单片机原理、应用与PROTEUS仿真PDF电子书下载

原理篇 1

第1章 概论 1

1.1 嵌入式系统、单片机、AT89C51单片机 1

1.1.1 嵌入式系统、单片机 1

1.1.2 单片机发展概况 2

1.1.3 应用广泛的AT89系列单片机 3

1.2 单片机应用系统及其应用领域 4

1.2.1 单片机应用系统 4

1.2.2 单片机应用领域 5

1.3 单片机应用研发工具和教学实验装置 6

1.3.1 单片机软件调试仿真器 6

1.3.2 单片机仿真器 7

1.3.3 编程器和ISP在系统编程 7

1.3.4 单片机系统的PROTEUS设计与仿真平台 7

1.3.5 单片机课程教学实验装置 8

1.4 实训1：单片机研发工具、应用产品 9

1.4.1 单片机产品、常用安装工具 9

1.4.2 单片机应用产品 9

1.4.3 AT89C51单片机研发工具操作演示 12

练习与思考1 12

第2章 AT89C51单片机内部结构基础 13

2.1 内部结构和引脚功能 13

2.1.1 内部结构框图和主要部件 13

2.1.2 引脚功能 14

2.2 时钟电路与复位电路 15

2.2.1 时钟电路 15

2.2.2 复位电路 17

2.3 存储器结构 18

2.3.1 存储器组成 18

2.3.2 程序存储器ROM 19

2.3.3 数据存储器RAM 19

2.4 实训2：单片机复位、晶振、ALE信号的观测 24

2.4.1 电路安装 24

2.4.2 信号观测 24

练习与思考2 25

第3章 AT89C51指令系统 26

3.1 基本概念 26

3.1.1 指令、指令系统、机器代码 26

3.1.2 程序、程序设计、机器语言 26

3.1.3 汇编语言、汇编语言指令格式、常用符号 27

3.1.4 汇编（编译）和编程（固化） 29

3.2 指令寻址方式 29

3.2.1 寻址、寻址方式、寻址存储器范围 29

3.2.2 直接寻址 30

3.2.3 立即寻址 30

3.2.4 寄存器寻址 31

3.2.5 寄存器间接寻址 31

3.2.6 变址寻址 32

3.2.7 相对寻址 32

3.2.8 位寻址“bit” 33

3.3 汇编语言的指令系统 34

3.3.1 数据传送指令 34

3.3.2 算术运算类指令 38

3.3.3 逻辑运算指令 43

3.3.4 控制转移指令 46

3.3.5 位操作指令 50

3.4 实训3：软件调试仿真器KeilμVision及其应用（1） 51

3.4.1 KeilμVision快速入门 51

3.4.2 Keil的初步应用 58

习题与思考3 58

第4章 AT89C51汇编语言程序设计 61

4.1 伪指令、程序设计 61

4.1.1 伪指令 61

4.1.2 程序设计 63

4.1.3 程序结构 65

4.2 汇编语言程序设计举例 70

4.2.1 延时程序 70

4.2.2 查表程序 71

4.2.3 码制转换程序 72

4.2.4 数据排序程序 74

4.2.5 算术计算程序 74

4.3 实训4：软件调试仿真器KeilμVision应用（2） 77

4.3.1 用Keil设计延时子程序并进行仿真调试和延时测量 77

4.3.2 用Keil设计分支结构程序并仿真调试 79

4.3.3 用Keil设计查表程序并仿真调试 79

习题与思考4 80

第5章 AT89C51输入／输出口及其简单应用 81

5.1 I/O口结构与工作原理 81

5.1.1 P1口 81

5.1.2 P3口 82

5.1.3 P2口 83

5.1.4 P0口 84

5.2 I/O口的负载能力 85

5.3 I/O口的简单应用 86

5.3.1 单片机控制的跑马灯 86

5.3.2 单片机控制数码管静态显示实验 87

5.3.3 单片机用开关控制LED显示实验 90

5.3.4 单片机用开关控制数码管显示实验 91

5.4 PROTEUS仿真 92

5.5 实训5：编程器使用和I/O口的简单应用 93

5.5.1 编程器使用初步 93

5.5.2 单片机I/O口简单应用实训 95

习题与思考5 95

第6章 AT89C51中断系统与定时器／计数器 96

6.1 中断系统 96

6.1.1 中断基本概念 96

6.1.2 中断系统结构 96

6.1.3 与中断控制有关的寄存器 98

6.1.4 中断过程 100

6.2 中断应用 103

6.2.1 中断初始化和中断服务程序 103

6.2.2 中断应用举例 103

6.3 定时器／计数器 110

6.3.1 定时器／计数器概述 110

6.3.2 定时器／计数器的控制 111

6.3.3 定时器／计数器的工作方式 112

6.3.4 定时器／计数器的计数容量及初值 114

6.4 定时器／计数器应用 115

6.4.1 定时器／计数器应用的基本步骤 115

6.4.2 定时器／计数器的应用举例 115

6.5 PROTEUS仿真 120

6.6 实训6：中断系统和定时器／计数器的综合应用 120

6.6.1 基于AT89C51的60s倒计时装置 120

6.6.2 基于AT89C51的按键发声装置 122

习题与思考6 124

应用篇 126

第7章 AT89C51单片机的存储器扩展技术 126

7.1 用EPROM扩展单片机程序存储器 126

7.1.1 基础知识 126

7.1.2 扩展ROM电路设计 129

7.1.3 扩展ROM程序设计 129

7.1.4 运行与思考 130

7.1.5 片外ROM的操作时序 131

7.2 用SRAM扩展单片机数据存储器 131

7.2.1 基础知识 132

7.2.2 扩展RAM电路设计 132

7.2.3 扩展RAM程序设计 133

7.2.4 运行与思考 134

7.2.5 片外RAM的操作时序 134

7.3 用E2PROM扩展单片机ROM、RAM 135

7.3.1 基础知识 135

7.3.2 E2PROM扩展ROM、RAM电路设计 136

7.3.3 E2PROM扩展ROM、RAM程序设计 136

7.3.4 运行与思考 137

7.4 用串行E2PROM扩展单片机存储器 138

7.4.1 基础知识 138

7.4.2 串行E2PROM扩展存储器电路设计 141

7.4.3 串行E2PROM扩展存储器程序设计 141

7.4.4 运行与思考 145

7.4.5 串行E2PROM扩展存储器操作时序 145

7.5 PROTEUS仿真 145

7.6 实训7：用SRAM 6264扩展单片机RAM实验 146

7.6.1 实训目的 146

7.6.2 实训内容 146

第8章 AT89C51人机交互通道的接口技术 147

8.1 单片机与LED数码管动态显示的接口技术 147

8.1.1 基础知识 147

8.1.2 接口电路设计 148

8.1.3 接口程序设计 148

8.1.4 运行与思考 149

8.2 单片机与字符型LCD显示器的接口技术 149

8.2.1 基础知识 149

8.2.2 接口电路设计 153

8.2.3 接口程序设计 153

8.2.4 运行与思考 154

8.3 单片机与矩阵式键盘的接口技术 155

8.3.1 基础知识 155

8.3.2 接口电路设计 158

8.3.3 接口程序设计 158

8.3.4 运行与思考 160

8.4 单片机与BCD拨码盘的接口技术 160

8.4.1 基础知识 160

8.4.2 接口电路设计 161

8.4.3 接口程序设计 161

8.4.4 运行与思考 162

8.5 PROTEUS仿真 162

8.6 实训8：单片机与矩阵式键盘的接口技术实验 163

8.6.1 实训目的 163

8.6.2 实训内容 163

第9章 AT89C51单片机前向通道接口技术 164

9.1 单片机与ADC0809（0808）的接口技术 164

9.1.1 基础知识 164

9.1.2 接口电路设计 166

9.1.3 接口程序设计 166

9.1.4 运行与思考 167

9.2 单片机控制的水位检测的接口技术 168

9.2.1 基础知识 168

9.2.2 接口电路设计 168

9.2.3 接口程序设计 169

9.2.4 运行与思考 170

9.3 PROTEUS仿真 170

9.4 实训9：单片机与ADC0809（0808）接口技术实验 170

9.4.1 实训目的 170

9.4.2 实训内容 170

第10章 AT89C51后向通道接口技术 171

10.1 单片机与DAC0832的接口技术 171

10.1.1 基础知识 171

10.1.2 接口电路设计 173

10.1.3 接口程序设计 174

10.1.4 运行与思考 175

10.2 单片机控制步进电动机的接口技术 175

10.2.1 基础知识 175

10.2.2 接口电路设计 177

10.2.3 接口程序设计 178

10.2.4 运行与思考 179

10.3 单片机控制直流电动机的接口技术 179

10.3.1 基础知识 179

10.3.2 接口电路设计 180

10.3.3 接口程序设计 181

10.3.4 运行与思考 183

10.4 PROTEUS仿真 183

10.5 实训 10：单片机与DAC0832的接口技术实验 183

10.5.1 实训目的 183

10.5.2 实训内容 183

第11章 AT89C51串行通信通道接口技术 184

11.1 单片机之间的串行通信接口技术 184

11.1.1 基础知识 184

11.1.2 接口电路设计 187

11.1.3 接口程序设计 187

11.1.4 运行与思考 190

11.2 单片机与PC间的通信接口技术 191

11.2.1 基础知识 191

11.2.2 接口电路设计 192

11.2.3 接口程序设计 193

11.2.4 运行与思考 194

11.3 PROTEUS仿真 195

11.4 实训11：单片机之间通信的接口技术实验 195

11.4.1 实训目的 195

11.4.2 实训内容 195

第12章 单片机的实际应用 196

12.1 基于单片机和DS1302的电子时钟 196

12.1.1 功能与操作 196

12.1.2 应用电路设计 196

12.1.3 应用程序设计 196

12.1.4 技术要点 202

12.2 基于单片机的带存储播放功能的简易电子琴 203

12.2.1 功能与操作 203

12.2.2 应用电路设计 204

12.2.3 应用程序设计 204

12.2.4 技术要点 208

12.3 基于单片机和DS18B20的数字温度计 209

12.3.1 功能与操作 209

12.3.2 电路设计 209

12.3.3 应用程序设计 209

12.3.4 技术要点 213

12.4 基于单片机控制的LED点阵显示屏 214

12.4.1 功能与操作 214

12.4.2 应用电路设计 214

12.4.3 应用程序设计 214

12.4.4 技术要点 216

12.5 基于单片机的纯水机控制电路板设计 217

12.5.1 功能与操作 217

12.5.2 应用电路设计 218

12.5.3 应用程序设计 218

12.5.4 技术要点 221

12.6 PROTEUS仿真 222

12.7 实训12：制作基于单片机和DS1302的电子时钟 222

12.7.1 实训目的 222

12.7.2 实训内容 222

PROTEUS仿真篇 223

第13章 单片机系统PROTEUS设计与仿真基础 223

13.1 PROTEUS ISIS窗口与基本操作 223

13.1.1 ISIS窗口 224

13.1.2 PROTEUS基本操作 226

13.2 单片机系统PROTEUS设计与仿真初步 230

13.2.1 PROTEUS电路设计 230

13.2.2 源程序设计和生成目标代码文件 231

13.2.3 仿真 232

13.2.4 调试窗口、带调试窗口的仿真调试 233

13.2.5 断点设置、带断点的仿真调试 236

13.2.6 用PROTEUS虚拟示波器观测信号 237

13.2.7 用PROTEUS高级图表仿真（ASF）观测信号 239

第14章 原理篇实例的PROTEUS设计与仿真 245

14.1 单片机控制数码管静态显示的设计与仿真 245

14.2 单片机用开关控制LED显示实验的设计与仿真 246

14.3 单片机用开关控制数码管显示实验的设计与仿真 246

14.4 单片机外中断实验的设计与仿真 247

14.5 单片机中断优先级实验的设计与仿真 248

14.6 单片机中断优先权实验的设计与仿真 249

14.7 基于AT89C51的60秒倒计时装置的设计与仿真 251

14.8 基于AT89C51的按键发声装置的设计与仿真 251

第15章 应用篇实例的PROTEUS设计与仿真 253

15.1 EPROM 27C64扩展单片机ROM的设计与仿真 253

15.2 SRAM 6264扩展单片机RAM的设计与仿真 254

15.3 串行E2PROM 24LC16B扩展单片机存储器的设计与仿真 255

15.4 单片机与LED数码管动态显示接口的设计与仿真 257

15.5 单片机与字符型LCD显示器接口的设计与仿真 258

15.6 单片机与矩阵式键盘接口的设计与仿真 259

15.7 单片机与BCD拨码盘的接口的设计与仿真 260

15.8 单片机与ADC0809（0808）接口的设计与仿真 260

15.9 单片机与DAC0832接口的设计与仿真 261

15.10 单片机与直流电动机接口的设计与仿真 262

15.11 单片机控制步进电动机接口的设计与仿真 263

15.12 单片机之间的串行通信接口设计与仿真 265

15.13 单片机与PC间的通信接口设计与仿真 266

15.14 基于单片机、DS1302的电子时钟的设计与仿真 267

15.15 带存储播放功能的简易电子琴的设计与仿真 268

15.16 基于单片机、DS18B20的数字温度计的设计与仿真 269

15.17 基于单片机的LED点阵显示屏的设计与仿真 270

15.18 基于单片机的纯水机控制板的设计与仿真 272

附录A AT89S51相对AT89C51增加的功能 273

附录A.1 AT89S51单片机内部结构、引脚图和特殊功能寄存器 273

附录A.2 增加功能的应用 275

附录B BCD码和ASCII码 278

附录B.1 8421 BCD码 278

附录B.2 BCD码运算 278

附录B.3 ASCII码 279

附录C AT89C系列单片机指令表 281

参考文献 285