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第1章 MCS-51系列单片机的起源和发展 1

1.1 MCS-51系列单片机的起源 2

1.1.1 单片机的诞生 2

1.1.2 单片机的历史 2

1.1.3 MCS-51单片机的历史 3

1.1.4 MCS-51系列单片机的特点 4

1.2 MCS-51系列单片机的发展现况 5

1.2.1 概述 5

1.2.2 最新51系列单片机介绍 6

1.3 小结 12

第2章 开发一个51系列单片机项目需要的资源 14

2.1 基础知识的学习 15

2.1.1 单片机基础知识 15

2.1.2 汇编语言 15

2.1.3 C语言 16

2.1.4 模拟电路和数字电路 16

2.2 硬件资源 17

2.2.1 单片机试验电路板 17

2.2.2 仿真器 17

2.2.3 仿真器的选择和安装 19

2.2.4 编程器（烧录器） 20

2.3 软件开发环境 21

2.3.1 软件编辑环境 21

2.3.2 KEIL软件的安装 21

2.3.3 KEIL软件的使用方法 22

2.4 单片机型号的选择 22

2.5 51单片机下载线的制作 23

2.5.1 硬件调试 24

2.5.2 使用方法 24

2.6 MON51仿真器的制作 25

2.6.1 原理图 25

2.6.2 Mon51硬件调试 26

2.6.3 软件调试 27

2.7 小结 27

第3章 单片机项目的开发流程和需要遵守的规范 28

3.1 单片机项目开发流程介绍 29

3.2 原理图设计规范 30

3.3 PCB图设计规范 31

3.4 汇编语言设计规范 32

3.5 C51语言设计规范 34

3.6 小结 38

第4章 51单片机的基本结构 39

4.1 单片机的基本结构 40

4.1.1 中央处理器（CPU） 41

4.1.2 存储器 43

4.1.3 定时器／计数器 45

4.1.4 中断控制系统 45

4.1.5 串行口、并行口 46

4.1.6 总线（BUS） 46

4.1.7 时钟电路 47

4.2 二进制、十进制、十六进制 47

4.3 哈佛结构与冯诺伊曼结构 48

4.3.1 哈佛结构 48

4.3.2 冯诺伊曼结构 49

4.4 单片机的指令系统 50

4.4.1 指令系统 50

4.4.2 寻址方式 51

4.4.3 程序的执行过程 52

4.5 复杂指令集与精简指令集 52

4.5.1 基本概念 52

4.5.2 复杂指令集与精简指令集的特点 52

4.6 小结 53

第5章 51系列单片机指令系统 54

5.1 指令和指令格式 55

5.2 寻址模式 56

5.2.1 直接寻址 56

5.2.2 寄存器寻址 57

5.2.3 寄存器间接寻址 57

5.2.4 立即寻址 57

5.2.5 变址寻址 58

5.2.6 位寻址 58

5.2.7 相对寻址 58

5.3 数据传送指令 58

5.4 算术运算指令 60

5.5 逻辑运算及移位指令 63

5.6 控制转移指令 64

5.7 布尔变量操作指令 66

5.8 小结 67

第6章 汇编语言编程 68

6.1 什么是宏汇编器（Macro Assembler） 69

6.2 汇编语言的开发环境 69

6.3 汇编语言的汇编过程 70

6.3.1 源文件（.ASM） 70

6.3.2 目标代码文件（.HEX） 70

6.3.3 列表输出文件（.LST） 70

6.3.4 汇编处理过程 71

6.3.5 常见的编译错误 72

6.4 51单片机汇编语言指令与伪指令 72

6.4.1 常用单位与术语 72

6.4.2 常量与数值运算 72

6.4.3 汇编语言指令 74

6.4.4 汇编语言伪指令 74

6.5 用汇编语言设计程序的步骤 79

6.5.1 汇编语言程序设计的步骤 79

6.5.2 编制程序流程图 79

6.6 程序设计结构 80

6.6.1 主程序和子程序 80

6.6.2 顺序程序设计 81

6.6.3 分支结构程序设计 82

6.6.4 循环结构程序设计 83

6.6.5 查表程序设计 86

6.6.6 子程序设计 88

6.7 程序设计举例 90

6.7.1 多字节算术运算程序 90

6.7.2 数制转换程序 91

6.7.3 多分支程序 93

6.8 小结 95

第7章 单片机C51语言编程 96

7.1 单片机C51语言概述 97

7.1.1 单片机C51语言的起源和发展 97

7.1.2 C51语言编程的优点 97

7.2 C51关键字和标识符 98

7.3 C51语言的数据类型 99

7.3.1 基本数据类型 99

7.3.2 构造型数据类型 101

7.4 常量、变量和指针 105

7.4.1 常量 105

7.4.2 变量 106

7.4.3 指针 108

7.4.4 存储类型和存储模式 109

7.5 C51的基本运算 112

7.5.1 C51的赋值运算 112

7.5.2 C51的算术运算 113

7.5.3 关系运算符 114

7.5.4 逻辑运算符 115

7.5.5 位运算符 116

7.6 函数 116

C51的库函数 121

7.7 程序结构 122

7.7.1 顺序控制结构 123

7.7.2 选择控制语句 123

7.7.3 循环语句 124

7.7.4 C51语言编程实例 127

7.8 C51语言与汇编语言混合编程 128

7.8.1 在C51语言函数中嵌入汇编语言 128

7.8.2 在C51项目中加入汇编语言文件 129

7.9 一个简单的C语言项目的实施 131

7.10 小结 135

第8章 一些简单的实例 136

8.1 建立一个单片机小系统 137

8.1.1 原理图设计 137

8.1.2 制作电路 139

8.1.3 调试 140

8.2 利用单片机的I/O口控制LED 140

8.2.1 原理图设计 140

8.2.2 制作电路 141

8.2.3 设计程序 141

8.2.4 仿真和调试 143

8.3 利用定时器控制LED闪烁 143

8.3.1 原理图设计 143

8.3.2 制作电路 143

8.3.3 设计程序 143

8.3.4 仿真和调试 145

8.4 控制蜂鸣器发声 145

8.4.1 工作原理 145

8.4.2 原理图设计 146

8.4.3 制作电路 146

8.4.4 程序设计 146

8.4.5 仿真调试 148

8.5 用一个按键控制LED闪烁 148

8.5.1 工作原理 148

8.5.2 原理图设计 148

8.5.3 制作电路 149

8.5.4 程序设计 149

8.5.5 仿真调试 152

8.6 制作LED数码管显示 152

8.6.1 LED数码管结构 152

8.6.2 工作原理 153

8.6.3 原理图设计 153

8.6.4 制作电路 154

8.6.5 程序设计 155

8.6.6 仿真调试 157

8.7 设计一个键盘 158

8.7.1 键盘工作原理 158

8.7.2 原理图设计 159

8.7.3 制作电路 161

8.7.4 程序设计 161

8.7.5 仿真调试 164

8.8 看门狗电路的设计 165

8.8.1 工作原理 165

8.8.2 原理图设计 166

8.8.3 制作电路 168

8.8.4 程序设计 168

8.8.5 仿真调试 171

8.9 小结 172

第9章 51单片机电源系统的设计 173

9.1 开关稳压电源和线性稳压电源的基本知识 174

9.2 线性稳压电源工作原理 174

9.2.1 串联反馈型稳压电源的工作过程 174

9.2.2 稳压电路的保护环节 175

9.3 开关稳压电源工作原理 176

9.3.1 开关电源的起源和发展趋势 176

9.3.2 开关电源的分类 177

9.3.3 开关电源的工作原理 178

9.3.4 开关电源的选用 185

9.4 常用电源转换芯片介绍 186

9.4.1 三端集成稳压器 186

9.4.2 低压差线性稳压器（LDO）的原理与应用 188

9.4.3 常用DC/DC开关稳压电源芯片的选择 191

9.5 设计一个简单的线性电源单片机供电系统 193

常用的三端集成稳压电源 193

9.6 DC/DC开关电源单片机供电系统的设计 194

9.6.1 工作原理 194

9.6.2 基本应用设计 195

9.7 用MC34063设计开关电源 198

9.7.1 MC34063性能简介 198

9.7.2 MC34063降压变换器电路 199

9.7.3 MC34063升压变换器电路 199

9.7.4 MC34063大电流降压变换器电路 200

9.7.5 MC34063大电流升压变换器电路 200

9.7.6 MC34063反向变换电路 201

9.8 小结 201

第10章 51单片机通信接口实例 202

10.1 单片机常用总线简述 203

10.1.1 芯片级总线 203

10.1.2 设备级总线 204

10.2 单片机系统数据的并行传送方式与串行传送方式 207

10.3 单片机系统和计算机之间实现串行通信 207

10.3.1 RS232串行通信工作原理 207

10.3.2 MCS-51系列单片机的串行口和控制寄存器 209

10.3.3 原理图设计 210

10.3.4 制作电路 212

10.3.5 程序设计 213

10.3.6 仿真调试 216

10.4 实现与其他器件间的I2C通信 216

10.4.1 I2C协议 216

10.4.2 原理图设计 220

10.4.3 制作电路 221

10.4.4 程序设计 221

10.4.5 仿真调试 228

10.5 添加一个实时时钟 229

10.5.1 工作原理 229

10.5.2 原理图设计 231

10.5.3 制作电路 232

10.5.4 程序设计 233

10.6 液晶显示模块接口实例 238

10.6.1 液晶显示模块简介 238

10.6.2 原理图设计 243

10.6.3 制作电路 243

10.6.4 程序设计 243

10.6.5 仿真调试 251

10.7 小结 251

第11章 51系列单片机的系统扩展 252

11.1 单片机系统扩展原理 253

11.1.1 为什么扩展系统 253

11.1.2 单片机系统扩展原理 253

11.1.3 程序存储器芯片的选择 257

11.1.4 数据存储器芯片的选择 259

11.1.5 扩展系统I/O接口 260

11.2 存储器系统扩展系统实例 260

11.2.1 扩展系统程序存储器 260

11.2.2 用SRAM扩展数据存储器举例 262

11.2.3 同时扩展数据存储器和程序存储器 264

11.2.4 并行接口Flash存储器扩展实例 265

11.2.5 串行接口Flash存储器扩展实例 274

11.3 系统扩展I/O口实例 278

11.3.1 利用译码器扩展I/O口 278

11.3.2 利用并口扩展芯片8255扩展I/O口 280

11.3.3 8155扩展并行I/O接口 282

11.3.4 利用串并位移寄存器芯片扩展I/O口 286

11.3.5 利用I2C接口扩展I/O口 289

11.4 小结 291

第12章 信号转换接口 292

12.1 单片机与A/D转换接口 293

12.1.1 A/D转换原理 293

12.1.2 A/D转换器的主要技术指标 294

12.1.3 A/D转换器的分类 295

12.1.4 A/D转换器的选择原则 298

12.2 A/D转换设计实例 299

12.2.1 ADC0809介绍 299

12.2.2 原理图设计 300

12.2.3 制作电路 301

12.2.4 程序设计 301

12.2.5 仿真调试 306

12.3 D/A转换原理 306

12.3.1 D/A转换原理 306

12.3.2 D/A转换器的主要技术指标 307

12.3.3 D/A转换器的分类 308

12.3.4 D/A转换器的选择 309

12.4 D/A转换设计实例 310

12.4.1 DAC0832芯片介绍 310

12.4.2 原理图设计 311

12.4.3 制作电路 312

12.4.4 程序设计 312

12.4.5 仿真调试 314

12.5 实现PWM控制 314

12.5.1 PWM原理 314

12.5.2 PWM的实现和应用 314

12.5.3 程序设计 315

12.6 小结 317

第13章 单片机综合实例 318

13.1 用DS18B20实现的温控加热模块 319

13.1.1 DS18B20性能简介 319

13.1.2 DS18B20时序及工作过程 322

13.1.3 原理图设计 324

13.1.4 程序设计 326

13.1.5 仿真调试 332

13.2 直流电动机控制 333

13.2.1 C8051F300简介 333

13.2.2 原理图设计 334

13.2.3 程序设计 335

13.2.4 仿真调试 340

13.3 数据采集仪设计实例 340

13.3.1 C8051F020介绍 340

13.3.2 CP2102简介 342

13.3.3 原理图设计 343

13.3.4 程序设计 345

13.4 小结 365

附录A 80C51单片机指令速查表 366

附录B ASIIC码表 370