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第1章　微型计算机基础 1

1.1　计算机中的数制及数的转换 1

1.1.1　计算机中的数制 1

1.1.2　计算机中数制间数的转换 4

1.2　计算机中数的表示方法 7

1.2.1　定点机中数的表示方法 7

1.2.2　浮点机中数的表示方法 8

1.2.3　二进制数的运算 9

1.3　计算机中数的表示形式 13

1.3.1　机器数的原码、反码和补码 13

1.3.2　补码的加减运算 16

1.3.3　补码运算的正确性及变形码 17

1.4　计算机中数和字符的编码 21

1.4.1 BCD码和ASCII码 21

1.4.2　汉字的编码 24

1.4.3　校验码编码 25

1.5　单片微型计算机概述 29

1.5.1　单片机的内部结构 29

1.5.2　单片机的基本原理 32

1.5.3　单片机的分类及发展 35

1.5.4　典型单片机性能概览 36

1.5.5　单片机在工业控制中的应用 46

习题与思考题 47

第2章　MCS-51单片机结构与时序 49

2.1 MCS-51单片机内部结构 49

2.1.1 CPU结构 49

2.1.2　存储器结构 55

2.1.3　I/O端口 59

2.1.4　定时器／计数器 61

2.1.5 中断系统 61

2.2　MCS-51单片机引脚功能 61

2.2.1 MCS-51单片机引脚及其功能 63

2.2.2　8031对片外存储器的连接 65

2.3　MCS-51单片机工作方式 66

2.3.1 复位方式 67

2.3.2　程序执行方式 67

2.3.3　节电工作方式 68

2.3.4　编程和校验方式 70

2.4　MCS-51单片机时序 73

2.4.1　机器周期和指令周期 73

2.4.2　MCS-51指令的取指／执行时序 74

2.4.3　访问片外ROM/RAM的指令时序 75

习题与思考题 78

第3章　MCS-51单片机指令系统 79

3.1 概述 79

3.1.1 指令格式 79

3.1.2　指令的三种表示形式 80

3.1.3　指令的字节数 80

3.1.4　指令的分类 82

3.1.5　指令系统综述 83

3.2　寻址方式 84

3.2.1　寄存器寻址 84

3.2.2　直接寻址 84

3.2.3　立即寻址 86

3.2.4　寄存器间址 86

3.2.5　变址寻址 87

3.2.6　相对寻址 88

3.2.7　位寻址 89

3.3　数据传送指令 90

3.3.1 内部数据传送指令（15条） 90

3.3.2　外部数据传送指令（7条） 93

3.3.3　堆栈操作指令（2条） 96

3.3.4　数据交换指令（4条） 97

3.4　算术与逻辑运算和移位指令 98

3.4.1　算术运算指令（24条） 98

3.4.2　逻辑运算指令（20条） 105

3.4.3　移位指令（5条） 108

3.5　控制转移和位操作指令 110

3.5.1　控制转移指令（17条） 110

3.5.2　位操作指令（17条） 119

习题与思考题 122

第4章　汇编语言程序设计 126

4.1　汇编语言的构成 126

4.1.1　程序设计语言 126

4.1.2　汇编语言格式 127

4.1.3　汇编语言构成 129

4.2　汇编语言源程序的设计与汇编 133

4.2.1　汇编语言源程序的设计步骤 134

4.2.2　汇编语言源程序的汇编 135

4.3　简单程序与分支程序设计 138

4.3.1　简单程序设计 138

4.3.2　分支程序设计 140

4.4　循环与查表程序设计 145

4.4.1　循环程序设计 145

4.4.2　查表程序设计 151

4.5　子程序与运算程序设计 155

4.5.1　子程序设计 155

4.5.2　运算程序设计 158

习题与思考题 166

第5章　半导体存储器 168

5.1　半导体存储器基础 168

5.1.1　半导体存储器的分类和作用 168

5.1.2　半导体存储器的技术指标 171

5.1.3　半导体存储器的现状和前景 172

5.1.4　半导体存储器的基本结构 173

5.2　只读存储器 176

5.2.1　掩模ROM原理 176

5.2.2 PROM原理 177

5.2.3 EPROM原理 178

5.2.4　ROM举例 179

5.3　随机存取存储器 185

5.3.1　静态RAM基本存储电路 185

5.3.2　动态RAM基本存储电路 186

5.3.3　RAM举例 187

5.4　MCS-51和外部存储器的连接 191

5.4.1　连接中应考虑的问题 191

5.4.2 MCS-51对外部ROM的连接 194

5.4.3 MCS-51对外部RAM的连接 195

5.4.4　MCS-51对外部存储器的连接 197

习题与思考题 198

第6章　MCS-51中断系统 200

6.1 概述 200

6.1.1 中断的定义和作用 200

6.1.2 中断源 201

6.1.3 中断分类 202

6.1.4 中断嵌套 202

6.1.5　中断系统功能 203

6.2　MCS-51的中断系统 204

6.2.1 MCS-51的中断源和中断标志 204

6.2.2　MCS-51对中断请求的控制 207

6.2.3　MCS-51对中断的响应 210

6.2.4 MCS-51对中断的响应时间 210

6.2.5　MCS-51对中断请求的撤除 211

6.2.6　MCS-51中断系统的初始化 212

6.3　中断控制器8259A 213

6.3.1　8259内部结构 213

6.3.2　8259引脚功能 215

6.3.3　8259命令字 216

6.3.4　8259工作模式 222

6.3.5　8259级联 228

6.4　MCS-51对外部中断源的扩展 229

6.4.1　借用定时器溢出中断扩展外部中断源 229

6.4.2　采用查询法扩展外部中断源 230

6.4.3　采用8259扩展外部中断源 231

习题与思考题 233

第7章　并行I/O接口 235

7.1　概述 235

7.1.1 I/O接口的作用 236

7.1.2　外部设备的编址 236

7.1.3　I/O数据的4种传送方式 238

7.1.4　I/O接口的类型 241

7.2　MCS-51内部并行I/O端口及其应用 242

7.2.1 MCS-51内部并行I/O端口 242

7.2.2 MCS-51内部并行I/O端口的应用 242

7.3　并行I/O接口芯片 248

7.3.1 Intel 8255A 248

7.3.2 Intel 8155 254

7.4　MCS-51并行I/O端口的扩展 262

7.4.1　借用外部RAM地址扩展I/O端口 262

7.4.2　采用8255A扩展I/O端口 264

7.4.3　采用8155扩展I/O端口 266

7.5 MCS-51对LED/LCD／键盘的接口 268

7.5.1 MCS-51对LED的接口 268

7.5.2　MCS-51对LCD的接口 272

7.5.3　MCS-51对非编码键盘的接口 280

7.5.4　键盘／显示系统 286

7.6　MCS-51内部定时器／计数器 288

7.6.1 MCS-51对内部定时器／计数器的控制 288

7.6.2　工作方式 290

7.6.3　MCS-51对内部定时器／计数器的初始化 292

7.6.4　应用举例 293

习题与思考题 296

第8章 MCS-51对A/D和D/A的接口 299

8.1　D/A转换器 299

8.1.1　D/A转换器的原理 300

8.1.2　D/A转换器的性能指标 301

8.1.3 DAC0832 302

8.2　MCS-51对D/A的接口 303

8.2.1　DAC的应用 304

8.2.2 MCS-51对8位DAC的接口 306

8.2.3　MCS-51对12位DAC的接口 309

8.3　A/D转换器 311

8.3.1　逐次逼近式A/D转换原理 312

8.3.2　并行A/D转换原理 312

8.3.3　A/D转换器的性能指标 313

8.3.4 ADC0809 314

8.4 MCS-51对A/D的接口 317

8.4.1 MCS-51对ADC0809的接口 317

8.4.2　MCS-51对AD574A的接口 319

习题与思考题 322

第9章　MCS-51的串行通信 325

9.1　串行通信基础 325

9.1.1　串行通信的分类 325

9.1.2　串行通信的制式 327

9.1.3　串行通信中的调制解调器 328

9.1.4　串行通信中串行I/O数据的实现 331

9.2　MCS-51的串行接口 334

9.2.1　串行口的结构 334

9.2.2　串行口的工作方式 337

9.2.3 串行口的通信波特率 339

9.3 MCS-51串行口的应用 340

9.3.1 串行口在方式0下的应用 340

9.3.2 串行口在其他方式下的应用 342

9.4　单片机的多机通信 348

9.4.1　软件中断型主从式多机通信 349

9.4.2　硬件中断型主从式多机通信 355

9.4.3　分布式通信系统 356

9.4.4　光纤通信简介 361

习题与思考题 365

第10章　单片机应用系统的设计 367

10.1　单片机的总线结构 367

10.1.1　单片机总线概述 367

10.1.2　板级总线 370

10.1.3　通信总线 375

10.2　单片机前向通道的设计 381

10.2.1　传感器和模拟信号放大器 382

10.2.2　多路开关和采样保持器 385

10.2.3　LM331的原理和应用 389

10.3　单片机后向通道的设计 396

10.3.1　线路驱动器和接收器 396

10.3.2　外围驱动器 398

10.3.3　显示驱动器和电平转换器 401

10.3.4　电气隔离技术 403

10.4　单片机应用系统的抗干扰设计 405

10.4.1　单片机应用系统的硬件抗干扰设计 406

10.4.2　单片机应用系统的软件抗干扰设计 415

10.5 应用实例——单片机温度控制系统 421

10.5.1　硬件电路 421

10.5.2　温度控制的算法和程序 424

习题与思考题 435

附录A　ASCII码字符表 438

附录B　图形字符代码表（汉字编码部分）示例图 439

附录C　MCS-51系列单片机指令表 440

附录D　配套CAI教学光盘简介 449

参考文献 451