　热电偶温度控制系统　313

10.4　单片机（综合）应用系统设计实例　315

10.4.1　直流电电动机转速PID控制系统　315

10.4.2　单片机舵机闭环控制系统　320

10.4.3　基于蓝牙技术遥控的单片机应用实例　325

10.4.4多功能LCD电子时钟　330

10.5　思考与练习　332

第　11章 单片机应用系统抗干扰技术　333

11.1　干扰源　333

11.1.1　干扰源、传播途径及干扰分类　333

11.1.2　串模干扰与共模干扰　334

11.1.3电网及电路干扰　335

11.2　硬件抗干扰措施　335

11.2.1　串模干扰与共模干扰的抑制　336

11.2.2　输入输出通道干扰的抑制　337

11.2.3　电网及电路干扰的抑制　339

11.2.4　地线的抗干扰措施　341

11.3　软件抗干扰措施　342

11.3.1数字信号软件抗干扰措施　343

11.3.2　CPU软件抗干扰　344

11.3.3　程序运行监视器　345

11.4　思考与练习　347

附录　348

附录A　51单片机指令表　348

附录B　常用C51库函数　352

附录C　ASCII（美国标准信息交换码）码表　354

附录D　部分电路非标准符号与国标的对照表　354

附录E　本书英文缩写含义与中文对照表　354

附录F　Proteus元器件大类及部分元器件对照表　354

参考文献　355