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第1章 基础知识1

1.1 信息在计算机中的表示1

1.1.1 数在计算机内的表示1

1.1.2 字符在计算机内的表示5

1.2 微型计算机的基本结构和工作原理6

1.2.1 微型计算机的发展6

1.2.2 微型计算机的基本结构7

1.2.3 微处理器8

1.2.4 存储器11

1.2.5 输入／输出设备及I/O接口电路14

1.2.6 总线16

1.2.7 微型计算机的工作过程17

1.3 单片微型计算机21

1.3.1 单片机的基本概念21

1.3.2 单片机的主要特点22

1.3.3 单片机的发展及其主要品种22

1.3.4 单片机的应用26

习题27

第2章 单片机的基本原理29

2.1 51系列单片机简介29

2.2 51系列单片机的结构原理29

2.2.1 51系列单片机的基本组成29

2.2.2 51系列单片机的内部结构30

2.2.3 51系列单片机的中央处理器（CPU）31

2.2.4 51系列单片机的存储器结构32

2.2.5 51系列单片机的输入／输出接口39

2.3 51系列单片机的外部引脚及片外总线42

2.3.1 外部引脚43

2.3.2 片外总线结构45

2.4 51系列单片机的工作方式45

2.4.1 复位方式45

2.4.2 程序执行方式46

2.4.3 单步执行方式46

2.4.4 掉电和节电方式47

2.4.5 编程和校验方式48

2.5 51系列单片机的时序49

2.5.1 时钟周期、机器周期和指令周期49

2.5.2 访问外部ROM的时序51

2.5.3 访问外部RAM的时序51

习题52

第3章 单片机汇编程序设计53

3.1 51系列单片机的汇编指令格式及标识53

3.1.1 指令格式53

3.1.2 指令中用到的标识符54

3.2 51单片机指令的寻址方式54

3.2.1 常数寻址（立即寻址）55

3.2.2 寄存器数寻址（寄存器寻址）55

3.2.3 存储器数寻址55

3.2.4 位数据寻址（位寻址）57

3.2.5 指令寻址57

3.3 51单片机的指令系统58

3.3.1 数据传送指令58

3.3.2 算术运算指令61

3.3.3 逻辑操作指令63

3.3.4 控制转移指令65

3.3.5 位操作指令70

3.4 51单片机汇编程序常用伪指令72

3.5 51单片机汇编程序设计76

3.5.1 数据传送程序76

3.5.2 运算程序77

3.5.3 代码转换程序81

3.5.4 多分支转移（散转）程序82

3.5.5 延时程序84

习题84

第4章 单片机C语言程序设计87

4.1 C51基本知识87

4.2 C51的数据类型88

4.2.1 C51的基本数据类型89

4.2.2 C51特有的数据类型90

4.3 C51的变量与存储类型91

4.3.1 C51的普通变量及定义91

4.3.2 C51的特殊功能寄存器变量94

4.3.3 C51的位变量94

4.3.4 C51的指针变量95

4.4 绝对地址的访问97

4.4.1 使用C51运行库中的预定义宏97

4.4.2 通过指针访问98

4.4.3 使用C51扩展关键字at98

4.5 C51中的函数99

4.5.1 C51函数的参数传递99

4.5.2 C51函数的返回值100

4.5.3 C51函数的存储模式100

4.5.4 C51的中断函数101

4.5.5 C51函数的寄存器组选择102

4.5.6 C51的重入函数102

习题103

第5章 Keil C51集成环境的使用105

5.1 Keil C51简介105

5.1.1 Keil μVision 4 IDE的安装105

5.1.2 Keil μVision 4 IDE界面105

5.2 Keil μVision 4 IDE的使用方法111

5.2.1 建立项目文件111

5.2.2 给项目添加程序文件113

5.2.3 编译、连接成目标文件114

5.2.4 运行调试、观察结果115

5.2.5 仿真环境的设置116

5.3 Keil C51的调试技巧119

5.3.1 如何设置和删除断点119

5.3.2 如何查看和修改寄存器的内容119

5.3.3 如何观察和修改变量119

5.3.4 如何观察存储器区域119

习题120

第6章 Proteus软件的使用121

6.1 Proteus概述121

6.1.1 Proteus的进入121

6.1.2 Proteus的界面122

6.2 Proteus的基本操作124

6.2.1 新建电路，选择元件124

6.2.2 放置和调整元件126

6.2.3 连接导线127

6.2.4 给单片机加载程序130

6.2.5 运行仿真查看结果131

习题131

第7章 51单片机的内部资源及编程133

7.1 并行输入/输出接口133

7.2 定时／计数器接口134

7.2.1 定时／计数器的主要特性134

7.2.2 定时／计数器T0、T1的 结构及工作原理134

7.2.3 定时／计数器的方式和控制寄存器135

7.2.4 定时／计数器的工作方式136

7.2.5 定时／计数器的初始化编程及应用139

7.3 串行接口144

7.3.1 通信的基本概念144

7.3.2 MCS-51单片机串行口的功能与结构146

7.3.3 串行口的工作方式149

7.3.4 串行口的编程及应用151

7.4 中断系统161

7.4.1 中断的基本概念161

7.4.2 MCS-51单片机的中断系统162

7.4.3 MCS-51单片机中断系统的应用举例167

习题173

第8章 MCS-51单片机的常用接口175

8.1 MCS-51单片机的最小系统175

8.1.1 8051/8751的最小系统175

8.1.2 8031的最小系统176

8.2 存储器扩展176

8.2.1 半导体存储器概述176

8.2.2 存储器扩展的一般方法179

8.2.3 程序存储器的扩展182

8.2.4 数据存储器扩展184

8.3 输入／输出口扩展185

8.3.1 简单I/O接口扩展185

8.3.2 可编程I/O接口扩展（8255A）187

8.4 LED显示器与51单片机接口194

8.4.1 LED显示器的基本结构与原理194

8.4.2 LED数码管显示器使用的主要问题196

8.4.3 LED显示器与单片机的接口198

8.5 键盘与51单片机的接口202

8.5.1 键盘概述202

8.5.2 独立式键盘与单片机的接口205

8.5.3 矩阵式键盘与单片机的接口207

8.6 行程开关、晶闸管、继电器与51单片机的接口213

8.6.1 行程开关、继电器与51单片机的接口213

8.6.2 晶闸管与51单片机接口213

8.6.3 继电器与51单片机的接口214

8.6.4 蜂鸣器与51单片机的接口215

习题215

第9章 51单片机与D/A、A/D转换器的接口217

9.1 D/A转换器与51单片机的接口217

9.1.1 D/A转换器概述217

9.1.2 典型的D/A转换器芯片DAC0832.220

9.1.3 DAC0832与51单片机的接口与应用222

9.2 A/D转换器与51单片机的接口228

9.2.1 A/D转换器概述228

9.2.2 典型的A/D转换器芯片ADC0808/0809230

习题237

第10章 MCS-51单片机的其他接口239

10.1 LCD 1602与51单片机的接口239

10.1.1 LCD1602概述239

10.1.2 LCD1602的内部结构240

10.1.3 HD44780的指令格式与指令功能242

10.1.4 LCD1602的编程与接口244

10.2 I2C总线芯片与51单片机接口248

10.2.1 I2C总线简介248

10.2.2 I2C总线EEPROM芯片与单片机的接口251

10.3 日历时钟芯片DS 1302与51单片机接口267

10.3.1 DS1302简介267

10.3.2 DS1302引脚的功能268

10.3.3 DS1302的寄存器及片内RAM268

10.3.4 DS1302与51单片机的接口270

10.4 温度传感器DS 18B20与51单片机的接口280

10.4.1 DS18B20简介280

10.4.2 DS 18B20的外部结构281

10.4.3 DS 18B20的内部结构281

10.4.4 DS 18B20的温度转换过程283

10.4.5 DS 18B20与51单片机的接口285

10.5 串行A/D、D/A与51单片机的接口293

10.5.1 串行A/D芯片MAX1241与51单片机的接口293

10.5.2 串行D/A芯片MAX517与51单片机的接口301

习题306

第11章 单片机应用系统设计及举例307

11.1 单片机应用系统的开发过程307

11.1.1 应具备的知识和能力307

11.1.2 单片机应用系统开发的基本过程308

11.1.3 单片机应用系统的硬件设计309

11.1.4 单片机应用系统的软件设计311

11.2 电子时钟的设计312

11.2.1 电子时钟的功能要求312

11.2.2 总体方案设计312

11.2.3 软件计时数码管显示时钟的硬件电路313

11.2.4 软件计时数码管显示时钟的软件程序314

11.2.5 硬件定时液晶显示时钟的硬件电路321

11.2.6 硬件定时液晶显示时钟的软件程序322

11.3 多路数字电压表的设计336

11.3.1 多路数字电压表的功能要求336

11.3.2 多路数字电压表的总体设计336

11.3.3 多路数字电压表的硬件电路336

11.3.4 多路数字电压表的软件程序337

11.4 多点温度测量系统的设计345

11.4.1 多点温度测量系统的功能要求345

11.4.2 多点温度测量系统的总体设计345

11.4.3 多点温度测量系统的硬件电路346

11.4.4 多点温度测量系统的软件程序346

习题361

附录A MCS-51系列单片机指令表363

附录B C51运算符优先级和结合规则368

附录C C51的库函数370

附录D 单片机技术及嵌入式系统的网络资源381

参考文献382