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第一章　计算机基础知识 1

1.1 概述 1

1.1.1　计算机的发展及应用概况 1

1.1.2　微处理器、微机和单片机的概念 1

1.1.3　单片微型计算机的发展 2

1.1.4　单片机与嵌入式系统 2

1.1.5　单片机应用 3

1.2　计算机的数制和码制 4

1.2.1　二进制、十六进制和十进制之间的相互转换 4

1.2.2　二进制编码 7

1.2.3　带符号数的定点表示法 9

1.3　模型计算机 17

1.3.1　计算机的基本组成及工作过程 17

1.3.2　微计算机的组成 18

1.3.3　微计算机的工作过程 22

习题与思考 25

第二章　单片机的结构及原理 27

2.1　单片机系列简介 27

2.2　单片机的内部结构 29

2.2.1　单片机的基本结构组成 29

2.2.2 MCS-51单片机的存储器 30

2.2.3 MCS-51单片机输入／输出端口 36

2.3.1　引脚功能 37

2.3 MCS-51单片机的引脚功能及片外总线结构 37

2.3.2　片外三总线结构 41

2.3.3　单片机的时序 42

习题与思考 45

第三章　MCS-51指令系统 47

3.1　指令格式和寻址方式 47

3.1.1　指令格式 47

3.1.2　寻址方式 48

3.1.3　指令符号意义说明 52

3.2　MCS-51的指令系统 53

3.2.1　数据传送类指令 53

3.2.2　算术运算指令 59

3.2.3　逻辑运算类指令 63

3.2.4　控制转移类指令 66

3.2.5　位操作指令 73

习题与思考 79

第四章　汇编语言程序设计 84

4.1　概述 84

4.1.1　程序设计语言简介 84

4.1.2　汇编语言和高级语言的比较 84

4.1.3　伪指令 85

4.2　汇编语言程序设计 86

4.2.1　顺序结构程序 87

4.2.2　分支程序 88

4.2.3　循环程序 91

4.2.4　子程序 96

4.3　MCS-51汇编语言实用子程序 98

4.3.1　代码转换程序 99

4.3.2　运算类程序 101

习题与思考 113

第五章　输入／输出及中断 115

5.1　概述 115

5.2　输入输出传送方式 116

5.2.1　无条件传送方式 117

5.2.2　查询方式 117

5.2.3　中断方式 118

5.2.4　存储器直接存取方式 119

5.3　中断的基本概念 120

5.3.1　中断技术的必要性 120

5.3.2　中断系统的功能 120

5.4　MCS-51单片机的中断系统 123

5.4.1　中断源 123

5.4.2　中断请求标志 123

5.4.3　中断控制 125

5.4.4　中断响应条件及响应过程 126

5.4.5　中断方式编程 127

5.5　中断方式举例 128

习题与思考 132

6.1　定时器的结构与工作原理 134

第六章　MCS-51单片机内部定时计数器 134

6.2　计数／定时器的工作方式选择及控制 135

6.2.1 工作方式寄存器TMOD 135

6.2.2　控制寄存器TCON 136

6.3　计数／定时器工作模式及应用 136

6.3.1　模式0 137

6.3.2　模式1 139

6.3.3　模式2 141

6.3.4　模式3 143

习题与思考 146

7.1.3　同步通信和异步通信 147

7.1.2　串口通信的数据传送方向 147

7.1.1　并行通信和串行通信 147

7.1　串行通信的基础知识 147

第七章　串行接口通信 147

7.2　单片机的串口工作原理 149

7.2.1 串口结构 149

7.2.2 串口的工作寄存器 150

7.3　串口工作方式 151

7.3.1　工作方式0 151

7.3.2　工作方式1 154

7.3.3　工作方式2和方式3 155

7.4　串口通信举例 157

7.4.1　中断方式的双机通信 157

7.4.2　查询方式的双机通信 159

7.5　多机通信 163

7.5.1　多机通信原理 164

7.5.2　多机通信实例 165

7.6　RS-232C串行接口标准及其与单片机的接口 173

习题与思考 176

第八章　存储器及存储器扩展 177

8.1　概述 177

8.1.1　半导体存储器分类 177

8.1.2　半导体存储器的主要性能指标 178

8.1.3　半导体存储器基本结构 178

8.2.1　静态RAM 179

8.2　随机读写存储器RAM 179

8.2.2　动态RAM芯片 180

8.3　只读存储器ROM 180

8.3.1　紫外线可擦除的EPROM 180

8.3.2　电可擦除的EEPROM 181

8.4　单片机存储器扩展 183

8.4.1　存储器的选择 183

8.4.2　单片机并行系统总线及地址分配 183

8.4.3　程序存储器扩展 186

8.4.4　数据存储器扩展 190

8.4.5　单片机系统扩展 191

习题与思考 193

9.1.1　简单的I/O口扩展 195

第九章　MCS-51单片机系统扩展 195

9.1　并行总线扩展技术 195

9.1.2　8155可编程I/O接口芯片扩展 197

9.2　串行总线扩展 204

9.2.1　I2C总线串行扩展 204

9.2.2　SPI接口的扩展 220

习题与思考 231

第十章　键盘、显示器接口技术 232

10.1 LED显示接口技术 232

10.1.1 七段LED显示器简介 232

10.1.2　LED显示接口 233

10.2.2　非编码键盘的工作原理 239

10.2　键盘接口 239

10.2.1　按键及去抖动 239

10.2.3　典型显示／键盘接口电路 245

习题与思考 246

第十一章　A/D、D/A转换器 248

11.1 A/D转换器 248

11.1.1 A/D转换器的种类 248

11.1.2 A/D转换器的主要性能指标 249

11.1.3 ADC0809芯片 249

11.2 D/A转换器 253

11.2.1 D/A转换器的主要性能指标 253

11.2.2　DAC0832芯片 254

习题与思考 261

第十二章　外围驱动及电气隔离技术 262

12.1　常用报警接口 262

12.1.1　闪光报警接口 262

12.1.2　单音频报警接口 263

12.1.3　语音报警电路接口 264

12.2　常用外围驱动器及其应用 264

12.2.1　常用的驱动器 265

12.2.2　应用举例 266

12.3　电气隔离技术 267

12.3.1　继电器输出隔离 267

12.3.2　光电隔离 269

习题与思考 273

第十三章　单片机应用系统设计及实例 274

13.1　概述 274

13.2　应用系统设计方法 274

13.2.1　总体设计 274

13.2.2　硬件设计 275

13.2.3　软件设计 279

13.2.4　单片机开发系统和开发方法 281

13.2.5　仿真调试 282

13.3　应用实例一：定长控制系统 283

13.3.1　油毡卷长控制器的工作原理 283

13.3.3　油毡卷长控制器软件设计 286

13.3.2　油毡卷长控制器硬件配置 286

13.4　应用实例二：电子钟 297

13.4.1　系统硬件设计 297

13.4.2　系统软件设计 301

习题与思考 312

主要参考文献 314

附录A　实验指导书 315

A1　单片机仿真实验系统简介 315

A1.1 WAVE仿真软件 315

A1.2 WAVE仿真器 316

A1.3 TDS-TS单片机实验板 317

A2.1　简单程序 318

A2　实验 318

A2.2　循环程序实验 323

A2.3　自编程序实验 327

A2.4　基本输入／输出、中断实验 330

A2.5　定时器实验 335

A2.6　串口通信接口实验 337

A2.7　显示接口实验 340

A2.8　A/D 0809实验 344

A2.9　键盘接口实验 347

附录B ASCII表 353

附录C MCS-51指令系统 354

附录D 实验板布局图 360