单片机原理及接口技术 第2版pdf电子书版本下载

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第1章 单片机概述 1

1.1 单片机简介 1

1.2 单片机的发展历史 2

1.3 单片机的特点 2

1.4 单片机的应用 3

1.5 单片机的发展趋势 4

1.6 MCS-51系列与AT89S5x系列单片机 5

1.6.1 MCS-51系列单片机 5

1.6.2 AT89S5x系列单片机简介 6

1.7 各种衍生品种的8051单片机 8

1.7.1 STC系列单片机 8

1.7.2 C8051 Fxxx单片机 9

1.7.3 ADμC812单片机 9

1.7.4 华邦W77系列、W78系列单片机 9

1.8 PIC系列单片机与AVR系列单片机 10

1.8.1 PIC系列单片机 10

1.8.2 AVR系列单片机 11

1.9 其他的嵌入式处理器简介 11

1.9.1 嵌入式DSP处理器 11

1.9.2 嵌入式微处理器 12

思考题及习题 13

第2章 AT89S51单片机的片内硬件结构 14

2.1 AT89S51单片机的硬件组成 14

2.2 AT89S51的引脚功能 16

2.2.1 电源及时钟引脚 16

2.2.2 控制引脚 16

2.2.3 并行I/O口引脚 17

2.3 AT89S51的CPU 18

2.3.1 运算器 18

2.3.2 控制器 19

2.4 AT89S51单片机存储器的结构 20

2.4.1 程序存储器空间 21

2.4.2 数据存储器空间 21

2.4.3 特殊功能寄存器 22

2.4.4 位地址空间 25

2.5 AT89S51单片机的并行I/O端口 26

2.5.1 P0口 26

2.5.2 P1口 27

2.5.3 P2口 28

2.5.4 P3口 29

2.6 时钟电路与时序 30

2.6.1 时钟电路设计 30

2.6.2 时钟周期、机器周期、指令周期与指令时序 31

2.7 复位操作和复位电路 32

2.7.1 复位操作 32

2.7.2 复位电路设计 32

2.8 AT89S51单片机的最小应用系统 33

2.9 看门狗定时器（WDT）的使用 33

2.10 低功耗节电模式 34

2.10.1 空闲模式 35

2.10.2 掉电运行模式 35

思考题及习题 35

第3章 8051指令系统与编程基础 37

3.1 指令系统概述 37

3.2 指令格式 37

3.3 指令系统的寻址方式 38

3.4 8051指令系统分类介绍 40

3.4.1 数据传送类指令 41

3.4.2 算术运算类指令 44

3.4.3 逻辑操作类指令 48

3.4.4 控制转移类指令 50

3.4.5 位操作类指令 53

3.5 8051指令汇总 54

3.6 某些指令的说明 58

3.7 8051汇编语言程序设计基础 59

3.7.1 编程语言概述 59

3.7.2 汇编语言语句和格式 60

3.7.3 伪指令 61

3.7.4 汇编语言源程序的汇编 63

3.8 8051汇编语言程序设计举例 64

3.8.1 子程序的设计 64

3.8.2 查表程序设计 65

3.8.3 分支转移程序设计 67

3.8.4 循环程序设计 70

思考题及习题 72

第4章 AT89S51单片机的中断系统 74

4.1 AT89S51中断技术概述 74

4.2 AT89S51中断系统结构 74

4.2.1 中断请求源 75

4.2.2 中断请求标志寄存器 75

4.3 中断允许与中断优先级的控制 76

4.3.1 中断允许寄存器IE 77

4.3.2 中断优先级寄存器IP 78

4.4 响应中断请求的条件 80

4.5 外部中断的响应时间 81

4.6 外部中断的触发方式选择 81

4.6.1 电平触发方式 81

4.6.2 跳沿触发方式 81

4.7 中断请求的撤销 82

4.8 中断服务子程序的设计 83

4.9 多外部中断源系统设计 85

4.9.1 中断和查询结合的方法 85

4.9.2 用优先权编码器扩展外部中断源 86

思考题及习题 89

第5章 I/O口应用——显示与开关／键盘输入 90

5.1 单片机控制发光二极管的显示 90

5.1.1 单片机与发光二极管的连接 90

5.1.2 单片机I/O端口控制发光二极管的编程 91

5.2 开关状态检测 92

5.3 单片机控制LED数码管的显示 93

5.3.1 LED数码管显示原理 93

5.3.2 LED数码管的显示方式 95

5.3.3 LED数码管静态显示设计 97

5.3.4 LED数码管动态显示设计 98

5.4 单片机控制LED点阵显示器显示 99

5.4.1 LED点阵显示器结构与显示原理 99

5.4.2 控制16×16 LED点阵显示屏的设计 101

5.5 单片机控制LCD 1602液晶显示器的显示 105

5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介 105

5.5.2 单片机控制字符型LCD 1602的显示案例 110

5.6 键盘接口设计 112

5.6.1 键盘接口设计应解决的问题 112

5.6.2 独立式键盘的设计 113

5.6.3 矩阵式键盘的设计 116

5.6.4 单片机与专用键盘／显示器芯片HD7279的接口设计 120

5.7 AT89S51单片机与BCD码拨盘的接口设计 129

思考题及习题 131

第6章 AT89S51单片机的定时器／计数器 132

6.1 定时器／计数器的结构 132

6.1.1 工作方式控制寄存器TMOD 133

6.1.2 定时器／计数器控制寄存器TCON 133

6.2 定时器／计数器的4种工作方式 134

6.2.1 方式0 134

6.2.2 方式1 135

6.2.3 方式2 135

6.2.4 方式3 136

6.3 对外部输入的计数信号的要求 138

6.4 定时器／计数器的编程和应用 138

6.4.1 方式1的应用 138

6.4.2 方式2的应用 140

6.4.3 方式3的应用 143

6.4.4 门控制位GATEx的应用——测量脉冲宽度 145

6.4.5 实时时钟的设计 146

思考题及习题 148

第7章 AT89S51单片机的串行口 149

7.1 串行口的结构 149

7.1.1 串行口控制寄存器SCON 150

7.1.2 特殊功能寄存器PCON 151

7.2 串行口的4种工作方式 151

7.2.1 方式0 151

7.2.2 方式1 154

7.2.3 方式2 155

7.2.4 方式3 157

7.3 多机通信 157

7.4 波特率的制定方法 159

7.4.1 波特率的定义 159

7.4.2 定时器T1产生波特率的计算 159

7.5 串行口的应用 160

7.5.1 串行通信接口标准 160

7.5.2 串行通信设计需要考虑的问题 163

7.5.3 双机串行通信软件编程 164

7.5.4 PC与单片机的点对点串行通信接口设计 169

7.5.5 PC与单片机或多个单片机的串行通信接口设计 170

思考题及习题 171

第8章 AT89S51单片机外部存储器的并行扩展 172

8.1 系统并行扩展结构 172

8.2 地址空间分配和外部地址锁存器 173

8.2.1 存储器地址空间分配 173

8.2.2 外部地址锁存器 177

8.3 静态数据存储器RAM的并行扩展 178

8.3.1 常用的静态RAM（SRAM）芯片 178

8.3.2 外扩数据存储器的读写操作时序 179

8.3.3 AT89S51单片机与RAM的接口设计与软件编程 180

8.4 片内Flash存储器的编程 184

8.4.1 使用通用编程器的程序写入 185

8.4.2 使用下载线的ISP编程 185

8.5 E2PROM的并行扩展 186

8.5.1 并行E2PROM芯片简介 186

8.5.2 E2PROM的工作方式 187

8.5.3 AT89S51单片机扩展E2PROM AT2864的设计 188

思考题及习题 189

第9章 AT89S51单片机的I/O扩展 191

9.1 I/O接口扩展概述 191

9.1.1 扩展的I/O接口功能 191

9.1.2 I/O端口的编址 191

9.1.3 I/O数据的传送方式 192

9.1.4 I/O接口电路 192

9.2 AT89S51扩展I/O接口芯片82C55的设计 193

9.2.1 82C55芯片简介 193

9.2.2 工作方式选择控制字及端口PC置位／复位控制字 194

9.2.3 82C55的3种工作方式 196

9.2.4 AT89S51单片机与82C55的接口设计 200

9.3 利用74LSTTL电路扩展并行I/O口 201

9.4 用AT89S51单片机的串行口扩展并行口 203

9.4.1 用74LS165扩展并行输入口 203

9.4.2 用74LS164扩展并行输出口 204

9.5 用I/O口控制的声音报警接口 205

9.5.1 蜂鸣音报警接口 205

9.5.2 音乐报警接口 206

思考题及习题 206

第10章 单片机系统的串行扩展技术 208

10.1 单总线串行扩展 208

10.1.1 单总线系统的典型应用——DS18B20的温度测量系统 208

10.1.2 单总线DS18B20温度测量系统的设计 211

10.2 SPI总线串行扩展 215

10.3 I2C总线的串行扩展 216

10.3.1 I2C串行总线系统的基本结构 217

10.3.2 I2C总线的数据传送规定 217

10.3.3 AT89S51的I2C总线系统扩展 220

10.3.4 I2C总线数据传送的模拟 221

10.3.5 利用I2C总线扩展E2PROM AT24C02的IC卡设计 223

思考题及习题 227

第11章 AT89S51单片机与DAC、ADC的接口 229

11.1 单片机扩展D/A转换器概述 229

11.2 单片机扩展并行8位DAC0832的设计 230

11.2.1 DAC0832简介 230

11.2.2 AT89S51单片机与8位D/A转换器0832的接口设计 231

11.3 AT89S51单片机与12位D/A转换器AD667的接口设计 235

11.3.1 12位D/A转换器AD667简介 236

11.3.2 AD667与AT89S51单片机的接口设计 237

11.3.3 AD667使用中的技术细节 238

11.4 AT89S51与串行输入的12位D/A转换器AD7543的接口设计 241

11.4.1 AD7543简介 241

11.4.2 AT89S51扩展AD7543的接口设计 242

11.5 单片机扩展A/D转换器概述 243

11.6 单片机扩展并行8位A/D转换器ADC0809 244

11.6.1 ADC0809简介 244

11.6.2 AT89S51单片机与ADC0809的接口设计 245

11.7 单片机扩展12位串行ADC-TLC2543的设计 247

11.7.1 TLC2543的特性及工作原理 248

11.7.2 AT89S5 1单片机扩展TLC2543的设计 249

11.8 AT89S51与双积分型A/D转换器MC14433的接口 251

11.8.1 MC14433 A/D转换器简介 252

11.8.2 MC14433与AT89S51单片机的接口 253

11.9 AT89S51单片机与V/F转换器的接口 255

11.9.1 用V/F转换器实现A/D转换的原理 255

11.9.2 常用V/F转换器LMX31简介 255

11.9.3 V/F转换器与AT89S5 1单片机的接口设计 256

11.9.4 V/F转换的应用设计 257

思考题及习题 258

第12章 其他常用的接口设计 260

12.1 步进电机的控制 260

12.1.1 控制步进电机的工作原理 260

12.1.2 控制步进电机的设计案例 261

12.2 直流电机的控制 262

12.2.1 控制直流电机的工作原理 263

12.2.2 控制直流电机的设计案例 263

12.3 基于时钟／日历芯片DS1302的电子钟设计 265

12.3.1 DS1302的工作原理 265

12.3.2 DS1302的应用设计案例 268

12.4 AT89S51单片机与微型打印机TPμP-40A/16A的接口 274

12.4.1 TPμP-40A/16A微型打印机简介 274

12.4.2 字符代码及打印命令 276

12.4.3 TPμP-40A/16A与AT89S51单片机接口设计 277

12.5 单片机与I/O功率驱动的接口设计 278

12.5.1 AT89S51与外围集成数字驱动电路的接口 278

12.5.2 AT89S51与光电耦合器的接口 280

12.5.3 AT89S51与集成功率电子开关输出接口 283

思考题及习题 284

第13章 AT89S51单片机的应用设计与调试 285

13.1 单片机应用系统的设计步骤 285

13.2 单片机应用系统设计 286

13.2.1 硬件设计应考虑的问题 286

13.2.2 典型的单片机应用系统 287

13.2.3 系统设计中的总线驱动 288

13.2.4 软件设计考虑的问题 290

13.2.5 软件的总体框架设计 290

13.3 单片机应用系统的仿真开发与调试 291

13.4 单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计 296

13.4.1 AT89S51片内看门狗定时器的使用 296

13.4.2 指令冗余和软件陷阱 297

13.4.3 软件滤波 299

13.4.4 开关量输入／输出软件抗干扰设计 302

13.4.5 过程通道干扰的抑制措施——隔离 303

13.4.6 印制电路板抗干扰布线的基本原则 304

思考题及习题 307

附录A 基础实验题目 308

实验1 单片机I/O口应用——控制LED流水灯 308

实验2 单个外部中断实验 308

实验3 中断嵌套实验 309

实验4 定时器／计数器的定时实验 309

实验5 定时器／计数器的计数器实验 309

实验6 串口方式0扩展并行输出口实验 309

实验7 串行口方式0扩展并行输入口实验 310

实验8 双单片机串行通信 310

实验9 扩展82C55并行I/O实验 311

实验10 独立式键盘实验 311

实验11 矩阵式键盘扫描实验 311

实验12 单片机控制1602液晶显示器显示字符 311

实验13 DAC0832的D/A转换实验 312

实验14 ADC0809的A/D转换实验 312

实验15 I2C总线串行扩展——AT24C02存储器读写 312

附录B 课程设计题目 314

题目1 节日彩灯控制器的设计 314

题目2 单一外中断的应用 314

题目3 LED数码管秒表的制作 315

题目4 音乐音符发生器的制作 315

题目5 用定时器设计的门铃 315

题目6 控制数码管循环显示单个数字 316

题目7 基于DS18B20的数字温度计设计 316

题目8 利用定时器在P1.0上产生周期为2ms的方波 316

题目9 电话键盘及拨号的模拟 316

题目10 双机串行口方式1单工通信 317

题目11 数码管显示4×4矩阵键盘的键号 317

题目12 波形发生器的制作 317

题目13 频率计的制作 318

题目14 数字电压表设计 318

题目15 单片机控制串行DAC：AD7543的调压器 319

题目16 单片机控制16×16阵列LED的显示 319

题目17 直流电机控制实验 319

题目18 步进电机控制实验 320

参考文献 321