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第1章　单片机概述1

1.1　嵌入式系统与单片机1

1.1.1　嵌入式系统的概念1

1.1.2　单片机的概念2

1.1.3　单片机的优点2

1.1.4　单片机的应用领域3

1.1.5　单片机应用系统结构4

1.2　单片机的历史与发展5

1.2.1　单片机的发展概况5

1.2.2　单片机的发展趋势6

1.3　常用MCS-51单片机及兼容机简介7

1.3.1 Intel公司MCS-51系列单片机7

1.3.2 Atmel公司MCS-51系列兼容单片机8

1.3.3 Philips公司MCS-51系列兼容单片机10

1.3.4 Dallas公司MCS-51系列兼容单片机11

1.3.5 Winbond公司MCS-51系列兼容单片机12

第2章　MCS-51单片机结构组成14

2.1　单片机的硬件结构14

2.1.1　硬件结构的特点14

2.1.2 MCS-51单片机片内总体结构17

2.2　单片机的引脚功能19

2.2.1 电源及时钟引脚19

2.2.2　控制引脚20

2.2.3　接口引脚20

2.3　单片机外部结构22

2.4单片机的中央处理器23

2.4.1 运算器23

2.4.2　定时控制部件23

2.4.3　专用寄存器组24

2.5　单片机的存储器配置25

2.5.1　存储器空间26

2.5.2　程序存储器26

2.5.3　数据存储器27

2.6　单片机的时钟电路与时序33

2.6.1　时钟电路33

2.6.2 CPU时序35

2.7　单片机的工作方式38

2.7.1　复位与复位电路38

2.7.2　程序执行方式39

2.7.3　掉电保护方式40

2.7.4 CHMOS型单片机节电工作方式41

2.7.5　编程和校验方式43

第3章　MCS-51单片机指令系统44

3.1 指令格式44

3.1.1　数据操作44

3.1.2　指令类型44

3.1.3　常用符号说明45

3.2　寻址方式45

3.2.1 直接寻址46

3.2.2　立即寻址46

3.2.3　寄存器寻址47

3.2.4　寄存器间接寻址47

3.2.5　基址寄存器加变址寄存器间接寻址48

3.2.6　位寻址48

3.2.7　相对寻址49

3.3　MCS-51单片机指令系统49

3.3.1　数据传送指令49

3.3.2　算术运算指令54

3.3.3　逻辑运算指令58

3.3.4　布尔（位）操作指令61

3.3.5　控制转移指令63

第4章 内部并行I/O口70

4.1 P0口的结构和功能70

4.1.1 结构70

4.1.2 P0口作通用I/O口70

4.1.3 P0口作地址／数据总线71

4.2 P1口的结构和功能72

4.2.1 结构72

4.2.2 功能72

4.3 P2口的结构和功能73

4.3.1 结构73

4.3.2 P2口作通用I/O口73

4.3.3 P2口作地址总线73

4.4 P3口的结构和功能74

4.4.1 结构74

4.4.2 P3口作通用I/O口74

4.4.3 P3口作第二功能使用74

4.5　并行I/O口的应用75

4.5.1　作为通用I/O口的应用75

4.5.2　简单I/O口的扩展应用75

4.5.3　复杂I/O口的扩展应用76

4.6　接口的使用原则76

第5章　单片机的中断系统和定时器／计数器78

5.1 中断、中断源及中断请求标志78

5.1.1 中断的概念78

5.1.2 中断源79

5.1.3 中断请求标志所在的特殊功能寄存器80

5.2 中断控制寄存器82

5.2.1 中断允许寄存器IE82

5.2.2 中断优先级寄存器IP83

5.3 中断优先级结构和中断工作过程83

5.3.1 中断优先级结构83

5.3.2 中断系统的工作过程85

5.4外部中断的响应时间85

5.5　定时器／计数器85

5.5.1 定时器／计数器的功能86

5.5.2　定时器／计数器的结构86

5.5.3　定时器／计数器方式选择寄存器TMOD87

5.5.4　定时器／计数器控制寄存器TCON88

5.6　定时器／计数器的4种工作方式88

5.6.1 方式088

5.6.2　方式190

5.6.3 方式290

5.6.4 方式391

5.7　定时器／计数器应用92

5.7.1　初始化步骤92

5.7.2　定时器／计数器初值计算方法93

5.7.3　应用举例93

第6章　串行通信95

6.1 串行口通信基础95

6.1.1 串行通信的分类95

6.1.2　串行通信的制式97

6.2　串行口的结构和功能98

6.3　串行口控制寄存器99

6.3.1 串行口控制寄存器SCON的格式99

6.3.2　SCON各位的定义99

6.3.3 串行口电源控制寄存器PCON的格式100

6.4　串行口的工作方式101

6.4.1 方式0101

6.4.2　方式1102

6.4.3　方式2和方式3103

6.4.4　常用波特率表103

第7章 MCS-51汇编语言程序设计104

7.1　编语言程序设计104

7.1.1　程序设计过程104

7.1.2　汇编语言程序设计格式105

7.1.3 MCS-51的伪指令105

7.1.4　汇编语言源程序的编程和汇编107

7.2　汇编语言程序的结构107

7.2.1　程序总体构成108

7.2.2　顺序结构程序110

7.2.3　分支程序111

7.2.4　循环程序113

第8章　汇编语言程序举例116

8.1　数码转换程序116

8.1.1　二进制码转换为ASCII码116

8.1.2　ASCII码转换为二进制码118

8.1.3　二进制码到BCD码的转换118

8.1.4　BCD码到二进制码的转换120

8.2　定点数运算程序124

8.2.1　定点数表示方法124

8.2.2　定点数加减运算127

8.2.3　定点数乘法运算129

8.2.4　定点数除法134

8.3　查表程序138

8.4　输入输出程序143

8.4.1　并行接口应用程序143

8.4.2　定时器应用程序146

8.5　散转程序147

8.5.1　使用转移指令147

8.5.2　使用地址偏移量表的散转程序148

8.5.3　使用转向地址表的散转程序149

第9章　单片机高级语言C51的应用150

9.1 C51编程语言简介150

9.1.1 C51的程序结构151

9.1.2 C51的数据类型与运算151

9.1.3　数据的存储器类型和存储器模式154

9.1.4 C51对SFR、可寻址位、存储器和I/O接口的定义158

9.1.5 C51的运算符159

9.1.6 函数163

9.2 C51程序的开发过程164

9.2.1 Keil C51集成开发环境介绍166

9.2.2 C51单片机程序编写举例170

9.2.3　汇编语言与C语言混合编程176

第10章　MCS-51系统扩展技术180

10.1 MCS-51系统扩展原理180

10.1.1　线选法181

10.1.2　全译码法183

10.1.3　部分译码法184

10.1.4　扩展存储器时应考虑的几个问题186

10.2　程序存储器的扩展187

10.2.1　常用的程序存储器187

10.2.2　常用的译码器、锁存器191

10.2.3 MCS-51程序存储器的扩展193

10.3　数据存储器的扩展196

10.3.1　常用的静态数据存储器197

10.3.2 MCS-51数据存储器扩展198

10.3.3　非易失性数据存储器（NVRAM）的扩展200

10.4　并行接口的扩展202

10.4.1　可编程并行I/O接口芯片8255A的扩展202

10.4.2　可编程芯片8155/8156的扩展203

10.4.3　用串行口扩展并行口204

10.4.4　用74LSTTL扩展并行I/O接口206

10.5　串行接口的扩展207

10.5.1 8251介绍208

10.5.2 8251与单片机的接口方法209

10.5.3 8251串行口的应用210

10.6　定时器／计数器的扩展212

10.6.1 8253介绍212

10.6.2 8253/8254与MCS-51单片机的接口方法214

10.6.3　定时器／计数器的应用215

第11章　MCS-51单片机常用接口技术217

11.1 A/D转换器接口技术217

11.1.1 A/D转换器的原理218

11.1.2　常用A/D转换器220

11.2 D/A转换器接口技术230

11.2.1 D/A转换器原理231

11.2.2　常用D/A转换器232

11.3　键盘接口技术237

11.3.1　键盘工作原理237

11.3.2　键盘的接口电路239

11.3.3　键盘工作方法和扫描方式240

11.3.4　矩阵键盘识别举例242

11.3.5　键盘的编码249

11.3.6　常用的专用键盘芯片249

11.4 LED显示接口技术249

11.4.1　LED显示器的结构和原理250

11.4.2 LED显示器的接口及显示方式251

11.4.3 8×8点阵式LED253

11.4.4　专用芯片BC7281键盘显示器接口实例256

11.5　液晶显示接口技术264

11.5.1　段式液晶显示器264

11.5.2　点阵式液晶显示器270

11.6　打印机接口技术277

11.6.1　RD-D型热敏打印机的主要技术性能277

11.6.2 RD-D型打印机的并行接口278

11.6.3 RD-D型打印机的串行接口278

11.6.4　字符代码及打印命令279

11.6.5 RD系列打印机MCS-51单片机接口279

11.6.6　示例程序280

第12章　单片机常用串行总线282

12.1 RS-232C串行总线282

12.1.1 RS-232C串行通信标准及应用282

12.1.2 MCS-51的RS-232C通信接口284

12.1.3 RS-232C应用举例284

12.2 RS-422/485标准总线及应用285

12.3　CAN总线286

12.4 I2C总线290

12.5 SPI总线295

第13章　单片机应用系统的设计方法和技术297

13.1 单片机应用系统开发的一般方法297

13.1.1　总体设计297

13.1.2　硬件设计298

13.1.3　软件设计299

13.1.4　系统调试300

13.2　单片机应用系统的低功耗设计301

13.3　加密技术302

13.4　可靠性与抗干扰技术305

13.4.1　应用系统的可靠性305

13.4.2　抗干扰技术概述309

13.4.3　单片机系统的硬件抗干扰技术312

13.4.4　单片机系统的软件抗干扰技术321

第14章　单片机开发系统338

14.1　单片机开发系统概述338

14.2　仿真器介绍338

14.2.1　仿真开发系统的种类338

14.2.2　仿真器的功能340

14.3　单片机应用系统的调试343

14.3.1　硬件的调试方法343

14.3.2　软件调试方法344

14.4　单片机开发系统举例345

第15章　单片机实验部分354

15.1 定时器／计数器的应用训练354

15.1.1　实验内容354

15.1.2　实验方法354

15.1.3　实验程序355

15.2 中断的应用及编程357

15.2.1　实验内容357

15.2.2　实验方法357

15.2.3　实验原理图357

15.2.4　实验程序358

15.3　串行口的扩展应用359

15.3.1 串行口扩展显示器359

15.3.2　串行口扩展键盘360

15.4　串行通信的应用362

15.4.1 中断方式下的双机通信362

15.4.2　计算机与单片机的通信364

15.5　单片机与红外设备接口371

15.5.1　实验内容371

15.5.2　实验方法371

15.5.3　实验原理图372

15.5.4　实验程序375

15.6 可燃性气体报警仪的设计376

15.6.1 实验内容376

15.6.2　实验方法377

15.7　实现简单的音乐发生器385

15.7.1　实验内容385

15.7.2　实验方法386

15.7.3　实验原理图387

15.7.4　实验程序389

15.8　用单片机实现语音录放392

15.8.1 实验内容392

15.8.2　实验方法392

15.8.3　实验原理图393

15.8.4 实验程序398