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上篇　基本技术 3

第1章　单片机概述 3

1.1 引言 3

1.1.1　计算机概述 3

1.1.2　单片机硬件结构及其特点 4

1.1.3　单片机软件结构及其特点 6

1.2　单片机的发展与应用 7

1.2.1　单片机的发展历程 7

1.2.2　单片机的应用领域 8

1.2.3　单片机的发展趋势 9

1.2.4　单片机在家用电器中的应用实例 11

1.3　单片机新技术和新观念 14

1.3.1　ARM单片机 14

1.3.2　嵌入式系统 16

习题 17

第2章　单片机硬件基础 18

2.1　总线的概念 18

2.2　门电路 19

2.2.1　MOS晶体管及其开关特性 19

2.2.2　CMOS非门 20

2.2.3　CMOS与非门 21

2.2.4　CMOS或非门 22

2.2.5　CMOS异或门 23

2.2.6　三态门 23

2.3　组合电路 25

2.3.1 编码器 25

2.3.2　译码器 26

2.3.3　数据分配器 27

2.3.4　数据选择器 27

2.4　时序电路 28

2.4.1　触发器 28

2.4.2　寄存器 31

2.4.3　计数器 31

2.5　存储器 32

2.5.1　RAM 32

2.5.2　ROM 35

习题 36

第3章　单片机软件基础 37

3.1　数制及其转换 37

3.1.1　十进制 37

3.1.2　二进制 38

3.1.3 八进制 39

3.1.4　十六进制 39

3.2　数制转换 40

3.2.1　二进制数与八进制数之间的转换 40

3.2.2　二进制数与十六进制数之间的转换 41

3.2.3　带符号数的表示 41

3.3　补码运算 43

3.4　溢出问题 44

3.5　奇偶校验技术 46

习题 48

第4章　MCS-51单片机的硬件结构和原理分析 50

4.1　MCS-51单片机主要性能特点 50

4.2　MCS-51单片机内部总体结构 50

4.2.1　算术逻辑部件 51

4.2.2　定时控制部件 52

4.2.3　专用寄存器组 52

4.3　MCS-51的引脚功能 56

4.4　MCS-51单片机的存储器配置 58

4.5　时钟电路、复位电路和CPU时序 62

4.5.1　振荡器和时钟电路 62

4.5.2　MCS-51单片机的复位 63

4.5.3　掉电操作方式 65

4.5.4　CHMOS的低功耗方式 66

4.5.5　CPU的时序 67

4.6　并行输入输出端口 69

4.6.1　P0口结构及功能 69

4.6.2　P1口结构及功能 70

4.6.3　P2口结构及功能 71

4.6.4　P3口结构及功能 72

4.6.5　端口负载能力和接口要求 73

习题 74

第5章　MCS-51单片机的指令系统 75

5.1 汇编语言 75

5.1.1　指令和程序设计语言 75

5.1.2　指令格式 76

5.2　寻址方式 78

5.2.1　直接寻址 78

5.2.2　立即数寻址 79

5.2.3　寄存器寻址 80

5.2.4　寄存器间接寻址 80

5.2.5　基址寄存器加变址寄存器间接寻址 81

5.2.6　相对寻址 82

5.2.7　位寻址 83

5.3　指令系统 84

5.3.1　指令分类 84

5.3.2　数据传送类指令 85

5.3.3　算术运算类指令 91

5.3.4　逻辑操作类指令 97

5.3.5　位操作类指令 101

5.3.6　控制程序转移类指令 103

5.4　伪指令 110

习题 114

第6章　单片机程序设计 117

6.1　机器语言、汇编语言与高级语言程序设计 117

6.1.1　机器语言程序设计 117

6.1.2　汇编语言程序设计 118

6.1.3　高级语言程序设计 118

6.2　汇编语言基本程序设计 120

6.2.1　顺序程序设计 120

6.2.2　分支程序设计 121

6.2.3　循环程序设计 122

6.2.4　子程序及其调用 125

6.2.5　查表程序设计 127

6.2.6　散转程序设计 129

6.3　汇编语言高级程序设计 130

6.3.1　线性表的插入算法 130

6.3.2　线性表的删除算法 131

6.3.3　线性表的排序算法 132

6.3.4　线性表的查找算法 133

习题 135

第7章 定时／计数与中断系统 137

7.1 中断系统 137

7.1.1　中断的概念 137

7.1.2　MCS-51的中断源 140

7.1.3　MCS-51对中断的控制 141

7.1.4　中断系统应用举例 144

7.2　MCS-51单片机的定时器／计数器系统 146

7.2.1　定时方法概述 146

7.2.2　定时器／计数器结构和工作原理 147

7.2.3　定时器／计数器的控制 147

7.2.4　定时器／计数器的4种模式 149

7.2.5　定时器／计数器的综合应用 154

习题 156

第8章　单片机接口技术 158

8.1　程序存储器和数据存储器接口 158

8.1.1　存储器接口技术概述 158

8.1.2　单片机系统的三总线 158

8.1.3　程序存储器扩展 160

8.1.4　数据存储器扩展 167

8.2　键盘及其接口 173

8.2.1　键盘接口技术概述 173

8.2.2　键的特性和去抖方法 174

8.2.3　独立式非编码键盘 175

8.2.4　行列式非编码键盘 176

8.2.5　双功能键盘与复合键的功能设计 183

8.2.6　重键与连击的功能设计 184

8.2.7　拨动开关与拨码盘接口设计 186

8.2.8　按键串行扩展接口设计 188

8.3　显示器接口 190

8.3.1　LED显示器及其接口技术 190

8.3.2　串行接口控制的键盘／LED显示器接口电路 195

8.3.3　MAX7219串行口8位LED显示驱动器及其应用 197

8.3.4　LCD液晶显示器接口技术 203

8.4　打印机接口 209

8.5　A/D转换接口 215

8.5.1　A/D转换接口技术概述 215

8.5.2　A/D转换器的性能参数与选型号 215

8.5.3　8位并行的ADC0809与单片机接口 217

8.5.4　12位并行AD574与单片机接口 221

8.5.5　8位串行ADC器件TLC0831与单片机接口 225

8.5.6　12位串行ADC器件TLC2543与单片机接口 227

8.6　D/A转换接口的扩展 231

8.6.1　D/A转换接口技术概述 231

8.6.2　D/A转换器的性能参数与选型 231

8.6.3　8位并行DAC器件DAC0832与单片机接口 232

8.6.4　12位并行DAC器件DAC1210与单片机接口 234

8.6.5　8位串行DAC器件MAX517与单片机接口 235

习题 238

第9章　单片机串行通信 240

9.1　串行通信概述 240

9.1.1　数据通信 240

9.1.2　串行通信方式 240

9.1.3　异步通信和同步通信 240

9.2　串行口结构与工作原理 242

9.2.1　串行口结构 242

9.2.2　串行接口的工作方式 244

9.2.3　波特率设计设置 248

9.3　8051双机串行异步通信 250

9.3.1　硬件连接 250

9.3.2　查询方式双机通信设计 251

9.4　单片机与PC机双机串行异步通信 254

9.4.1　硬件连接设计 254

9.4.2　通信软件设计 255

9.5　单片机与PC机多机串行异步通信 258

习题 267

下篇　系统设计 271

第10章　单片机系统设计 271

10.1　单片机系统设计概述 271

10.1.1 系统开发 271

10.1.2　系统硬件设计 272

10.1.3　系统软件设计 274

10.1.4　系统可靠性设计 275

10.1.5　系统仿真调试 279

10.2　远程智能监控系统（RTMS）设计 280

10.2.1 系统概述 280

10.2.2　RTMS设计目标 281

10.2.3　RTMS工作原理 281

第11章　RTMS系统的DTMF接口设计 283

11.1　DTMF信号 283

11.2　MT8880双音频编解码芯片 284

11.3　RTMS系统的MT8880接口电路设计 290

第12章　RTMS系统的语音接口设计 293

12.1　ISD2560的特点 293

12.2　ISD2560的引脚功能 294

12.3　ISD2560的内部结构 296

12.4　ISD2560的操作模式 297

12.5　ISD语音芯片的地址操作方法 297

12.6　ISD语音芯片的典型应用 300

12.7　RTMS系统的语音接口设计 302

第13章　RTMS系统的基于I2C总线的存储接口设计 306

13.1　I2C总线技术 306

13.1.1　I2C总线技术概况 306

13.1.2　I2C总线的基本工作原理 306

13.1.3　I2C总线的物理连接特性 307

13.1.4　I2C总线数据传送的基本协议 308

13.1.5 寻址 310

13.1.6 I2C总线的传送数据的格式 311

13.1.7 总线定时 312

13.2 AT24C系列数据存储芯片 312

13.2.1 AT24C系列E2PROM的功能与特点 312

13.2.2 AT24C系列E2PROM的引脚与封装形式 313

13.2.3 AT24C系列E2PROM接口及地址选择 314

13.2.4　AT24C系列E2PROM时序与串行数据结构 315

13.2.5 AT24C系列E2PROM读写操作原理 316

13.2.6 AT24C系列E2PROM接口编程 318

13.2.7 RTMS系统中的AT24C接口设计 322

第14章　RTMS系统的其他电路设计与软件流程分析 329

14.1　RTMS系统的其他电路设计 329

14.1.1　振铃检测与摘、挂机控制电路 329

14.1.2　无线报警接收电路 329

14.1.3　家用电器控制电路 330

14.1.4　单片机与PC机的串行接口电路 331

14.1.5 RTMS系统的总电路图 332

14.2　软件基本流程分析 332

14.2.1 主程序 332

14.2.2　语音选取 332

14.2.3　振铃中断检测 332

14.2.4　传感器触发 333

14.2.5　报警触发 333

14.2.6　通道控制 334

14.2.7　RTMS系统软件整合 334

附录A 337

参考文献 338