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第一章 绪论1

1.1 单片机与嵌入式系统1

1.1.1 计算机技术发展与嵌入式系统兴起1

1.1.2 单片机技术发展史3

1.1.3 单片机技术发展方向5

1.2 单片机的应用模式7

1.2.1 单片机应用系统结构7

1.2.2 单片机种类与供应状态8

1.2.3 单片机的应用模式10

1.3 单片机应用系统开发过程11

1.4 本教程特点及教学安排11

1.4.1 教程编写的指导思想11

1.4.2 教程体系结构14

1.4.3 教学组织要求14

练习与思考15

第二章 单片机基本结构与工作原理16

2.1 单片机的典型结构及应用特性16

2.1.1 单片机的典型结构16

2.1.2 典型单片机的结构特点18

2.1.3 单片机的运行管理方式19

2.1.4 单片机应用的扩展方式20

2.2 80C51系列单片机基础结构与资源配置20

2.2.1 80C51系列基础结构20

2.2.2 80C51系列的内部资源扩展22

2.2.3 80C51系列的内部资源删减24

2.3 80C51单片机的外部特性25

2.3.1 引脚分配及功能描述25

2.3.2 引脚功能分类26

2.3.3 引脚应用特性27

2.4 80C51的SFR运行管理模式28

2.4.1 80C51的SFR28

2.4.2 SFR的寻址方式31

2.4.3 SFR的复位状态32

2.5 80C51的I/O端口及应用特性32

2.5.1 I/O端口的结构32

2.5.2 I/O端口应用特性33

2.6 80C51的存储器系统及操作方式34

2.6.1 存储器系统结构34

2.6.2 程序存储器及其操作34

2.6.3 数据存储器及其操作35

练习与思考37

第三章 80C51系列单片机指令系统39

3.1 指令系统基础39

3.1.1 指令格式与符号约定39

3.1.2 CPU时序与指令操作40

3.1.3 指令系统的寻址方式42

3.2 指令系统分类与速解44

3.2.1 指令分类图解44

3.2.2 指令系统速解表51

3.2.3 指令系统速查表56

3.3 典型指令的应用58

3.3.1 查表与查表指令操作58

3.3.2 程序散转与散转指令60

3.3.3 十进制调整与调整指令61

3.3.4 比较指令的分支转移61

3.3.5 逻辑指令与字节状态操作62

3.3.6 移位指令与串行数据传送63

练习与思考64

第四章 80C51基本功能单元结构与操作原理65

4.1 定时器/计数器的基本结构与操作方式65

4.1.1 定时器/计数器的基本组成65

4.1.2 定时器/计数器的SFR65

4.1.3 定时器/计数器的工作方式66

4.1.4 定时器/计数器应用指导与基本练习68

4.2 中断系统基本结构与操作方式72

4.2.1 中断系统的基本组成72

4.2.2 中断系统中的SFR73

4.2.3 中断响应的自主操作过程74

4.2.4 中断系统应用指导与基本练习75

4.3 串行口基本结构与操作方式80

4.3 1 串行口的基本组成80

4.3.2 串行口的SFR81

4.3.3 串行口的工作方式81

4.3.4 串行口应用指导与基本练习83

练习与思考89

第五章 单片机最小应用系统设计90

5.1 典型单片机应用系统结构设计90

5.1.1 单片机应用系统的典型结构90

5.1.2 单片机的广泛选择92

5.1.3 应用系统中的系统扩展和系统配置95

5.2 80C51系列单片机的广泛选择97

5.2.1 80C51系列单片机的兼容性97

5.2.2 80C51系列单片机的类型选择98

5.2.3 80C51系列单片机供应状态选择101

5.3 80C51单片机最小系统设计103

5.3.1 最小系统结构103

5.3.2 时钟系统设计105

5.3.3 复位电路设计109

练习与思考112

第六章 单片机的并行扩展技术113

6.1 并行外围扩展方式113

6.1.1 并行I/O口与并行扩展总线113

6.1.2 并行I/O口的扩展特性114

6.1.3 并行总线的扩展特性114

6.2 并行I/O口外围扩展技术114

6.2.1 并行I/O口扩展方式114

6.2.2 并行I/O口扩展的键盘电路116

6.2.3 并行I/O口扩展的LED显示电路121

6.3 并行总线外围扩展技术125

6.3.1 并行总线扩展基本问题125

6.3.2 80C51并行扩展总线126

6.3.3 80C51程序存储器扩展128

6.3.4 80C51外围设备(器件)扩展130

练习与思考135

第七章 单片机的串行扩展技术136

7.1 单片机的串行扩展方式136

7.1.1 串行扩展总线与串行扩展接口136

7.1.2 单片机串行扩展的虚拟技术138

7.2 移位寄存器的串行扩展技术139

7.2.1 80C51 UART方式0的归一化子程序139

7.2.2 80C51 I/O口虚拟的归一化子程序141

7.2.3 移位寄存器串行扩展基本练习144

7.3 I2C总线的串行扩展技术154

7.3.1 I2C总线的串行外围扩展154

7.3.2 主方式下的I2C总线虚拟技术156

7.3.3 主方式下的虚拟I2C总线软件包159

7.4 虚拟I2C总线应用实例168

7.4.1 虚拟I2C总线实验演示系统168

7.4.2 E2PROM的读写应用练习169

7.4.3 LED显示应用练习172

7.4.4 I/O口扩展应用练习176

7.4.5 ADC、DAC应用练习180

练习与思考183

第八章 应用程序设计技术184

8.1 概述184

8.1.1 应用程序设计内容184

8.1.2 系统应用程序结构186

8.2 汇编语言程序设计基础192

8.2.1 汇编语言语句格式193

8.2.2 汇编程序设计中的编辑与汇编194

8.2.3 汇编语言程序调试196

8.3 子程序设计技术197

8.3.1 任务模块与子程序197

8.3.2 子程序的规范化设计199

8.3.3 子程序的应用技巧204

8.4 中断程序设计技术207

8.4.1 中断程序设计的一般方法207

8.4.2 限制响应点的中断程序设计213

8.4.3 中断服务程序中的散转操作215

练习与思考218

第九章 最小功耗系统设计220

9.1 概述220

9.1.1 最小功耗系统设计的意义220

9.1.2 应用系统的功耗分析220

9.1.3 最小功耗系统设计内容222

9.1.4 最小功耗系统中的功耗测试223

9.2 CMOS电路的功耗特性223

9.2.1 CMOS电路的功耗分析223

9.2.2 CMOS电路中的功耗异常227

9.2.3 CMOS器件的本质功耗与功耗管理227

9.3 最小功耗系统的器件选择229

9.3.1 数字逻辑器件选择229

9.3.2 单片机选择229

9.3.3 外围器件选择232

9.4 最小功耗系统的电路设计234

9.4.1 系统中的防异常功耗设计234

9.4.2 CMOS电路功耗管理设计235

9.4.3 实现供电管理的电源设计237

9.4.4 微功耗值守电路设计240

9.5 最小功耗系统的软件设计243

9.5.1 适合功耗管理的任务划分244

9.5.2 单片机的低功耗管理程序设计244

9.5.3 外围电路的功耗管理设计249

练习与思考250

第十章 应用系统可靠性设计252

10.1 可靠性设计概述252

10.1.1 可靠性与可靠性设计252

10.1.2 单片机应用系统的可靠性等级254

10.1.3 应用系统的可靠性模型255

10.2 硬件系统的可靠性设计257

10.2.1 总体方案的可靠性设计257

10.2.2 器件选择的可靠性设计258

10.2.3 电路系统的可靠性设计259

10.2.4 电源系统的可靠性设计262

10.3 PCB的可靠性设计265

10.3.1 PCB可靠性设计概述265

10.3.2 PCB中的电磁干扰266

10.3.3 PCB的总体设计268

10.3.4 电源、地线设计268

10.3.5 去耦设计271

10.3.6 布线设计常规274

10.4 软件的可靠性设计274

10.4.1 本质可靠性的软件设计275

10.4.2 可靠性控制的软件设计278

练习与思考287

参考文献288