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第1章 概述1

1．1 基本概念1

1．2 单片机的发展概况1

1．3 单片机的特性2

1．4 常用单片机系列及其特性3

1．5 MCS-51系列单片机5

1．6 单片机系统应用7

1．7 SOC与单片机7

思考练习题9

第2章 单片机硬件结构10

2．1 单片机的基本结构10

2．1．1 单片机基本功能模块配置10

2．1．2 单片机内部逻辑结构11

2．1．3 CPU的结构和特点12

2．1．4 单片机其他结构模块13

2．2 单片机的封装与引脚功能14

2．3 I／O结构及功能16

2．4 单片机存储器的组织结构18

2．4．1 程序存储器18

2．4．2 数据存储器19

2．5 单片机辅助电路22

2．5．1 时钟电路22

2．5．2 复位和复位电路23

2．6 单片机的工作时序25

2．6．1 单片机CPU时序基本概念25

2．6．2 单片机的取指和执行时序26

2．6．3 单片机访问外部存储器的时序27

2．7 单片机的低功耗和编程工作方式28

2．8 看门狗定时器30

思考练习题31

第3章 指令系统与汇编语言程序设计32

3．1 指令系统简介32

3．2 寻址方式33

3．3 单片机汇编指令37

3．3．1 数据传送指令37

3．3．2 算术运算指令39

3．3．3 逻辑运算指令41

3．3．4 移位指令42

3．3．5 控制转移类指令43

3．3．6 子程序调用／返回指令44

3．3．7 位操作指令45

3．4 单片机汇编程序设计46

3．4．1 单片机编程语言46

3．4．2 汇编语言伪指令47

3．4．3 汇编语言程序设计的流程48

3．5 汇编语言程序的基本结构49

3．5．1 顺序程序设计49

3．5．2 分支程序设计49

3．5．3 循环程序设计53

3．5．4 子程序设计54

思考练习题57

第4章 单片机的定时／计数器与中断60

4．1 定时／计数器概述60

4．1．1 定时／计数器基本构成60

4．1．2 对TO和T1的控制方式61

4．2 定时／计数器的4种工作方式62

4．3 定时／计数器T264

4．3．1 控制寄存器T2CON65

4．3．2 模式寄存器T2MOD66

4．4 定时／计数器使用示例66

4．5 单片机的中断系统68

4．5．1 单片机的中断源70

4．5．2 中断控制寄存器的设置70

4．5．3 中断响应过程73

4．5．4 中断请求的撤销方法74

4．6 中断应用编程实例75

思考练习题80

第5章 串行通信接口81

5．1 串行通信简介81

5．1．1 串行通信数据传输方式81

5．1．2 串行通信的方式83

5．2 单片机串行通信接口83

5．2．1 单片机串行口的硬件结构83

5．2．2 串行口的工作方式85

5．2．3 串行通信波特率的计算88

5．3 单片机串行通信应用示例88

5．3．1 串行口工作方式0的应用89

5．3．2 单片机间双机通信90

5．3．3 单片机间多机通信93

5．3．4 单片机与PC机的通信94

5．4 RS-232C标准95

5．4．1 RS-232C标准串行通信接口95

5．4．2 RS-232C标准与TTL标准之间的转换97

5．5 RS-485串行通信98

5．5．1 RS-485串行总线标准98

5．5．2 RS-485接口标准的半双工和全双工99

思考练习题101

第6章 单片机基本扩展技术102

6．1 51单片机最小系统102

6．1．1 片内有ROM型单片机最小系统102

6．1．2 片内无ROM型单片机最小系统103

6．1．3 单片机系统总线104

6．2 存储器的扩展104

6．2．1 单片机常用接口存储器的分类105

6．2．2 程序存储器的扩展105

6．2．3 随机存储器的扩展111

6．3 单片机并行I／O扩展114

6．4 单片机键盘接口技术115

6．4．1 按键抖动问题115

6．4．2 独立式按键接口和键盘消抖动程序编写116

6．4．3 矩阵式键盘接口编程117

6．5 LED显示器及其接口技术120

6．5．1 LED数码显示器的结构120

6．5．2 单片机与LED数码管的接口电路设计121

6．5．3 键盘、LED显示器组合接口电路设计122

6．5．4 串行I／O口扩展技术124

6．5．5 利用串行口实现键盘／显示器接口126

6．6 LCD液晶显示器接口技术128

6．6．1 LCM 1602简介128

6．6．2 LCM 1602模块应用举例131

6．7 单片机串行总线扩展技术134

6．7．1 单总线及单总线器件134

6．7．2 单总线温度传感器DS18B20135

6．7．3 单片机红外串行通信140

思考练习题141

第7章 单片机扩展DAC和ADC144

7．1 DAC基本原理和重要参数144

7．2 DAC器件接口技术146

7．2．1 8位D／A转换器DAC0832146

7．2．2 SPI串行DAC TLV5637与单片机的接口148

7．3 ADC器件接口技术150

7．3．1 A／D转换器的性能指标150

7．3．2 并行ADC器件ADC0809的接口技术151

7．3．3 串行ADC器件MAX187／189的接口技术154

7．3．4 串行精密ADC器件ADS1100的接口技术155

7．3．5 串行高速ADC器件ADS7816的接口技术159

7．3．6 高速微功耗串行ADC器件TLV2541的接口技术161

7．3．7 双通道A／D转换芯片ADC0832的接口技术164

7．3．8 高速同步10位串行A／D转换器的接口技术166

思考练习题167

第8章 基于单片机核的SOC技术170

8．1 单片机扩展FPGA及单片机核应用技术171

8．1．1 FPGA扩展方案及其系统设计流程171

8．1．2 基于单片机IP软核的SOC设计方案175

8．2 单片机扩展FPGA设计实例177

8．2．1 串进并出／并进串出双向端口扩展模块设计177

8．2．2 8位四通道数据交换扩展模块设计179

8．2．3 存储器读写的FPGA扩展模块设计181

8．2．4 四通道PWM信号发生器接口模块设计183

8．2．5 移相信号发生器扩展模块设计184

8．2．6 里萨如图波形发生器扩展模块设计185

8．2．7 数字电压表扩展模块设计187

8．2．8 数字频率计扩展模块设计188

8．2．9 等精度频率计扩展模块设计189

8．2．10 直流电机闭环控制扩展电路模块设计191

8．3 基于单片机IP核的FPGA片上系统设计192

8．3．1 单片机扩展串进并出／并进串出模块的FPGA片上系统设计192

8．3．2 单片机扩展SRAM模块的FPGA片卜系统设计196

8．3．3 单片机扩展ADC采样控制模块的FPGA片上系统设计197

8．3．4 单片机扩展移相信号发生器模块的FPGA片卜系统设计197

8．3．5 单片机扩展直流电机控制模块的FPGA片上系统设计197

8．3．6 单片机扩展数字频率计模块的FPGA片上系统设计198

8．3．7 单片机扩展等精度频率测试模块的FPGA片上系统设讨198

实验与设计199

8-l 单片机串口扩展FPGA片上系统设计199

8-2 单片机数据交换FPGA扩展电路设计200

8-3 扩展外部数据存储器的FPGA单片系统设计200

8-4 四通道PWM信号发生器及其单片机控制系统设计200

8-5 移相信号发生器的FPGA片上系统设计201

8-6 里萨如图波形发生器的FPGA片上系统设计202

8-7 数字电压表FPGA单片系统设计202

8-8 数字频率计与单片机串行通信接口功能设计203

8-9 直流电机测控FPGA单片系统设计203

8-10 等精度频率计FPGA单片系统设计203

8-11 其于FPGA的红外双向通信电路设计204

第9章 单片机C51语言程序设计205

9．1 单片机的C语言概述205

9．2 C51入门206

9．2．1 C51的数据类型206

9．2．2 特殊功能寄存器208

9．2．3 C51的存储类型209

9．2．4 C51的运算符及表达式212

9．2．5 C51的流程控制语句214

9．2．6 函数与C51中断服务函数217

9．2．7 指针与指定地址的存储器访问219

9．2．8 51应用要点归纳221

9．3 C51编程举例221

9．3．1 C51程序实现I／O端口的操作222

9．3．2 C51实现内部定时器操作222

9．3．3 C51实现简易交通灯控制223

9．3．4 C51实现串口操作226

9．4 Keil C51集成开发环境226

9．4．1 Keil C51的编译流程227

9．4．2 创建工程227

9．4．3 输入C源文件228

9．4．4 C程序编译229

9．4．5 程序调试229

9．4．6 生成HEX目标文件230

9．5 C语言与汇编语言的混合编程231

9．5．1 C51程序中嵌入汇编代码231

9．5．2 C51程序中调用汇编子程序232

思考练习题234

参考文献235

附录A MCS-51单片机指令表236

附录B 单片机SOC实验开发系统简介238

B．1 KX-7C5E+型单片机SOC开发系统238

B．2 KX-DN5／7系列单片机SOC系统241

B．3 单片机SOC设计实验标准扩展模块242

附录C STC89C单片机编程下载方法245