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第一章　计算机基础知识1

1.1 概述1

1.1.1　计算机的发展及应用概况1

1.1.2　微处理器、微机和单片机的概念1

1.1.3　单片微型计算机的发展2

1.1.4　单片机与嵌入式系统2

1.1.5　单片机应用3

1.2　计算机的数制和码制4

1.2.1　二进制、十六进制和十进制之间的相互转换4

1.2.2　二进制编码7

1.2.3　带符号数的定点表示法9

1.3　模型计算机17

1.3.1　计算机的基本组成及工作过程17

1.3.2　微计算机的组成18

1.3.3　微计算机的工作过程22

习题与思考25

第二章　单片机的结构及原理27

2.1　单片机系列简介27

2.2　单片机的内部结构29

2.2.1　单片机的基本结构组成29

2.2.2 MCS-51单片机的存储器30

2.2.3 MCS-51单片机输入／输出端口36

2.3.1　引脚功能37

2.3 MCS-51单片机的引脚功能及片外总线结构37

2.3.2　片外三总线结构41

2.3.3　单片机的时序42

习题与思考45

第三章　MCS-51指令系统47

3.1　指令格式和寻址方式47

3.1.1　指令格式47

3.1.2　寻址方式48

3.1.3　指令符号意义说明52

3.2　MCS-51的指令系统53

3.2.1　数据传送类指令53

3.2.2　算术运算指令59

3.2.3　逻辑运算类指令63

3.2.4　控制转移类指令66

3.2.5　位操作指令73

习题与思考79

第四章　汇编语言程序设计84

4.1　概述84

4.1.1　程序设计语言简介84

4.1.2　汇编语言和高级语言的比较84

4.1.3　伪指令85

4.2　汇编语言程序设计86

4.2.1　顺序结构程序87

4.2.2　分支程序88

4.2.3　循环程序91

4.2.4　子程序96

4.3　MCS-51汇编语言实用子程序98

4.3.1　代码转换程序99

4.3.2　运算类程序101

习题与思考113

第五章　输入／输出及中断115

5.1　概述115

5.2　输入输出传送方式116

5.2.1　无条件传送方式117

5.2.2　查询方式117

5.2.3　中断方式118

5.2.4　存储器直接存取方式119

5.3　中断的基本概念120

5.3.1　中断技术的必要性120

5.3.2　中断系统的功能120

5.4　MCS-51单片机的中断系统123

5.4.1　中断源123

5.4.2　中断请求标志123

5.4.3　中断控制125

5.4.4　中断响应条件及响应过程126

5.4.5　中断方式编程127

5.5　中断方式举例128

习题与思考132

6.1　定时器的结构与工作原理134

第六章　MCS-51单片机内部定时计数器134

6.2　计数／定时器的工作方式选择及控制135

6.2.1 工作方式寄存器TMOD135

6.2.2　控制寄存器TCON136

6.3　计数／定时器工作模式及应用136

6.3.1　模式0137

6.3.2　模式1139

6.3.3　模式2141

6.3.4　模式3143

习题与思考146

7.1.3　同步通信和异步通信147

7.1.2　串口通信的数据传送方向147

7.1.1　并行通信和串行通信147

7.1　串行通信的基础知识147

第七章　串行接口通信147

7.2　单片机的串口工作原理149

7.2.1 串口结构149

7.2.2 串口的工作寄存器150

7.3　串口工作方式151

7.3.1　工作方式0151

7.3.2　工作方式1154

7.3.3　工作方式2和方式3155

7.4　串口通信举例157

7.4.1　中断方式的双机通信157

7.4.2　查询方式的双机通信159

7.5　多机通信163

7.5.1　多机通信原理164

7.5.2　多机通信实例165

7.6　RS-232C串行接口标准及其与单片机的接口173

习题与思考176

第八章　存储器及存储器扩展177

8.1　概述177

8.1.1　半导体存储器分类177

8.1.2　半导体存储器的主要性能指标178

8.1.3　半导体存储器基本结构178

8.2.1　静态RAM179

8.2　随机读写存储器RAM179

8.2.2　动态RAM芯片180

8.3　只读存储器ROM180

8.3.1　紫外线可擦除的EPROM180

8.3.2　电可擦除的EEPROM181

8.4　单片机存储器扩展183

8.4.1　存储器的选择183

8.4.2　单片机并行系统总线及地址分配183

8.4.3　程序存储器扩展186

8.4.4　数据存储器扩展190

8.4.5　单片机系统扩展191

习题与思考193

9.1.1　简单的I/O口扩展195

第九章　MCS-51单片机系统扩展195

9.1　并行总线扩展技术195

9.1.2　8155可编程I/O接口芯片扩展197

9.2　串行总线扩展204

9.2.1　I2C总线串行扩展204

9.2.2　SPI接口的扩展220

习题与思考231

第十章　键盘、显示器接口技术232

10.1 LED显示接口技术232

10.1.1 七段LED显示器简介232

10.1.2　LED显示接口233

10.2.2　非编码键盘的工作原理239

10.2　键盘接口239

10.2.1　按键及去抖动239

10.2.3　典型显示／键盘接口电路245

习题与思考246

第十一章　A/D、D/A转换器248

11.1 A/D转换器248

11.1.1 A/D转换器的种类248

11.1.2 A/D转换器的主要性能指标249

11.1.3 ADC0809芯片249

11.2 D/A转换器253

11.2.1 D/A转换器的主要性能指标253

11.2.2　DAC0832芯片254

习题与思考261

第十二章　外围驱动及电气隔离技术262

12.1　常用报警接口262

12.1.1　闪光报警接口262

12.1.2　单音频报警接口263

12.1.3　语音报警电路接口264

12.2　常用外围驱动器及其应用264

12.2.1　常用的驱动器265

12.2.2　应用举例266

12.3　电气隔离技术267

12.3.1　继电器输出隔离267

12.3.2　光电隔离269

习题与思考273

第十三章　单片机应用系统设计及实例274

13.1　概述274

13.2　应用系统设计方法274

13.2.1　总体设计274

13.2.2　硬件设计275

13.2.3　软件设计279

13.2.4　单片机开发系统和开发方法281

13.2.5　仿真调试282

13.3　应用实例一：定长控制系统283

13.3.1　油毡卷长控制器的工作原理283

13.3.3　油毡卷长控制器软件设计286

13.3.2　油毡卷长控制器硬件配置286

13.4　应用实例二：电子钟297

13.4.1　系统硬件设计297

13.4.2　系统软件设计301

习题与思考312

主要参考文献314

附录A　实验指导书315

A1　单片机仿真实验系统简介315

A1.1 WAVE仿真软件315

A1.2 WAVE仿真器316

A1.3 TDS-TS单片机实验板317

A2.1　简单程序318

A2　实验318

A2.2　循环程序实验323

A2.3　自编程序实验327

A2.4　基本输入／输出、中断实验330

A2.5　定时器实验335

A2.6　串口通信接口实验337

A2.7　显示接口实验340

A2.8　A/D 0809实验344

A2.9　键盘接口实验347

附录B ASCII表353

附录C MCS-51指令系统354

附录D 实验板布局图360