MCS-51单片机应用设计PDF电子书下载

1.1 单片机的历史及发展概况 1

第一章 单片微型计算机概述 1

1.2 单片机的发展趋势 2

1.3 单片机的应用 3

1.3.1 单片机的特点 3

1.3.2 单片机的应用范围 4

1.4 8位单片机的主要生产厂家和机型 4

1.5 MCS-51系列单片机 5

2.1 MCS-51单片机的硬件结构 7

第二章 MCS-51单片机的硬件结构 7

2.2 MCS-51的引脚 8

2.2.1 电源及时钟引脚 8

2.2.2 控制引脚 9

2.2.3 I/O口引脚 10

2.3 MCS-51单片机的中央处理器（CPU） 10

2.3.1 运算部件 10

2.3.2 控制部件 11

2.4.1 程序存储器 12

2.4 MCS-51存储器的结构 12

2.4.2 内部数据存储器 13

2.4.3 特殊功能寄存器（SFR） 13

2.4.4 位地址空间 16

2.4.5 外部数据存储器 16

2.5 I/O端口 18

2.5.1 I/O口的内部结构 18

2.5.2 I/O口的读操作 19

2.6.1 复位时各寄存器的状态 20

2.6 复位电路 20

2.5.3 I/O口的写操作及负载能力 20

2.6.2 复位电路 21

2.7 时钟电路 22

2.7.1 内部时钟方式 22

2.7.2 外部时钟方式 23

2.7.3 时钟信号的输出 23

第三章 MCS-51的指令系统 24

3.1 MCS-51指令系统的寻址方式 24

3.1.1 寄存器寻址 24

3.2 MCS-51指令系统及一般说明 25

3.1.5 基址寄存器加变址寄存器间址寻址 25

3.1.2 直接寻址 25

3.1.4 立即寻址 25

3.1.3 寄存器间接寻址 25

3.2.1 数据传送类指令 26

3.2.2 算术操作类指令 29

3.2.3 逻辑运算指令 32

3.2.4 控制转移类指令 34

3.2.5 位操作类指令 36

4.1.1 工作方式控制寄存器TMOD 42

4.1 定时器／计数器的结构 42

第四章 MCS-51的定时器／计数器 42

4.1.2 定时器／计数器控制寄存器TCON 43

4.2 定时器／计数器的四种工作方式 44

4.2.1 方式0 44

4.2.2 方式1 44

4.2.3 方式2 45

4.2.4 方式3 45

4.4.1 方式0应用（1ms定时） 47

4.4 定时器／计数器编程和应用 47

4.3 定时器／计数器对输入信号的要求 47

4.4.2 方式1应用 48

4.4.3 方式2计数方式 49

4.4.4 方式3的应用 50

4.4.5 定时器溢出同步问题 50

4.4.6 运行中读定时器／计数器 51

4.4.7 门控制位GATE的功能和使用方法（以T1为例） 51

5.1.1 串行口控制寄存器SCON 53

5.1 串行口的结构 53

第五章 MCS-51的串行口 53

5.1.2 特殊功能寄存器PCON 54

5.2 串行口的工作方式 54

5.2.1 方式0 54

5.2.2 方式1 55

5.2.3 方式2 56

5.2.4 方式3 57

5.4.1 波特率的定义 58

5.3 多机通讯 58

5.4 波特率的制定方法 58

5.4.2 定时器T1产生波特率的计算 59

5.5 串行口的编程和应用 61

5.5.1 串行口方式1应用编程（双机通讯） 61

5.5.2 串行口方式2应用编程 64

5.5.3 串行口方式3应用编程（双机通讯） 64

第六章 MCS-51的中断系统 66

6.1 中断请求源 66

6.2 中断控制 68

6.2.1 中断屏蔽 68

6.2.2 中断优先级 68

6.3 中断的响应过程 69

6.4 外部中断的响应时间 70

6.5 外部中断的方式选择 70

6.5.1 电平触发方式 70

6.6.2 中断和查询结合的方法 71

6.6.1 定时器作为外部中断源的使用方法 71

6.6 多外部中断源系统设计 71

6.5.2 边沿触发方式 71

6.6.3 用优先权编码器扩展外部中断源 72

第七章 MCS-51单片机扩展存储器的设计 75

7.1 概述 75

7.1.1 只读存储器 75

7.1.2 可读写存储器 75

7.1.3 不挥发性读写存储器 76

7.2 存储器扩展的基本方法 77

7.1.4 特殊存储器 77

7.2.1 MCS-51单片机对存储器的控制 78

7.2.2 外扩存储器时应注意的问题 78

7.3 程序存储器EPROM的扩展 79

7.3.1 程序存储器的操作时序 79

7.3.2 常用的EPROM芯片 80

7.3.3 外部地址锁存器和地址译码器 82

7.3.4 典型EPROM扩展电路 85

7.4 静态数据存储的器扩展 87

7.4.1 外扩数据存储器的操作时序 87

7.4.2 常用的SRAM芯片 88

7.4.3 64K字节以内SRAM的扩展 89

7.4.4 超过64K字节SRAM扩展 91

7.5 不挥发性读写存储器扩展 94

7.5.1 E2PROM扩展 94

7.5.2 SRAM掉电保护电路 99

7.6 特殊存储器扩展 101

7.6.1 双口RAM IDT7132的扩展 101

7.6.2 快擦写存储器的扩展 104

7.6.3 先进先出双端口RAM的扩展 111

8.2 MCS-51单片机与可编程并行I/O芯片8255A的接口 116

8.2.1 8255A芯片介绍 116

第八章 MCS-51扩展I/O接口的设计 116

8.1 I/O扩展概述 116

8.2.2 8031单片机同8255A的接口 123

8.2.3 接口应用举例 123

8.3.1 8155H芯片介绍 126

8.3 MCS-51与可编程RAM/IO芯片8155H的接口 127

8.3.2 8031单片机与8155H的接口及应用 131

8.4.1 扩展并行输入口 132

8.4 用MCS-51的串行口扩展并行口 132

8.4.2 扩展并行输出口 133

8.5 用74LSTTL电路扩展并行I/O口 135

8.5.1 用74LS377扩展一个8位并行输出口 135

8.5.2 用74LS373扩展一个8位并行输入口 135

8.5.3 MCS-51单片机与总线驱动器的接口 136

8.6 MCS-51与8253的接口 136

8.6.1 逻辑结构与操作编址 136

8.6.2 8253工作方式和控制字定义 137

8.6.3 8253的工作方式与操作时序 138

8.6.4 8253的接口和编程实例 140

第九章 MCS-51与键盘、显示器、打印机的接口设计 142

9.1 LED显示器接口原理 142

9.1.1 LED显示器结构 142

9.1.2 显示器工作原理 144

9.2 键盘接口原理 144

9.2.1 键盘工作原理 144

9.3.1 利用8155H芯片实现键盘／显示器接口 146

9.3 键盘／显示器接口实例 146

9.2.2 单片机对非编码键盘的控制方式 146

9.3.2 利用8031的串行口实现键盘／显示器接口 150

9.3.3 利用专用键盘／显示器接口芯片8279实现键盘／显示器接口 152

9.4 MCS-51与液晶显示器（LCD）的接口 161

9.4.1 LCD的基本结构及工作原理 161

9.4.2 点阵式液晶显示控制器HD61830介绍 161

9.5 MCS-51与微型打印机的接口 169

9.5.1 MCS-51与TPμp-40A/16A微型打印机的接口 169

9.5.2 MCS-51与GP16微型打印机的接口 173

9.5.3 MCS-51与PP40绘图打印机的接口 178

9.6 MCS-51单片机与BCD码拨盘的接口设计 181

9.6.1 BCD码拨盘 181

9.6.2 BCD码拨盘与单片机的接口 182

9.6.3 拨盘输出程序 182

9.7 MCS-51单片机与CRT的接口 184

9.7.1 SCIB CRT接口板的主要特点及技术参数 184

9.7.2 SCIB接口板的工作原理 184

9.7.3 SCIB与MCS-51单片机的接口 186

9.7.4 SCIB的CRT显示软件设计方法 187

第十章 MCS-51与D/A、A/D的接口 189

10.1 有关DAC及ADC的性能指标和选择要点 189

10.1.1 性能指标 189

10.1.2 选择ABC和DAC的要点 192

10.2 MCS-51与DAC的接口 192

10.2.1 MCS-51与DAC0832的接口 193

10.2.2 MCS-51同DAC1020及DAC1220的接口 195

10.2.3 MCS-51同串行输入的DAC芯片AD7543的接口 198

10.3 MCS-51与ADC的接口 200

10.3.1 MCS-51与5G14433（双积分型）的接口 201

10.3.2 MCS-51与ICL7135（双积分型）的接口 204

10.3.3 MCS-51与ICL7109（双积分型）的接口 210

10.3.4 MCS-51与ADC0809（逐次逼近型）的接口 214

10.3.5 8031与AD574（逐次逼近型）的接口 217

10.4 V/F转换器接口技术 219

10.4.1 V/F转换器实现A/D转换的方法 219

10.4.2 常用V/F转换器LMX31简介 220

10.4.3 V/F转换器与MCS-51单片机接口 223

10.4.4 LM331应用举例 225

第十一章 标准串行接口及应用 227

11.1 概述 227

11.2 串行通讯的接口标准 227

11.2.1 RS-232C接口 228

11.2.2 RS-422A接口 230

11.2.3 RS-485接口 232

11.2.4 各种串行接口性能比较 233

11.3 双机串行通讯技术 234

11.3.1 单片机双机通讯技术 234

11.3.2 PC机与8031单片机双机通讯技术 241

11.4 多机串行通讯技术 248

11.4.1 单片机多机通讯技术 248

11.4.2 IBM-PC机与单片机多机通讯技术 257

11.5 串行通讯中的波特率设置技术 270

11.5.1 IBM-PC/XT系统中波特率的产生 271

11.5.2 MCS-51单片机串行通讯波特率的确定 271

11.5.3 波特率相对误差范围的确定方法 272

11.5.4 SMOD位对波特率的影响 273

12.1.1 晶闸管 274

第十二章 MCS-51的功率接口 274

12.1 常用功率器件 274

12.1.2 固态继电器 278

12.1.3 功率晶体管 282

12.1.4 功率场效应晶体管 286

12.2 开关型功率接口 292

12.2.1 光电耦合器驱动接口 292

12.2.2 继电器型驱动接口 295

12.2.3 晶闸管及脉冲变压器驱动接口 297

13.2 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MSM5832的接口设计 302

13.2.1 MSM5832性能及引脚说明 302

第十三章 MCS-51单片机与日历时钟芯片的接口设计 302

13.1 概述 302

13.2.2 MSM5832时序分析 303

13.2.3 8031单片机与MSM5832的接口设计 304

13.3 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MC146818的接口设计 306

13.3.1 MC146818性能及引脚说明 306

13.3.2 MC146818芯片地址分配及各单元的编程 307

13.3.4 8031单片机与MC146818的接口电路设计 310

13.3.3 MC146818的中断 310

13.3.5 8031单片机与MC146818的接口软件设计 312

第十四章 MCS-51程序设计及实用子程序 315

14.1 查表程序设计 315

14.2 散转程序设计 321

14.2.1 使用转移指令表的散转程序 321

14.2.2 使用地地址偏移量表的散转程序 322

14.2.3 使用转向地址表的散转程序 323

14.2.4 利用RET指令实现的散转程序 324

14.3 循环程序设计 325

14.3.1 单循环 325

14.3.2 多重循环 327

14.4 定点数运算程序设计 328

14.1.1 定点数的表示方法 328

14.4.2 定点数加减运算 331

14.4.3 定点数乘法运算 333

14.4.4 定点数除法 338

14.5.1 浮点数的表示 341

14.5 浮点数运算程序设计 341

14.5.2 浮点数的加减法运算 344

14.5.3 浮点数乘除法运算 351

14.5.4 定点数与浮点数的转换 355

14.6 码制转换 357

14.6.1 二进制码与ASCII码的转换 357

14.6.2 二进制码到BCD码的转换 360

14.6.3 BCD码到二进制码的转换 363

14.7.1 算术平均值法 367

14.7 数字滤波 367

14.7.2 滑动平均值法 369

14.7.3 防脉冲干扰平均值法 371

第十五章 MCS-51单片机应用系统设计 373

15.1 MCS-51单片机应用系统设计要点 373

15.1.1 设计步骤 373

15.1.2 硬件设计要点 373

15.1.3 软件设计要点 374

15.1.4 数据采集系统 375

15.2.1 HCMOS单片机的低功耗运行 377

15.2 单片机低功耗系统设计 377

15.2.2 HCMOS单片机的逻辑电平 379

15.2.3 HCMOS单片机I/O端口的驱动能力 380

15.2.4 低功耗单片机系统设计 381

15.2.5 存储器的低功耗运行 383

15.3 烟厂环境参数自动监测系统 384

15.3.1 系统的技术指标及功能 385

15.3.2 方案论证 385

15.3.3 硬件设计 386

15.3.4 软件设计 393

第十六章 MCS-51单片机应用系统的抗干扰设计 401

16.1 干扰渠道，分类及后果 401

16.1.1 干扰的渠道 401

16.1.2 干扰的分类 402

16.1.3 干扰的后果 404

16.2 硬件抗干扰措施 405

16.2.1 过程通道干扰的抑制措施 405

16.2.2 电磁干扰的抑制措施 409

16.3 软件抗干扰措施 413

16.2.3 印刷电路板的抗干扰设计 413

16.3.2 CPU抗干扰技术 414

16.3.1 状态信号输入输出中的抗干扰措施 414

16.3.3 RAM数据冗余技术 418

16.4 自动复位和系统启动 418

16.4.1 “看门狗”技术 419

16.4.2 硬件复位 419

16.4.3 系统启动 420

17.1.1 开发系统的功能 422

17.1.2 开发系统的分类 422

17.1 开发系统简介 422

第十七章 MCS-51的仿真开发系统及用户样机调试 422

17.1.3 有关开发系统性能的几个基本概念 424

17.1.4 开发系统的基本组成 424

17.2 用户样机开发调试过程 425

17.2.1 用户样机软件的设计、调试 425

17.2.2 用户样机硬件调试 426

参考文献 427

芯片引脚索引 428