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1单片机硬件系统基础 1

1.1概述 1

1.1.1微型计算机系统 1

1.1.2单片机应用系统 1

1.2MCS-51单片机的基本结构 3

1.2.1MCS-51单片机的组成 3

1.2.2MCS-51单片机的信号引脚 4

1.2.3时钟电路和复位电路 6

1.3MCS-51单片机存储器结构 9

1.3.1MCS-51单片机内部数据存储器 10

1.3.2特殊功能寄存器 12

1.3.3MCS-51单片机内部程序存储器 14

练习和思考 15

2单片机汇编语言基础 16

2.1概述 16

2.2MCS-51单片机指令格式 16

2.3MCS-51单片机指令寻址方式 17

2.3.1立即数寻址 17

2.3.2直接寻址 17

2.3.3寄存器寻址 18

2.3.4寄存器间接寻址 18

2.3.5变址寻址 18

2.3.6相对寻址 19

2.3.7位寻址 19

2.4MCS-51单片机指令系统 19

2.4.1MCS-51单片机指令分类 19

2.4.2MCS-51单片机指令功能 19

2.4.3MCS-51单片机执行指令的过程 20

2.5MCS-51单片机数据传送指令 21

2.5.18位数据传送指令 22

2.5.216位数据传送指令 23

2.5.3堆栈操作指令 23

2.5.4字节交换指令 24

2.5.5片外数据传送指令 24

练习和思考 25

3并行输入／输出口 28

3.1项目引入：彩灯控制器 28

3.1.1应用场合 28

3.1.2基本功能 28

3.1.3设计要点 29

3.2技术准备：相关知识 29

3.2.1ORG和END伪指令 29

3.2.2逻辑移位指令 29

3.2.3控制转移类指令 31

3.2.4子程序调用与返回指令 32

3.2.5并行输入／输出P1口的结构 33

3.2.6LED的应用 34

3.2.7延时子程序的设计 36

3.3项目实现：彩灯控制器的设计 37

3.3.1硬件电路设计 37

3.3.2流程设计 39

3.3.3程序代码设计 41

3.3.4仿真和调试 43

3.4知识综述：并行输入／输出口 45

3.4.1P0口 45

3.4.2P2口 46

3.4.3P3口 47

3.5技能提高：彩灯控制器的改进 48

练习和思考 49

4单片机与键盘、显示器接口 50

4.1项目引入：简易计算器 50

4.1.1应用场合 50

4.1.2基本功能 51

4.1.3设计要点 51

4.2技术准备：相关知识 51

4.2.1常用数制和编码 51

4.2.2定义字节伪指令 54

4.2.3查表指令 55

4.2.4算术运算指令 56

4.2.5比较转移指令 59

4.2.6逻辑运算指令 60

4.2.7延时子程序延时时间的计算 61

4.2.8LED 8段数码显示器原理 62

4.2.9矩阵键盘的原理 63

4.3项目实现：简易计算器的设计 64

4.3.1硬件连接 64

4.3.2键盘输入程序设计 64

4.3.3显示子程序设计 67

4.3.4主程序设计 68

4.3.5仿真和调试 71

4.4知识综述：键盘与LED数码显示接口 72

4.4.1键盘接口 72

4.4.2LED数码显示接口 75

4.5技能提高：简易计算器的改进 77

练习和思考 77

5单片机中断系统 79

5.1项目引入：四人抢答器 79

5.1.1应用场合 79

5.1.2基本功能 79

5.1.3设计要点 80

5.2技术准备：相关知识 81

5.2.1中断的基本概念 81

5.2.2外部中断0的硬件连接 82

5.2.3中断控制寄存器的使用 82

5.2.4外部中断0的入口地址 84

5.2.5外部中断0的响应过程 84

5.2.6位操作指令 84

5.2.7条件转移指令 85

5.2.8中断返回指令 86

5.3项目实现：四人抢答器的设计 86

5.3.1功能和设计思路 86

5.3.2硬件电路设计 87

5.3.3程序流程设计 88

5.3.4软件编程 88

5.3.5仿真和调试 91

5.4知识综述：中断系统 92

5.4.1MCS-51单片机的中断系统及其管理 92

5.4.2中断处理过程 98

5.4.3中断请求信号的撤除 100

5.4.4外部中断源的扩展 101

5.4.5中断的使用说明 102

5.5技能提高：四人抢答器的改进 102

练习和思考 106

6单片机定时／计数器 107

6.1项目引入：LED计时显示器 107

6.1.1应用场合 107

6.1.2基本功能 107

6.1.3设计要点 107

6.2技术准备：定时／计数器1 108

6.2.1定时／计数器1的结构 108

6.2.2定时／计数器1的应用实例 110

6.3项目实现：LED计时显示器的设计 111

6.3.1功能和设计思路 111

6.3.2硬件连接 112

6.3.3程序流程 112

6.3.4程序代码 113

6.3.5仿真和调试 115

6.4知识综述：定时／计数器综述 116

6.4.1定时／计数器的结构和工作原理 116

6.4.2工作方式寄存器和控制寄存器 118

6.4.3定时／计数器的工作方式 121

6.4.4定时器扩充外部中断源 128

6.4.5软件定时和硬件定时 129

6.4.6定时／计数器编程 129

6.5技能提高：LED计时显示器的改进 130

练习和思考 132

7单片机串行口通信 133

7.1项目引入：倒计时显示远程控制器 133

7.1.1应用场合 133

7.1.2基本功能 133

7.1.3设计要点 133

7.2技术准备：串行通信方式 134

7.2.1异步传送方式 134

7.2.2波特率 134

7.2.3单片机串行通信接口电路 135

7.2.4串行口工作方式1 136

7.3项目实现：倒计时显示远程控制器的设计 139

7.3.1功能和设计要点 139

7.3.2硬件连接 140

7.3.3程序流程 141

7.3.4程序代码 142

7.3.5仿真和调试 148

7.4知识综述：单片机串行通信 150

7.4.1串行通信概述 150

7.4.2MCS-51单片机串行口 151

7.4.3MCS-51单片机串行口的工作方式 153

7.4.4波特率的计算 158

7.4.4多机通信 159

7.5技能提高：倒计时显示远程控制器的改进 160

练习和思考 161

8单片机与A／D、D／A接口 162

8.1问题引入 162

8.2知识综述：A／D转换器 162

8.2.1ADC0809的内部结构和信号引脚 162

8.2.2MCS-51单片机与ADC0809的接口 164

8.3项目实现：0～5V电压测试仪 166

8.3.1项目功能 166

8.3.2硬件连接 166

8.3.3程序流程 168

8.3.4程序代码 168

8.3.5仿真和调试 170

8.4知识综述：D／A转换器 173

8.4.1D／A转换器的原理和性能指标 174

8.4.2典型的D／A转换器DAC0832 175

8.4.3MCS-51单片机与D／A转换器的接口 176

8.4.4DAC0832的模拟输出 178

8.5项目实现：波形发生器 179

8.5.1项目功能 179

8.5.2硬件连接 179

8.5.3软件流程 180

8.5.4程序代码 181

8.5.5实验调试 182

8.6技能提高：A／D、D／A接口应用 182

练习和思考 185

9存储器的扩展 186

9.1项目引入：记忆训练器 186

9.1.1应用场合 186

9.1.2基本功能 186

9.1.3设计要点 187

9.2技术准备：相关知识 187

9.2.1外部数据存储器的读写指令 187

9.2.2程序单元的数据读取指令 188

9.2.3单片机总线结构 188

9.2.4数据存储器和地址锁存器 190

9.2.5单片机与数据存储器的连接 192

9.3项目实现：记忆训练器的设计 193

9.3.1功能和设计思路 193

9.3.2硬件连接 194

9.3.3程序流程 194

9.3.4程序代码 195

9.3.5仿真和调试 199

9.4知识综述：存储器和I／O口的扩展 202

9.4.1数据存储器的扩展 202

9.4.2程序存储器的扩展 206

9.4.3I／O口的扩展 209

9.5技能提高：记忆训练器的改进 216

练习和思考 217

10综合设计项目 218

10.1课题1：乒乓游戏机 218

10.2课题2：猜数游戏机 222

附录A MCS-51汇编指令汇总表 226

附录B KEIL公司μVision2集成开发环境 230

附录C Proteus 6.9仿真软件简介 240

附录D ASCII码表 250

参考文献 252