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第1章　单片机基础知识 1

1.1　单片机概述 1

1.1.1　微型计算机 1

1.1.2　单片机的概念 2

1.1.3　单片机的性能特点 3

1.1.4　单片机的发展历史 3

1.1.5　单片机的发展趋势 4

1.1.6　单片机的应用领域 4

1.2　单片机的组成结构 5

1.2.1　中央处理器 5

1.2.2　系统总线 6

1.2.3　存储器 6

1.2.4　I/O口 9

1.2.5　定时／计数器 9

1.3　单片机的工作过程 9

1.4　单片机的主要品种系列 10

1.4.1　单片机的分类 10

1.4.2　MCS-51系列单片机 10

1.4.3　89系列单片机 11

1.5　单片机应用系统的开发 13

1.5.1　单片机的程序设计语言 13

1.5.2　单片机开发系统 14

1.5.3　单片机常用开发方法 14

1.5.4　单片机编程软件简介 16

1.6　任务1　用单片机控制闪烁灯 19

1.7　数制与码制基础 20

1.7.1　常用的进位计数制 20

1.7.2　不同数制间的相互转换 22

1.7.3　数的表示 24

1.7.4　信息的表示与输入输出 27

本章小结 27

思考与练习 28

第2章　MCS-51单片机硬件结构和原理 29

2.1　MCS-51单片机硬件结构 29

2.1.1　89C51单片机内部组成 29

2.1.2　89C51单片机芯片外部引脚 30

2.2　单片机最小应用系统 31

2.2.1　最小应用系统的概念 31

2.2.2　时钟电路 32

2.2.3　复位电路 34

2.3　任务2　构建单片机最小应用系统 35

2.4　89C51单片机I/O端口 36

2.4.1　并行I/O端口的功能 36

2.4.2　并行I/O端口的结构 37

2.4.3　并行I/O端口的操作 37

2.4.4　端口负载能力 39

2.5　任务3　端口输入／输出控制——模拟开关灯 39

2.6　89C51单片机存储器结构 40

2.6.1　程序存储器ROM 41

2.6.2　数据存储器RAM 41

2.7　89C51单片机的工作方式 47

2.7.1　程序连续执行方式 47

2.7.2　程序单步执行方式 47

2.7.3　低功耗工作方式 47

本章小结 48

思考与练习 48

第3章　MCS-51单片机指令系统 50

3.1　概述 50

3.1.1　相关概念 50

3.1.2　指令格式 50

3.1.3　MCS-51单片机指令系统 51

3.1.4　指令说明常用的约定符号 51

3.2　寻址方式 52

3.2.1　立即数寻址 52

3.2.2　寄存器寻址 52

3.2.3　直接寻址 53

3.2.4　寄存器间接寻址 53

3.2.5　基址＋变址寻址 53

3.2.6　相对寻址 54

3.2.7　位寻址 54

3.3　指令系统 55

3.3.1　数据传送类指令 55

3.3.2　数据交换指令 61

3.3.3　算术运算类指令 63

3.3.4　逻辑运算类指令 66

3.3.5　控制转移类指令 68

3.3.6　位操作类指令 72

3.4　任务4　顺序彩灯的控制 74

本章小结 77

思考与练习 77

第4章　MCS-51单片机汇编语言程序设计 81

4.1　汇编语言及伪指令 81

4.1.1　汇编语言 81

4.1.2　伪指令 81

4.2 汇编语言源程序结构及编写步骤 83

4.2.1　汇编语言源程序结构 83

4.2.2　汇编语言源程序编写步骤 83

4.3　顺序程序结构 84

4.4　分支程序结构 85

4.4.1　单分支程序结构 85

4.4.2　多分支程序结构 87

4.4.3　分支程序结构的转移条件 87

4.5　任务5　多状态闪烁灯控制 87

4.6　循环程序结构 90

4.6.1　循环程序结构的组成 90

4.6.2　循环程序设计 91

4.7　子程序设计 92

4.8　任务6　简单交通信号灯模拟控制 95

本章小结 97

思考与练习 97

第5章 中断系统与定时／计数器 99

5.1 中断系统 99

5.1.1 中断及中断处理过程 99

5.1.2　89C51单片机的中断系统 100

5.1.3　89C51单片机的中断控制 102

5.1.4　中断响应 105

5.1.5 中断系统的应用 107

5.2　定时／计数器 108

5.2.1　定时／计数器的基本结构 108

5.2.2　定时／计数器的工作原理 109

5.2.3　定时／计数器的控制 110

5.2.4　定时／计数器的工作方式 112

5.2.5　定时／计数器的初始化 114

5.3　任务7　复杂交通信号灯模拟控制 115

5.4　任务8　用单片机定时器控制报警声系统 120

本章小结 122

思考与练习 123

第6章　单片机串行通信技术 125

6.1 串行通信概述 125

6.1.1　通信的基本概念 125

6.1.2　串行通信的分类 125

6.1.3　串行通信的数据传输方式 126

6.1.4　波特率 127

6.1.5　串行通信数据的校验 127

6.2　串行通信信号的传输 128

6.3　89C51单片机串行口的结构及原理 131

6.4　89C51单片机串行口的工作方式 133

6.4.1　方式0 133

6.4.2　方式1 135

6.4.3　方式2 136

6.4.4　方式3 136

6.4.5　89C51单片机串行口的波特率 137

6.5　任务9　89C51单片机双机通信 138

本章小结 140

思考与练习 140

第7章 单片机系统扩展与接口技术 141

7.1　89C51单片机系统扩展概述 141

7.1.1　89C51单片机的片外总线结构 141

7.1.2　89C51单片机外部扩展的方法 142

7.1.3　89C51单片机的系统扩展能力 142

7.1.4　地址锁存与译码 143

7.2　89C51单片机外部存储器的扩展 145

7.2.1　程序存储器的扩展 146

7.2.2　数据存储器的扩展 149

7.3　并行I/O口的扩展 152

7.3.1　并行I/O口扩展的基本方法 152

7.3.2　简单并行I/O口扩展 152

7.3.3 采用8255A扩展并行I/O口 153

7.3.4 采用8155/8156扩展并行I/O口 159

7.4 任务10　8155并行I/O口扩展训练 165

7.5　键盘及其接口电路 168

7.5.1　按键的识别 169

7.5.2　独立式按键 169

7.5.3　矩阵键盘 170

7.6　显示器及其接口电路 175

7.6.1　LED显示器 175

7.6.2　LED点阵大屏幕显示 176

7.7　任务11　8位字符的LED动态显示 180

7.8　任务12　设计8×8点阵显示屏 181

7.9 D/A转换接口 183

7.9.1　D/A转换基本知识 183

7.9.2　典型的D/A转换器芯片DAC0832 184

7.10　任务13　基于DAC0832的灯循环渐变控制 186

7.11 A/D转换接口 188

7.11.1 典型的A/D转换器芯片ADC0809 188

7.11.2 ADC0809与89C51单片机的连接 189

7.12　光电隔离及继电器接口 191

7.12.1 晶体管输出型光耦合器 191

7.12.2　晶闸管输出型光耦合器 192

7.12.3　继电器接口 193

7.13 任务14　利用ADC0809检测输入端电压 193

本章小结 195

思考与练习 195

第8章 单片机C51语言程序设计入门 197

8.1　C51语言概述 197

8.1.1 C51语言 197

8.1.2　C51程序的基本构成 197

8.2　C51的数据结构 198

8.2.1　C51的数据类型 199

8.2.2　C51的常量与变量 199

8.2.3　C51数据的存储类型 200

8.2.4　C51定义SFR字节和位单元 201

8.2.5　C51定义并行口 202

8.3　C51运算符、表达式及其规则 202

8.3.1　算术运算符及其表达式 202

8.3.2　关系运算符 203

8.3.3　逻辑运算符 203

8.3.4　位操作符 203

8.3.5 自增减及复合运算符 204

8.4　C51函数 204

8.4.1　函数的分类 204

8.4.2　函数的定义 205

8.4.3　函数的参数值和函数值 205

8.4.4　中断服务函数的定义 206

8.4.5　函数的调用 207

8.5　C51语言编程实例 209

8.5.1　简单C51语言程序设计 209

8.5.2　用C51语言实现中断程序设计 209

8.5.3　用C51语言编写键盘扫描程序 210

8.5.4　C51语言与汇编语言的混合编程 211

8.6　C51编译器——Keil C51软件的使用 217

本章小结 217

思考与练习 217

第9章　单片机应用系统设计与开发 219

9.1　单片机应用系统设计的流程 219

9.1.1 总体设计 219

9.1.2　硬件设计 219

9.1.3　资源分配 222

9.1.4　软件设计 222

9.1.5　软件仿真 223

9.2　数码管数字时钟设计 224

9.2.1 系统硬件电路的设计 224

9.2.2　系统软件的设计 224

9.3　两坐标步进电动机的单片机控制 231

9.3.1　步进电动机常识 231

9.3.2　两坐标步进电动机控制系统 232

本章小结 239

思考与练习 239

附录 240

附录A　ASCII表（美国标准信息交换代码） 240

附录B　MCS-51系列单片机分类指令表 240

附录C MCS-51系列单片机按字母顺序排列的指令表 244

参考文献 248