单片机原理与应用PDF电子书下载

第1章　单片机概述 1

1.1　计算机的产生与发展 1

1.2　计算机中的数制与编码 2

1.2.1　计算机中的数制 3

1.2.2　计算机中数的表示 5

1.2.3　计算机常用编码 8

1.3　单片机的发展及应用 9

1.3.1　单片机的发展 10

1.3.2　单片机的原理及特点 12

1.3.3　单片机的应用 14

1.4　常用单片机系列介绍 15

1.4.1　单片机的种类及产品 15

1.4.2　单片机的应用系统结构 18

1.4.3　单片机的选用 20

1.5　小结与提高 21

1.6　思考与练习 21

第2章 MCS-51系列单片机的结构及原理 22

2.1　MCS-51系列单片机的结构 22

2.1.1　MCS-51系列单片机的主要特性 22

2.1.2　8051的总体结构 23

2.1.3　MCS-51系列单片机的一般结构 24

2.2　MCS-51系列单片机的引脚 25

2.2.1　MCS-51系列单片机的引脚定义及功能 26

2.2.2　MCS-51系列单片机的外部总线构成 32

2.3　MCS-51系列单片机的主要组成部分 34

2.3.1　MCS-51系列单片机的中央处理部件 34

2.3.2　MCS-51系列单片机的存储器结构 37

2.3.3 串行I/O接口 44

2.4　CPU的时序与时钟电路 47

2.4.1　振荡器和时钟电路 47

2.4.2　CPU的时序及有关概念 48

2.4.3　时序定时单位 48

2.4.4　CPU的取指令和执行指令时序 50

2.5　MCS-51系列单片机的工作方式 51

2.5.1　复位方式 51

2.5.2　程序执行方式 52

2.5.3　低功耗方式 52

2.5.4　EPROM编程和校验方式 54

2.6　小结与提高 55

2.7　思考与练习 55

第3章 MCS-51系列单片机的指令系统 56

3.1　指令系统简介 56

3.1.1　指令概述 56

3.1.2　指令格式 57

3.1.3　指令中常用符号说明 58

3.2　寻址方式 59

3.2.1　立即寻址 59

3.2.2　直接寻址 59

3.2.3　寄存器寻址 60

3.2.4　寄存器间接寻址 61

3.2.5　变址寻址 62

3.2.6　相对寻址 62

3.2.7　位寻址 63

3.2.8　MCS-51寻址方式小结 63

3.3　指令类型 64

3.4　数据传送指令 65

3.4.1 内部RAM数据传送指令 65

3.4.2　ROM和外部RAM数据存储器传送指令 70

3.4.3　程序存储器向累加器A传送数据指令 72

3.4.4　数据交换指令 74

3.4.5　堆栈操作指令 74

3.5　算术运算类指令 77

3.5.1　加法运算指令 79

3.5.2　减法运算指令 81

3.5.3　乘法运算指令（1条） 83

3.5.4　除法运算指令（1条） 83

3.5.5　十进制调整指令 83

3.6　逻辑运算及移位类指令 84

3.6.1　两个操作数的逻辑操作指令 85

3.6.2　累加器A的逻辑操作指令 88

3.6.3　循环移位指令 89

3.7　控制转移类指令 90

3.7.1　无条件转移指令 92

3.7.2　条件转移指令 94

3.7.3　子程序调用及返回指令 97

3.7.4　空操作指令 99

3.8　位操作指令 99

3.9　小结与提高 102

3.10　思考与练习 102

第4章 MCS-51系列单片机程序设计 104

4.1　程序设计语言概述 104

4.1.1　机器语言 104

4.1.2　汇编语言 105

4.1.3　高级语言 105

4.2　汇编语言源程序的设计与汇编 106

4.2.1　汇编语言格式 106

4.2.2　汇编语言程序设计步骤及基本结构 107

4.2.3　源程序的汇编 113

4.2.4　伪指令 116

4.3　单片机汇编语言程序设计 118

4.3.1　顺序结构程序设计 119

4.3.2　分支（选择）结构程序设计 120

4.3.3　循环结构程序设计 125

4.3.4　子程序结构程序设计 131

4.4　单片机汇编语言程序设计举例 133

4.4.1　代码转换程序设计 133

4.4.2　算术运算程序设计 136

4.4.3　逻辑运算程序设计 140

4.4.4　查表程序设计 141

4.4.5　数据检索程序设计 144

4.4.6　数据排序程序设计 146

4.5　小结与提高 148

4.6　思考与练习 148

第5章 MCS-51单片机的定时器／计数器 150

5.1 定时器／计数器的结构和工作原理 150

5.1.1　定时器／计数器概述 150

5.1.2　定时器／计数器结构及工作原理 151

5.1.3　定时器／计数器的功能 153

5.2　定时器／计数器的控制 153

5.2.1 工作方式控制寄存器（TMOD） 153

5.2.2　定时器控制寄存器（TCON） 154

5.2.3　定时器／计数器的初始化 155

5.3　定时器／计数器的工作方式 157

5.3.1 工作方式0 157

5.3.2　工作方式1 159

5.3.3　工作方式2 160

5.3.4　工作方式3 162

5.4　定时器／计数器应用实例 163

5.5　小结与提高 172

5.6　思考与练习 172

第6章 中断系统 173

6.1　中断系统概述 173

6.1.1　中断的概念 173

6.1.2　中断的功能 174

6.1.3　中断过程 175

6.1.4　中断类型 176

6.1.5　中断源与中断优先级 176

6.2　中断控制 178

6.2.1　定时器／计数器控制寄存器（TCON） 178

6.2.2　串行口控制寄存器（SCON） 180

6.2.3 中断允许控制寄存器（IE） 180

6.2.4　中断优先级控制寄存器（IP） 181

6.3　中断处理过程 182

6.3.1　中断请求 182

6.3.2　中断处理 183

6.3.3　中断返回 187

6.3.4　中断请求的撤除 188

6.3.5　中断系统的初始化 188

6.3.6　中断响应举例 189

6.4　中断系统应用实例 190

6.4.1　利用定时器实现灯的闪烁 190

6.4.2　通过P1.0～P1.7控制发光二极管 193

6.4.3　CPU与外部设备的数据传送方式 194

6.4.4　中断源的扩展 196

6.4.5　键盘控制LED显示电路 198

6.5　小结与提高 200

6.6　思考与练习 200

第7章 串行接口及其通信 202

7.1　串行通信基础 202

7.1.1　数据通信的基本概念 202

7.1.2　串行通信方式 204

7.1.3　数据同步技术 205

7.1.4　波特率和接收／发送时钟 208

7.1.5　信号的调制与解调 209

7.1.6　串行通信的差错检测和校验 210

7.1.7　串行通信的传输速率与距离 211

7.2　串行通信总线标准及其接口 212

7.2.1　RS-232C接口标准 212

7.2.2　RS-449、RS-422A和RS-423A接口标准 216

7.2.3　RS-485接口标准 217

7.2.4　20mA电流环路串行接口 218

7.3　MCS-51系列单片机串行接口及工作方式 218

7.3.1 串行口的结构 219

7.3.2　串行口控制寄存器SCON和特殊功能寄存器PCON 219

7.3.3　串行口的4种工作方式 221

7.3.4　波特率设计 226

7.3.5　串行口4种工作方式的应用及比较 228

7.4　MCS-51系列单片机串行通信 231

7.4.1　双机串行通信 231

7.4.2　多机串行通信 235

7.4.3　MCS-51系列单片机与PC的串行通信 239

7.5　串行接口的应用实例 241

7.5.1 串行通信实例一 241

7.5.2　串行通信实例二 242

7.6　小结与提高 246

7.7　思考与练习 246

第8章　并行I/O接口 247

8.1　概述 247

8.1.1　I/O接口的作用 248

8.1.2　外部设备的编址 248

8.1.3　I/O数据的4种数据传送方式 249

8.1.4　I/O接口的类型 250

8.2　MCS-51并行I/O端口及其应用 251

8.2.1　MCS-51并行I/O端口 251

8.2.2　MCS-51并行I/O端口的应用实例 254

8.3　并行I/O接口扩展 256

8.3.1　概述 256

8.3.2　常用的I/O接口扩展形式 257

8.3.3　8255A可编程接口及扩展技术 262

8.3.4　8155通用并行接口芯片 268

8.4　小结与提高 277

8.5　思考与练习 277

第9章　MCS-51系列单片机的存储器扩展及接口技术 279

9.1　存储器的扩展 279

9.1.1　数据存储器的扩展 279

9.1.2　程序存储器的扩展 280

9.2　打印机及接口 282

9.2.1　打印机概述 282

9.2.2　PP40微型打印机与单片机接口的设计 283

9.2.3　其他打印机的工作原理 288

9.3　键盘及接口 289

9.3.1　键盘工作原理 290

9.3.2　中断扫描方式 293

9.4　显示器及接口 294

9.4.1　显示器的结构 294

9.4.2　显示器的工作方式和显示程序设计 295

9.5　A/D转换接口和D/A转换接口 298

9.5.1　A/D转换接口 298

9.5.2　D/A转换接口 301

9.6　小结与提高 305

9.7　思考与练习 305

第10章　单片机应用系统中抗干扰技术设计 307

10.1　干扰源 307

10.1.1　共模干扰 307

10.1.2　串模干扰 309

10.1.3　电源干扰 309

10.1.4　单片机应用系统出错的主要现象与原因 310

10.1.5　干扰对单片机应用系统的影响 311

10.2　软件的抗干扰设计 312

10.2.1　程序执行过程中的软件抗干扰 312

10.2.2　系统的恢复 321

10.3　硬件的抗干扰设计 325

10.3.1 串模干扰的抑制 325

10.3.2　共模干扰的抑制 326

10.3.3　地线系统干扰的抑制 328

10.3.4 电源与电网干扰的抑制 329

10.3.5　输入输出通道干扰的抑制 329

10.3.6 电路板工艺与布线抗干扰设计 330

10.4　小结与提高 331

10.5　思考与练习 331

第11章　单片机系统设计与开发 333

11.1　单片机系统的基本要求 333

11.2　单片机系统结构及设计内容 334

11.2.1　单片机系统的结构特点 335

11.2.2　单片机系统设计的内容 336

11.3　单片机系统设计过程 336

11.3.1　确定任务 337

11.3.2　总体设计 338

11.3.3　软件设计 338

11.3.4　硬件设计 342

11.4　单片机系统开发工具 344

11.5　单片机系统的调试 347

11.5.1　软件调试 347

11.5.2　硬件调试 347

11.6　单片机系统设计实例——高校作息时间安排 349

11.6.1　控制任务与控制原理 349

11.6.2　作息时间单片机系统硬件设计 350

11.6.3　作息时间单片机系统软件设计 352

11.7　单片机系统设计实例——倒计时计时器设置 360

11.7.1 日历时钟芯片DS12C887的介绍 360

11.7.2　倒计时计时器硬件的电路设计 364

11.7.3　倒计时计时器的软件设计 364

11.8　单片机系统设计实例——单片机驱动直流小电机 366

11.8.1　驱动电路的基本原理 366

11.8.2　驱动芯片——TA7267BP的使用 369

11.8.3　软件系统程序的设计 370

11.8.4　电路的设计 370

11.9　小结与提高 372

11.10　思考与练习 372

附录A　标准ASCII码字符表 373

附录B　MCS-51系列单片机指令表 375

主要参考文献 380