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第1章 概述 1

1.1 计算机、微型计算机与单片机 1

1.2 单片机的内部组成 3

1.3 单片机的分类和主要指标 5

1.3.1 单片机的分类 5

1.3.2 单片机的主要指标 5

1.4 常用单片机系列及其特点 6

1.5 单片机的特点 8

1.6 单片机应用系统 8

1.7 单片机的应用领域 9

课外设计作业 10

第2章 单片机应用系统的设计与开发环境 11

2.1 用单片机点亮一盏灯实例 11

2.2 Proteus 7.8开发平台 12

2.3 Keil C51的使用方法 19

2.4 Proteus VSM虚拟系统模型 35

2.5 Proteus ARES的PCB设计 48

课外设计作业 55

第3章 51系列单片机的基本硬件结构及其功能 56

3.1 单片机的封装形式及其引脚识别方法 56

3.1.1 单片机的封装形式 56

3.1.2 单片机的引脚识别方法 57

3.2 51系列单片机的引脚及功能 57

3.3 51系列单片机的总线结构 59

3.4 单片机中的数制 60

3.5 51系列单片机的内部结构 62

3.5.1 运算器 62

3.5.2 控制器 64

3.5.3 振荡器 65

3.5.4 CPU时序 66

3.5.5 存储器 67

3.5.6 单片机工作原理实例分析 73

3.6 51系列单片机的复位电路与复位状态 75

3.6.1 复位电路 75

3.6.2 复位状态 76

3.7 51系列单片机的低功耗方式 77

3.7.1 方式设定 77

3.7.2 空闲（等待、待机）工作方式 78

3.7.3 掉电（停机）工作方式 78

3.8 51系列单片机的最小系统 79

课外设计作业 79

第4章 51系列单片机汇编语言及其应用程序设计 80

4.1 51系列单片机指令系统与寻址方式 80

4.1.1 51系列单片机指令系统概述 80

4.1.2 51系列单片机的寻址方式 81

4.1.3 51系列单片机指令系统 84

4.2 51系列单片机汇编语言程序结构 96

4.2.1 汇编语言的指令类型 96

4.2.2 汇编语言的伪指令 97

4.2.3 汇编语言的汇编 98

4.2.4 汇编语言格式 98

4.2.5 汇编语言程序结构 98

4.3 51系列单片机汇编语言程序设计 101

4.3.1 程序设计 101

4.3.2 程序设计语言 101

4.3.3 汇编语言程序设计步骤与方法 102

4.3.4 汇编语言程序设计实例 105

课外设计作业 109

第5章 51系列单片机基本内部资源及其应用系统设计 110

5.1 并行输入／输出（I／O）端口及其应用系统设计 110

5.1.1 P0口结构、功能及操作 110

5.1.2 P1口结构、功能及操作 113

5.1.3 P2口结构、功能及操作 113

5.1.4 P3口结构、功能及操作 114

5.1.5 并行输入／输出端口应用系统设计 115

5.2 定时／计数器及其应用系统设计 122

5.2.1 定时／计数器的结构及其工作原理 123

5.2.2 定时／计数器的工作方式 126

5.2.3 定时／计数器应用系统设计 128

5.3 中断及其应用系统设计 135

5.3.1 中断的基本概念 135

5.3.2 中断源 136

5.3.3 中断控制 136

5.3.4 中断响应 140

5.3.5 中断应用系统设计 141

5.4 串行口通信及其应用系统设计 149

5.4.1 数据通信方式 149

5.4.2 串行通信方式 150

5.4.3 串行口的功能与结构 154

5.4.4 串行口控制寄存器 155

5.4.5 串行口的工作方式 156

5.4.6 波特率的确定 158

5.4.7 串行口的初始化 159

5.4.8 两个单片机串行通信应用系统设计 160

5.4.9 串行口扩展应用系统设计 164

课外设计作业 167

第6章 51系列单片机常用接口及其应用系统设计 168

6.1 LED数码管及其应用系统设计 168

6.1.1 LED数码管的结构与分类 168

6.1.2 LED数码管的显示方式 169

6.1.3 LED数码管应用系统设计 171

6.2 液晶显示器及其应用系统设计 178

6.2.1 液晶显示器概述 178

6.2.2 LCD液晶显示器的分类 178

6.2.3 1602字符型LCD液晶显示模块 179

6.2.4 基于1602LCD的液晶显示应用系统设计 183

6.3 键盘及其应用系统设计 188

6.3.1 键盘的工作原理 189

6.3.2 独立式键盘与矩阵式键盘 189

6.3.3 键编码与键值 193

6.3.4 键盘应用系统设计 194

6.4 A／D转换器及其应用系统设计 201

6.4.1 A／D转换器概述 201

6.4.2 A／D转换器与单片机的接口 202

6.4.3 A／D转换器芯片ADC0808 203

6.4.4 基于ADC0808的A／D转换器与单片机的接口应用系统设计 205

6.5 D／A转换器及其应用系统设计 209

6.5.1 D／A转换器概述 209

6.5.2 D／A转换器与单片机的接口 210

6.5.3 D／A转换器芯片DAC0832 211

6.5.4 基于DAC0832的D／A转换器与单片机的接口应用系统设计 213

课外设计作业 215

第7章 51系列单片机测控技术及其应用系统设计 216

7.1 智能传感器及其应用系统设计 216

7.1.1 智能传感器概述 216

7.1.2 智能传感器的主要功能和特点 217

7.1.3 智能传感器的实现途径和主要形式 218

7.1.4 数字温湿度传感器SHT1x 218

7.1.5 基于SHT10的智能传感器应用系统设计 226

7.2 直流电动机及其应用系统设计 233

7.2.1 直流电动机概述 233

7.2.2 直流电动机控制原理 233

7.2.3 常用直流电动机的驱动电路 235

7.2.4 PWM信号产生的方法 237

7.2.5 基于L298N的直流电动机控制系统设计 238

7.3 步进电动机控制系统设计 241

7.3.1 步进电动机概述 241

7.3.2 步进电动机的种类和主要技术指标 242

7.3.3 四相五线步进电动机28BYJ-48的驱动 243

7.3.4 基于ULN2003A的步进电动机控制系统设计 244

7.4 RS-485多机远程通信及其应用系统设计 247

7.4.1 RS-485接口概述 247

7.4.2 RS-485接口芯片及其使用方法 247

7.4.3 MAX487芯片及其工作原理 248

7.4.4 单片机之间的主从式多机通信 249

7.4.5 基于MAX487的多机远程通信系统设计 250

课外设计作业 259

第8章 51系列单片机应用系统实物设计 260

8.1 单片机应用系统的一般硬件构成 260

8.2 单片机应用系统设计的主要内容 263

8.3 单片机应用系统的设计过程 264

8.3.1 系统总体设计 264

8.3.2 硬件系统设计 265

8.3.3 软件系统设计 267

8.3.4 系统联机调试 269

8.3.5 性能测试 269

8.3.6 生成正式产品 270

8.4 基于51系列单片机的被动红外探测系统设计 270

8.4.1 红外探测技术概述 270

8.4.2 红外探测原理 270

8.4.3 YL-38红外探测模块 271

8.4.4 被动红外探测系统实物设计 271

8.5 基于51系列单片机的超声波测距系统设计 275

8.5.1 超声波测距技术概述 275

8.5.2 超声波测距原理 276

8.5.3 HC-SR04超声波测距模块 276

8.5.4 锁存器74HC373 278

8.5.5 超声波测距系统实物设计 279

课外设计作业 284

附录A MCS51系列单片机指令一览表 285

参考文献 289