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第1章 单片机概论1

1.1 单片机的特点及发展概况1

1.1.1 单片机——微控制器嵌入式应用的概念1

1.1.2 单片机的特点和应用2

1.1.3 单片机的历史与发展5

1.2 常用单片机系列介绍6

1.2.1 MCS-51系列单片机7

1.2.2 80C51系列单片机8

1.2.3 STC系列单片机10

1.2.4 CY7C680XX系列单片机12

1.2.5 C8051系列单片机17

第2章 MCS-51单片机结构和时序22

2.1 MCS-51单片机结构22

2.1.1 MCS-51单片机的结构22

2.1.2 MCS-51 的封装与引脚23

2.1.3 CPU的结构26

2.1.4 存储器结构30

2.1.5 输入／输出端口结构36

2.1.6 定时器／计数器41

2.1.7 中断系统41

2.2 时序41

2.2.1 振荡器和时钟电路41

2.2.2 CPU取指令，执行指令周期时序44

2.3 单片机的工作方式46

2.3.1 复位操作46

2.3.2 程序执行方式48

2.3.3 低功耗工作方式48

第3章 MCS-51单片机指令系统51

3.1 指令系统简介51

3.1.1 指令概述51

3.1.2 指令格式51

3.1.3 指令的分类51

3.1.4 指令中的符号52

3.2 MCS-51的寻址方式53

3.2.1 立即寻址（Immediate Addressing）53

3.2.2 直接寻址（Direct Addressing）54

3.2.3 寄存器寻址（Register Addressing）54

3.2.4 寄存器间接寻址（Register Indirect Addressing）55

3.2.5 基址寄存器加变址寄存器的间接寻址（Base Register.Plus Index Register Indirect Addressing）56

3.2.6 相对寻址56

3.2.7 位寻址57

3.3 MCS-51指令系统58

3.3.1 数据传送类指令58

3.3.2 算术运算类指令64

3.3.3 逻辑运算类指令70

3.3.4 控制转移类指令74

3.3.5 布尔变量操作类指令80

第4章 汇编语言程序设计85

4.1 汇编语言语句的格式85

4.2 伪指令86

4.2.1 ORG（汇编起始指令）86

4.2.2 END（汇编结束命令）86

4.2.3 EQU（赋值命令）86

4.2.4 DATA（数据地址赋值命令）87

4.2.5 DB（定义字节指令）87

4.2.6 DW（定义字命令）87

4.2.7 DS（定义空间命令）88

4.2.8 BIT（位地址符号命令）88

4.3 汇编语言源程序的编程和汇编88

4.3.1 源程序编辑89

4.3.2 源程序汇编89

4.4 汇编语言程序设计方法90

4.4.1 简单程序90

4.4.2 分支程序91

4.4.3 循环程序94

4.4.4 查表程序96

4.4.5 子程序97

4.5 综合编程举例99

4.5.1 算术运算类程序99

4.5.2 代码转换类程序104

4.5.3 查表程序107

4.5.4 软件看门狗108

4.5.5 数字滤波程序109

第5章 嵌入式单片机高级C51程序设计114

5.1 嵌入式高级C语言编程概述114

5.2 嵌入式C语言编译环境介绍114

5.2.1 Keil C集成开发环境安装115

5.2.2 Keil C工程的建立与设置117

5.3 Keil C51与标准C121

5.3.1 Keil C51扩展关键字121

5.3.2 内存区域123

5.3.3 特殊功能寄存器SFR123

5.3.4 存储类型标示符的声明123

5.3.5 存储模式124

5.3.6 数据类型125

5.3.7 位变量与声明127

5.3.8 Keil C51指针127

5.3.9 Keil C51函数128

5.4 C51语言的程序流程控制131

5.4.1 条件语句（if）131

5.4.2 循环语句132

5.4.3 break语句、continue语句和goto语句133

5.4.4 选择语句（switch）134

第6章 基于Proteus ISIS的现代嵌入式系统仿真技术136

6.1 Proteus ISIS仿真系统介绍136

6.1.1 Proteus ISIS简介136

6.1.2 Proteus ISIS操作界面介绍136

6.2 原理图绘制的方法和步骤141

6.2.1 基本操作141

6.2.2 创建新的设计文件142

6.2.3 设置图纸类型143

6.2.4 图形编辑基本操作143

6.2.5 将所需元器件加入对象选择器146

6.2.6 放置元器件148

6.2.7 绘制总线149

6.2.8 元件间导线连接（Wiring Up Components on the Schematic）149

6.2.9 导线标注（PART LABELS）150

6.3 ProteuscVSM的电路分析151

6.3.1 激励源151

6.3.2 虚拟仪器154

6.3.3 探针157

6.3.4 图表分析158

6.4 Proteus ISIS联合Keil C仿真8051及虚拟串口160

6.4.1 Proteus ISIS与Keil C软件设置161

6.4.2 虚拟串口Virtual Serial Port Driver 6.0162

6.4.3 串口调试工具SSCOM及SecureCRT介绍163

6.4.4 基于Proteus ISIS的MCS-51最小仿真电路及相关设置164

第7章 基本51内核单片机内部功能以及外部系统扩展和应用167

7.1 定时／计数器介绍及基于Proteus ISIS的仿真167

7.1.1 概述167

7.1.2 定时／计数器的控制字168

7.1.3 定时／计数器的4种工作模式169

7.1.4 定时／计数器的编程及应用172

7.2 中断系统178

7.2.1 中断系统的组成及中断源178

7.2.2 中断控制179

7.2.3 中断处理182

7.2.4 中断使用方法184

7.3 串行通信介绍及基于Proteus ISIS的仿真186

7.3.1 串行口的结构与控制186

7.3.2 串行口工作方式和波特率189

7.3.3 基于Proteus ISIS的基本串行口应用仿真实例191

7.3.4 串行口的扩展应用及基于Proteus ISIS的仿真实例197

7.4 单片机的外部并行扩展208

7.4.1 外部并行扩展性能208

7.4.2 程序存储器的扩展210

7.4.3 数据存储器的扩展213

7.5 可编程并行接口芯片8255216

7.5.1 8255的内部结构216

7.5.2 8255的引脚功能217

7.5.3 8255的控制字、状态字219

7.5.4 8255的工作方式及与MCS-51单片机的连接220

7.6 串行外部总线扩展技术及基于Proteus ISIS的仿真224

7.6.1 常用串行外部总线扩展技术介绍224

7.6.2 AT93C46/56/66 E2PROM特性228

7.6.3 AT93C46 E2PROM应用实例233

7.6.4 SPI25AA010A的应用及基于Proteus ISIS的仿真实例237

7.6.5 M24C04的应用及基于Proteus ISIS的仿真实例239

7.7 键盘输入及其接口240

7.7.1 独立键盘接口240

7.7.2 矩阵式按键接口241

7.8 LED＆LCD显示及显示器接口247

7.8.1 LED显示及其接口247

7.8.2 LCD液晶显示原理及其原理252

7.8.3 16X2字符型液晶1602A驱动仿真实例255

7.8.4 192X64图形点阵液晶TG19264A驱动仿真实例258

7.8.5 真空荧光显示器（VFD）及显示器接口260

7.9 基于GSM通信系统的电力接地线状态远程监控系统设计272

7.9.1 电力接地线状态远程监控系统设计273

7.9.2 智能接地线监控装置（下位机）硬件设计275

7.9.3 智能接地线监控装置软件设计277

第8章 基于MCS-51的A/D D/A应用286

8.1 A/D转换原理及应用286

8.1.1 ADC转换原理及技术性能指标286

8.1.2 ADC0809与单片机的接口与应用287

8.1.3 MC14433与单片机的接口及应用289

8.1.4 TLC2543高精度A/D转换器功能特性292

8.1.5 TLC2543 A/D转换器应用及基于Proteus ISIS的仿真实例298

8.2 DAC的接口及应用302

8.2.1 DAC转换器技术性能指标302

8.2.2 DAC0832与单片机的接口及应用303

8.2.3 AD7520与单片机的接口及应用305

第9章 基于8051内核的多功能MCU309

9.1 C8051FXX系列单片机309

9.1.1 Silicon Labs基于8051内核MCU概述309

9.1.2 Silicon Labs基于8051内核MCU功能特点311

9.1.3 C8051F5XX系列自动控制MCU314

9.1.4 C8051F3XX系列USB接口MCU315

9.1.5 C8051F0XX系列混合信号处理MCU315

9.2 STC系列51内核MCU318

9.2.1 STC系列51内核MCU概述318

9.2.2 STC89C52RC基本型318

9.2.3 STC12C5A60S2多串口型328

9.2.4 STC12C5201AD高速AD带ID型333

9.3 CY7C68XXX高速USB单片机337

9.3.1 CYPRESS系列51内核MCU概述337

9.3.2 CY7C68013A高速USB接口多功能嵌入式MCU337

9.3.3 CY7C68013A最小应用线路338

9.3.4 CY7C68013AGPIF应用模式338

9.3.5 CY7C68013A Slave FIFO应用模式340

第10章 基于Proteus ISIS的高级仿真应用342

10.1 Proteus ISIS联合Keil C仿真8051高级应用342

10.1.1 基于Proteus ISIS与KeilC的电流检测系统设计与仿真342

10.1.2 基于Proteus ISIS与KeilC的音乐播放设计与仿真343

10.1.3 基于Proteus ISIS与KeilC及Matlab的数据采集系统设计与仿真345

10.1.4 基于Proteus ISIS与KeilC的双机通信报警系统设计与仿真348

10.2 Proteus ISIS联合MPLAB仿真PIC系列MCU348

10.2.1 MPLAB-C18编程与PIC系统快速入门348

10.2.2 基于Proteus ISIS与MPLAB的计算器设计与仿真361

10.3 基于Proteus ISIS的ARM7嵌入式系统仿真369

10.3.1 LPC2106与ADS 1.2简介369

10.3.2 基于Proteus ISIS的LED试验370

10.3.3 基于Proteus ISIS的SPI应用试验372

第11章 基于Proteus ARES的PCB设计技术375

11.1 Proteus ARES介绍375

11.1.1 Proteus ARES编辑环境375

11.1.2 Proteus ARES操作界面介绍376

11.2 印制电路板（PCB）设计流程介绍377

11.3 为元件指定封装378

11.4 元件封装创建380

11.4.1 放置焊盘（Pad）380

11.4.2 分配引脚编号381

11.4.3 添加元件边框382

11.4.4 元件封装保存382

11.5 网表导入（Netlist In）383

11.6 系统参数设置385

11.6.1 设置电路板的工作层385

11.6.2 环境设置386

11.6.3 栅格设置387

11.6.4 路径设置387

11.7 编辑界面设置387

11.8 布局与调整388

11.8.1 自动布局389

11.8.2 手工布局391

11.8.3 调整元件标注391

11.9 设计规则的设置392

11.9.1 设计规则的设置392

11.9.2 设置默认设计规则394

11.10 PCB布线（Layout）394

11.10.1 手工布线394

11.10.2 自动布线396

11.10.3 自动整理397

11.11 设计规则检查（DRC Check）398

11.12 后期处理及输出399

11.12.1 PCB敷铜399

11.12.2 PCB的三维显示400

参考文献401

附录 MCS-51指令表402