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第1章 单片机概述 1

1.1 单片机简介 1

1.1.1 单片机的概念 1

1.1.2 单片机的特点 1

1.1.3 单片机的应用 2

1.2 单片机的发展概况 3

1.2.1 单片机的发展历史 3

1.2.2 单片机的发展趋势 3

1.3 51系列单片机 5

1.3.1 MCS-51系列单片机 5

1.3.2 AT89C5x（AT89S5x）系列单片机 6

1.3.3 其他的51单片机 8

1.4 AVR系列单片机与PIC系列单片机 9

1.4.1 AVR系列单片机 9

1.4.2 PIC系列单片机 10

1.5 各类嵌入式处理器简介 11

1.5.1 嵌入式微控制器（单片机） 11

1.5.2 嵌入式DSP处理器 12

1.5.3 嵌入式微处理器 12

1.5.4 嵌入式片上系统SOC 13

1.6 Freescale（飞思卡尔）16位微控制器 14

1.6.1 HCS12系列单片机 14

1.6.2 HCS12X系列单片机 14

1.6.3 MC9S12XS128性能 15

1.7 STC单片机 15

第2章 MCS-51单片机的硬件结构 16

2.1 MCS-51单片机的基本组成 16

2.2 MCS-51单片机的引脚及其功能 17

2.2.1 MCS-51单片机的引脚封装 17

2.2.2 输入／输出端口 18

2.3 MCS-51单片机的CPU及其时序 21

2.3.1 运算器 22

2.3.2 控制器 23

2.3.3 工作寄存器和特殊功能寄存器 24

2.4 MCS-51单片机存储器的结构 26

2.4.1 程序存储器空间 26

2.4.2 数据存储器空间 26

2.5 时钟电路与时序 28

2.5.1 时钟电路 28

2.5.2 机器周期、指令周期与指令时序 29

2.6 复位和复位电路 31

2.6.1 复位 31

2.6.2 复位电路 32

2.7 单片机的工作方式 33

2.7.1 程序执行方式 33

2.7.2 节电工作方式 33

习题 35

第3章 MCS-51单片机的指令系统 36

3.1 指令格式 36

3.2 指令系统的寻址方式 37

3.3 指令系统分类介绍 39

3.3.1 数据传送类指令 39

3.3.2 算术运算类指令 45

3.3.3 逻辑操作类指令 51

3.3.4 控制转移类指令 55

3.3.5 位操作类指令 61

习题 66

第4章 MCS-51单片机汇编语言程序设计 69

4.1 汇编语言程序设计概述 69

4.1.1 汇编语言语句和格式 69

4.1.2 汇编语言程序的设计步骤 70

4.1.3 伪指令 71

4.1.4 常用的程序设计结构 73

4.2 汇编语言源程序的汇编 83

习题 84

第5章 MCS-51单片机的中断系统 86

5.1 单片机中断技术概述 86

5.2 单片机中断系统结构及中断控制 87

5.2.1 中断源 87

5.2.2 中断标志寄存器 88

5.2.3 中断使能寄存器IE 89

5.2.4 中断优先级寄存器IP 90

5.3 中断响应及中断处理过程 92

5.3.1 中断响应 92

5.3.2 中断处理 93

5.3.3 中断返回 93

5.3.4 中断服务程序 93

5.4 多外部中断源系统设计 95

习题 97

第6章 MCS-51单片机的定时／计数器 98

6.1 定时／计数器的结构 98

6.1.1 工作方式控制寄存器TMOD 99

6.1.2 定时／计数器控制寄存器TCON 99

6.2 定时／计数器的4种工作方式 100

6.2.1 方式0及应用 100

6.2.2 方式1及应用 101

6.2.3 方式2及应用 104

6.2.4 方式3及应用 107

6.3 综合应用举例 110

习题 112

第7章 MCS-51单片机的串行口及串行通信技术 113

7.1 数据通信的基本概念 113

7.2 串行口的结构 115

7.3 串行口的4种工作方式 117

7.3.1 方式0 117

7.3.2 方式1 118

7.3.3 方式2和方式3 119

7.4 多机通信的工作原理 120

7.5 波特率的计算方法 121

7.6 串行口的编程和应用 122

7.6.1 单片机与单片机的通信 123

7.6.2 单片机与PC的通信 136

习题 139

第8章 MCS-51单片机常用I/O接口的设计 140

8.1 I/O接口扩展概述 140

8.1.1 I/O接口的功能 140

8.1.2 I/O端口的编址 141

8.1.3 I/O数据的传送方式 141

8.1.4 I/O接口 电路 142

8.2 MCS-51单片机与可编程并行I/O芯片82C55的接口设计 142

8.2.1 82C55芯片简介 142

8.2.2 工作方式选择控制字及端PC置位／复位控制字 144

8.2.3 82C55的3种工作方式 145

8.2.4 MCS-51单片机和82C55的接口设计 148

8.3 用MCS-51单片机的串行口扩展并行口 150

8.3.1 用74LS165扩展并行输入口 150

8.3.2 用74LS164扩展并行输出口 151

8.4 LED显示器的显示原理 152

8.4.1 LED显示器的结构 152

8.4.2 LED显示器工作原理 153

8.5 键盘接口原理 154

8.5.1 键盘输入应解决的问题 154

8.5.2 键盘接口的工作原理 155

8.5.3 键盘的工作方式 157

8.5.4 键盘／显示器接口设计实例 157

8.6 MCS-51单片机与液晶显示器（LCD）的接口 159

8.6.1 LCD显示器的分类 160

8.6.2 点阵字符型液晶显示模块介绍 160

8.6.3 MCS-51单片机与LCD的接口及软件编程 162

本章小结 163

习题 164

第9章 MCS-51单片机与D/A、A/D转换器的接口 165

9.1 MCS-51单片机与D/A转换器的接口 165

9.1.1 D/A转换器概述 165

9.1.2 MCS-51单片机与8位DAC0832的接口设计 166

9.1.3 MCS-51单片机与12位D/A转换器AD667的接口设计 170

9.2 MCS-51单片机与A/D转换器的接口 175

9.2.1 A/D转换器概述 175

9.2.2 MCS-51单片机与逐次比较型A/D转换器ADC0809的接口设计 176

9.2.3 MCS-51单片机与双积分型A/D转换器MC14433的接口设计 180

9.2.4 12位串行A/D芯片AD7893与单片机的接口及编程 183

本章小结 185

习题 185

第10章 单片机的串行总线扩展技术 186

10.1 单总线接口简介 186

10.1.1 概述 186

10.1.2 硬件结构及配置 187

10.1.3 命令序列 187

10.1.4 信号方式 188

10.1.5 数字温度传感器DS18B20的接口技术 189

10.2 SPI总线扩展技术 192

10.2.1 SPI总线概述 192

10.2.2 串行输入A/D芯片TLC2543接口技术 194

10.3 I2C总线串行扩展技术 197

10.3.1 I2C总线概述 197

10.3.2 I2C总线协议 198

10.4 MCS-51单片机扩展I2C总线器件的接口设计 200

10.4.1 AT24C02与单片机的接口技术 201

10.4.2 I2C总线数据传送的模拟 202

10.4.3 I2C总线模拟通用子程序 204

习题 207

第11章 MCS-51单片机应用系统的设计方法 208

11.1 单片机应用系统的设计步骤 208

11.2 单片机应用系统硬件设计 211

11.2.1 硬件系统一般结构 211

11.2.2 硬件系统的设计原则 212

11.2.3 硬件设计需要考虑的问题 213

11.2.4 地址空间分配与总线驱动 215

11.2.5 硬件设计与实现方法 218

11.3 应用系统的软件设计 218

11.3.1 应用软件设计的特点 218

11.3.2 软件设计考虑的问题 219

11.3.3 合理的资源分配 219

11.4 系统抗干扰设计 220

11.4.1 软件滤波 220

11.4.2 指令冗余及软件陷阱 224

11.4.3 开关量输入／输出软件抗干扰设计 227

11.4.4 看门狗技术 227

11.4.5 模拟电路和数字电路的隔离 229

11.4.6 接地方法 230

11.5 单片机应用系统的仿真与调试 231

11.5.1 单片机应用系统的仿真 231

11.5.2 单片机应用系统的调试 232

11.5.3 单片机应用系统的编程、下载与运行 233

11.6 单片机应用系统的设计实例——单片机温度控制系统 233

11.6.1 硬件电路设计 233

11.6.2 系统软件设计 237

习题 245

参考文献 246