单片机原理及应用PDF电子书下载

目录 1

第1章　单片机概述 1

1.1　微型计算机与单片机 1

1.1.1　微型计算机的结构和原理 1

1.1.2　单片机与嵌入式系统 4

1.1.3　常用名词与术语 5

1.2　单片机的历史与发展 6

1.2.1　单片机的发展沿革 6

1.2.2　单片机的发展趋势 8

1.3　单片机的分类 9

1.3.1　CISC结构的单片机 9

1.3.3　基于ARM芯核的32位单片机 10

1.3.2　RISC结构的单片机 10

1.3.4　数字信号处理器 11

1.4　部分单片机系列简介 11

1.4.1　MCS-51系列及其兼容单片机 11

1.4.2　MSP430系列单片机 15

1.4.3　M68HC08系列单片机 16

1.4.4　PIC系列单片机 17

1.4.5　AVR系列单片机 18

1.4.6　单片机的选型 18

习题与思考题 20

第2章　MCS-51系列单片机的硬件结构 21

2.1　MCS-51单片机的内部结构 21

2.2.1　运算器 23

2.2　MCS-51单片机的中央处理器 23

2.2.2　控制器 24

2.3　CPU引脚功能与时序 25

2.3.1　MCS-51系列单片机引脚说明 25

2.3.2　CPU时序 27

2.4　MCS-51单片机的存储器结构 28

2.4.1　程序存储器 28

2.4.2　数据存储器 29

2.5　I/O口 33

2.5.1　I/O口的内部结构 33

2.5.2　写端口操作 35

2.5.4　读-艳改-写端口操作 36

2.5.3　读端口操作 36

2.5.5　I/O口的负载能力 37

2.6　时钟电路与复位电路 37

2.6.1　时钟电路 37

2.6.2　复位电路 39

习题与思考题 43

第3章　MCS-51单片机指令系统与程序设计 45

3.1　MCS-51指令系统与指令的执行 45

3.1.1　MCS-51指令系统概述 45

3.1.2　MCS-51指令的时序 46

3.1.3　MCS-51指令的执行过程 47

3.2.1　寄存器寻址 48

3.2　符号指令的寻址方式 48

3.2.2　立即寻址 49

3.2.3　直接寻址 49

3.2.4　间接寻址 49

3.2.5　变址寻址 50

3.2.6　位寻址 50

3.3　常用指令 51

3.3.1　数据传送类指令 51

3.3.2　加减运算指令 54

3.3.3　逻辑运算及移位类指令 56

3.3.4　位操作指令 59

3.3.5　伪指令 60

3.4　汇编语言程序设计方法 62

3.4.1　顺序程序设计 62

3.4.2　分支程序设计 65

3.4.3　循环程序设计 69

3.4.4　多重循环程序设计 73

3.5　子程序设计 74

3.5.1　子程序的概念 74

3.5.2　子程序的调用指令与返回指令 76

3.5.3　子程序及调用程序设计实例 77

习题与思考题 81

4.1　中断系统概述 84

4.1.1　中断的概念 84

第4章　MCS-51单片机的中断系统 84

4.1.2　MCS-51单片机中断系统结构 85

4.2　中断源和中断控制 86

4.2.1 中断源 86

4.2.2　中断控制 87

4.3　中断响应 90

4.3.1　中断的响应过程 90

4.3.2　外部中断的响应时间 91

4.3.3　外部中断的方式 91

4.3.4　中断请求的撤销 92

4.4.1 中断服务程序设计的任务 93

4.4.2　采用中断时的主程序结构 93

4.4　中断服务程序的设计 93

4.4.3　中断服务程序的流程 94

4.5　外部中断源的扩展 95

习题与思考题 103

第5章　MCS-51单片机定时器／计数器及其应用 104

5.1　定时器／计数器的结构与工作方式 104

5.1.1　定时器／计数器的结构 104

5.1.2　方式0 106

5.1.3　方式1 107

5.1.4　方式2 107

5.1.5　方式3 108

5.2　定时器／计数器的基本应用 109

5.2.1　方式0的应用 110

5.2.2　方式1的应用 111

5.2.3　方式2的应用 112

5.2.4　方式3的应用 114

5.2.5　定时器／计数器应用时要注意的问题 115

5.3　定时器／计数器的扩展应用 117

5.3.1　计时计数器的基本原理 117

5.3.2　定时器／计数器用于周期测量 118

5.3.3　定时器／计数器用于频率测量 121

5.3.4　定时器／计数器用于A/D转换 125

5.4　定时器／计数器T2 129

5.4.1　T2的工作控制 129

5.4.2　T2的工作方式 130

习题与思考题 132

5.4.3　T2的工作编码 132

第6章　MCS-51单片机功能扩展 134

6.1　I2C总线扩展 134

6.1.1　I2C总线特点 134

6.1.2　I2C总线的信号及时序定义 136

6.1.3　I2C总线上的数据传送格式 137

6.1.4　I2C总线数据传送模拟 139

6.2　存储器扩展 145

6.2.1　存储器的分类 145

6.2.2　MCS-51存储器扩展基础 148

6.2.3　数据存储器的扩展 155

6.2.4　NVRAM与FRAM 162

6.2.5　串行EEPROM的扩展 163

6.3　并行I/O口扩展设计 168

6.3.1 并行I/O口概述 169

6.3.2　用可编程芯片扩展并行I/O口 169

6.3.3　用TTL芯片扩展并行I/O口 177

习题与思考题 179

第7章　MCS-51单片机通信接口与应用 180

7.1 MCS-51单片机的串行通信接口 180

7.1.1　串行通信的基本概念 180

7.1.2 MCS-51单片机串行口的结构与控制 182

7.1.3　串行口的工作方式 184

7.1.4　串-并、并-串转换 188

7.2.1　双机直接通信 190

7.2　MCS-51单片机之间的串行通信 190

7.2.2　单片机多机通信 197

7.3　MCS-51单片机与PC的串行通信 205

7.3.1　串行通信总线标准 206

7.3.2　单片机与PC的串行通信 213

7.4　数据传输差错控制 229

7.4.1　差错产生的原因及差错类型 230

7.4.2　差错控制基本原理 230

7.4.3　差错控制编码 231

7.5　MCS-51单片机的并行通信 238

7.5.1　并口直接通信 239

7.5.2　基于RAM的并行通信 240

7.5.3　单片机与PC的并行通信 243

习题与思考题 249

第8章　MCS-51单片机的人机对话接口 250

8.1 MCS-51单片机与键盘的接口 250

8.1.1　键盘的特点与消抖 250

8.1.2　独立式键盘的接口设计 252

8.1.3　矩阵式键盘设计 253

8.2　MCS-51单片机与LED显示器的接口 257

8.2.1　LED显示原理 257

8.2.2　动态显示 259

8.2.3　静态显示 263

8.3　MCS-51单片机与LCD、VFD显示器的接口 278

8.3.1　液晶显示器的工作原理 279

8.3.2　点阵字符型LCM 281

8.3.3　点阵图形型LCM 285

8.3.4　VFD驱动芯片及程序设计 293

8.4　MCS-51单片机与微型打印机接口 294

8.4.1　GP16打印机的接口与控制 295

8.4.2　打印程序设计 296

习题与思考题 299

第9章　MCS-51单片机的模拟通道接口 300

9.1 D/A转换器 300

9.1.1　D/A转换器的基本原理 300

9.1.2　D/A转换器的主要性能指标 301

9.1.3　D/A转换器的选型 302

9.1.4　MCS-51单片机与D/A转换器的接口 303

9.2.1　A/D转换器的主要技术指标 313

9.2　A/D转换器 313

9.2.2　A/D转换器的转换方式与原理 314

9.2.3　A/D转换器使用时要注意的问题 316

9.2.4　MCS-51单片机与A/D转换器的接口 318

9.3 串行A/D转换器和D/A转换器 322

9.3.1　串行模／数转换器TLC2543 323

9.3.2　串行输入12位电压输出数／模转换器TLV5616 327

习题与思考题 329

10.1　MCS-51单片机应用系统设计方法 330

10.1.1　单片机应用系统设计的内容 330

第10章　MCS-51单片机应用系统设计 330

10.1.2　单片机应用系统设计的方法与步骤 331

10.2　单片机应用系统的抗干扰设计 332

10.2.1　电路抗干扰措施 333

10.2.2　软件抗干扰措施 336

10.2.3　程序运行中的数据保护 343

10.2.4　故障的恢复处理 344

10.3　MCS-51应用系统设计实例 348

10.3.1　多功能密码锁 348

10.3.2　恒定电位仪 353

习题与思考题 363

附录A　MCS-51单片机指令速查表 364

附录B　ASCII码字符表 368