单片机原理及应用设计PDF电子书下载

目录 1

序 1

前言 1

第1章　单片机系统基础知识 1

本章学习目标 1

1.1 概述 1

1.1.1 单片机的基本概念 1

1.1.2　单片机的发展概况 3

1.1.3 单片机的特点和应用 5

1.1.4　单片机的系列产品介绍 6

1.2　单片机的数制表示法 8

1.2.1 二进制、十进制与十六进制 8

1.2.2　数制的转换 9

1.2.3 原码、反码与补码 11

1.2.4　计算机中常用的编码 13

1.3　单片机常用逻辑电路简介 16

1.3.1 基本门电路 16

1.3.2　触发器 17

1.3.3 寄存器 19

1.3.4　计数器 20

1.3.5　三态门与缓冲器 21

1.3.6 译码器 22

本章小结 23

习题一 24

2.1 单片机的内部结构 25

2.1.1 内部结构 25

本章学习目标 25

第2章　单片机的内部结构及工作原理 25

2.1.2　引脚定义及功能 27

2.2　单片机的存储器结构 29

2.2.1 内部数据存储器及专用寄存器 29

2.2.2 外部数据存储器 33

2.2.3 程序存储器 35

2.3 单片机并行I/O口 36

2.3.1 P0口的结构及特点 36

2.3.2 P1口的结构及特点 37

2.3.3 P2口的结构及特点 38

2.3.4 P3口的结构及特点 38

2.4　单片机的时钟与时序 39

2.4.1 时钟电路 39

2.4.2 单片机的CPU时序 40

2.5　单片机的工作方式 42

2.5.1 程序执行方式 42

2.5.2　节电工作方式 42

2.5.3 复位 44

本章小结 46

习题二 46

第3章　单片机的指令系统 47

本章学习目标 47

3.1 单片机指令系统概述 47

3.1.1 指令格式 47

3.1.2 指令符号 48

3.1.3　指令分类 48

3.2 寻址方式 50

3.2.3 寄存器寻址 51

3.2.4 间接寻址 51

3.2.2 直接寻址 51

3.2.1 立即寻址 51

3.2.5 相对寻址 52

3.2.6 变址寻址 53

3.2.7　位寻址 53

3.3 指令系统 54

3.3.1 数据传送类指令 54

3.3.2　算术运算类指令 58

3.3.3　逻辑运算指令 62

3.3.4　移位指令 62

3.3.5　控制转移类指令 63

3.3.6　位操作指令 66

3.4.3　数据地址赋值伪指令 68

3.4.2　汇编结束伪指令 68

3.4.1 起始地址伪指令 68

3.4　伪指令 68

3.4.4　赋值伪指令 69

3.4.5　定义字节伪指令 69

3.4.6　定义字伪指令 69

3.4.7　位地址赋值伪指令 69

3.4.8　定义存储区伪指令 70

本章小结 70

习题三 70

第4章　程序设计 74

本章学习目标 74

4.1 简单汇编语言程序设计 74

4.1.1 分支程序 74

4.1.2　循环程序 77

4.1.3　延时程序 79

4.2.1 代码转换类程序设计 80

4.2　MCS-51常用子程序 80

4.2.2　查表程序设计 82

4.2.3　定点数运算子程序 83

4.2.4　浮点数运算子程序 89

本章小结 96

习题四 97

第5章　单片机的中断系统 99

本章学习目标 99

5.1 中断系统 99

5.1.1 中断的功能 100

5.1.2 中断请求 101

5.1.3 中断的控制 103

5.1.4 中断响应 104

5.2 外部中断 105

5.2.1 外部中断的方式选择 105

5.2.2　外部中断的系统设计应用 106

5.2.3　多级外部中断的扩展应用 109

本章小结 110

习题五 110

第6章　单片机的定时器／计数器 112

本章学习目标 112

6.1 单片机的定时器／计数器的工作原理 112

6.1.1 定时／计数器的结构 112

6.1.2 定时／计数器的方式寄存器和控制寄存器 113

6.1.3 定时／计数器的工作方式 114

6.2 单片机定时器／计数器的应用 117

6.2.1 定时器方式0的应用 117

6.2. 2定时器方式1的应用 118

6.2.3 外部脉冲宽度的测量 119

习题六 120

本章小结 120

第7章　单片机的串行通信 122

本章学习目标 122

7.1 串行通信的概念 122

7.1.1 异步通信与同步通信 122

7.1.2　串行通信的波特率 123

7.1.3 串行通信的方式 123

7.2 单片机串行的通信原理及工作方式 124

7.2.1 单片机串行口的结构 124

7.2.2　单片机串行口的控制 125

7.2.3 单片机串行口的工作方式 126

7.3　单片机串行口的应用 128

7.3.1 串行口扩展显示器 128

7.3.2 串行口扩展的键盘 130

7.3.3 双机通信 131

7.3.4　多机通信 132

7.3.5 计算机与单片机的通信 138

本章小结 140

习题七 140

第8章　单片机C51程序设计 141

本章学习目标 141

8.1 C51的程序结构 141

8.1.1 C51的结构特点 142

8.1.2 C51的数据类型 142

8.1.3　C51的常量与变量 143

8.2　C51程序的格式 146

8.2.1　C51的运算符 146

8.2.2　C51的基本语句 153

8.3.1 头文件 156

8.3　C51程序设计 156

8.3.2　特殊功能寄存器的读写 157

8.3.3　位的控制 158

8.3.4　基本I/O口 159

8.3.5 中断的设计 160

8.4 C51程序应用 161

8.4.1 延时程序 161

8.4.2　I/O口的应用 164

8.4.3 LED显示器的扩展 166

8.4.4　方波发生器 167

本章小结 168

习题八 169

9.1　I/O扩展概述 171

9.1.1 I/O接口电路的功能 171

本章学习目标 171

第9章　并行I/O口的应用与扩展 171

9.1.2　I/O端口的编址 172

9.2 基本I/O口的应用与扩展 172

9.2.1 I/O口的直接应用 172

9.2.2 简单并行I/O接口的扩展 174

9.3　键盘与显示器的扩展 175

9.3.1 基本LED显示原理 175

9.3.2　矩阵式键盘的扩展 177

9.3.3 LCD显示的扩展 181

9.3.4　8255A的应用 188

9.3.5　8155的应用 193

9.3.6　8279的应用 197

9.4.1 利用P0口与P2口扩展数据存储器 206

9.4　存储器扩展 206

9.4.2　串行数据存储器的扩展 209

本章小结 213

习题九 214

第10章　A/D、D/A转换器的应用 215

本章学习目标 215

10.1　A/D转换器的应用 215

10.1.1 8位逐次比较式A/D转换器0809的应用 215

10.1.2 12位串行接口A/D转换器的应用 219

10.1.3 12位并行A/D转换器的应用 222

10.2　D/A转换器的应用 226

10.2.1 8位D/A转换器0832的应用 226

10.2.2 I2C总线接口芯片pCF8591的应用 230

习题十 239

本章小结 239

第11章　单片机的应用实例 241

本章学习目标 241

11.1 三相步进电机的控制 241

11.1.1 步进电机工作原理 241

11.1.2　步进电机控制原理 242

11.1.3　步进电机接口技术与软件设计 243

11.2　温度巡检系统的设计 247

11.2.1 设计方案 247

11.2.2　软件设计 248

11.3 IC卡读写器的设计 254

11.3.1 SLE4442 IC卡 254

11.3.2 SLE4442的通信协议 255

11.3.3　80C51单片机和SLE4442卡的接口设计 257

11.4　64路数据采集系统的设计 259

11.4.1 系统结构框图 260

11.4.2　系统原理 260

11.4.3　工作原理 262

11.4.4　系统应用软件 262

本章小结 263

习题十一 264

第12章　单片机的可靠性设计与抗干扰设计 265

本章学习目标 265

12.1 单片机应用系统的可靠性设计 265

12.1.1 可靠度 265

12.1.2　提高可靠性的措施 266

12.2　抗干扰的设计原则 266

12.3.1 滤波技术 267

12.3　硬件抗干扰的设计 267

12.2.2　抗干扰的设计原则 267

12.2.1 干扰的来源 267

12.3.2　隔离技术 268

12.3.3 接地技术 270

12.3.4　单片机的自动复位与电源的监测技术 271

12.4　软件抗干扰的设计 272

12.4.1 软件冗余 272

12.4.2　软件陷阱 272

12.4.3　软件看门狗技术 273

12.4.4　数字滤波的设计 273

本章小结 276

习题十二 276

附录1 MCS-51系列单片机指令集 278

附录2　MCS-51系列单片机反汇编指令表 282

参考文献 284