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第1篇 基础篇 1

绪论 1

习题 13

第1章 单片机结构及设计基础 14

1.1信息和数制 14

1.1.1信息 14

1.1.2数制 15

1.1.3数制的转换 17

1.2数的表示及编码 20

1.2.1计算机中的数据类型 20

1.2.2数的表示 20

1.2.3计算机常用码制和编码 23

1.3二进制运算 25

1.4单片机系统组成原理 26

1.4.1单片机系统的组成结构 26

1.4.2单片机系统的基本工作原理 28

1.5 AT89S51单片机内部结构 29

1.5.1 MCS-51单片机外部引脚 36

1.5.2 MCS-51单片机的工作方式 38

1.6单片机的时序 41

1.6.1 MCS-51的时序单位 41

1.6.2 MCS-51指令的取指/执行时序 41

1.6.3访问片外ROM/RAM指令的时序 41

1.7 AT89S51最小系统设计 43

习题 44

第2章 汇编语言与程序设计 45

2.1单片机编程语言概述 45

2.1.1汇编语言 45

2.1.2高级语言 45

2.2 51系列单片机的汇编指令系统 46

2.2.1指令格式 46

2.2.2标志位 46

2.2.3寻址方式 47

2.2.4寻址空间及表示符号 49

2.3指令系统 50

2.3.1数据传送指令 50

2.3.2算术操作指令 55

2.3.3逻辑操作类指令 59

2.3.4控制转移类指令 61

2.3.5布尔变量操作类指令 65

2.3.6指令小结 66

2.4伪指令 70

2.5 51单片机汇编程序设计 72

2.5.1 MCS-51汇编语言格式 72

2.5.2 MCS-51程序设计 73

2.5.3子程序设计 73

2.5.4汇编程序的基本结构 74

2.6常见程序的编写 76

2.6.1运算程序 76

2.6.2数据转换程序 78

2.6.3查表程序 78

2.6.4散转程序 79

2.6.5常见子程序范例 79

习题 80

第3章 51单片机的C语言设计 82

3.1概述 82

3.1.1 51C源程序的结构 82

3.1.2 C语言的词汇 83

3.1.3 C51的数据类型 84

3.1.4 C51的存储种类和存储器 85

3.1.5 C51的运算符和表达式 86

3.2 C语言程序设计 88

3.2.1概述 88

3.2.2分支程序 90

3.2.3循环语句 92

3.2.4 break和continue语句 94

3.3数组 95

3.3.1数组的定义 95

3.3.2数组元素的表示方法 95

3.3.3二维数组 96

3.3.4字符数组 96

3.4函数 97

3.4.1函数的分类 97

3.4.2函数的定义 98

3.4.3函数的调用 99

3.4.4函数值 99

3.4.5函数的递归调用 100

3.5指针 100

3.5.1指针变量的类型说明 100

3.5.2指针变量的赋值 100

3.5.3指针变量的运算 101

3.5.4数组指针变量的使用 101

3.6位运算 102

3.7预处理 103

3.7.1宏定义 103

3.7.2文件的包含 104

3.7.3条件编译 104

3.8混合编程 105

3.8.1在C51语言中内嵌汇编 105

3.8.2参数传递 106

习题 106

第4章 单片机的中断系统 108

4.1微机的输入/输出方式 108

4.2中断的概念 109

4.3 MCS-51单片机的中断系统及其管理 110

4.3.1 MCS-51单片机的中断系统 110

4.3.2 MCS-51单片机的中断源和中断优先级别 110

4.3.3 MCS-51单片机的中断入口地址 111

4.3.4 MCS-51单片机的中断管理 111

4.3.5 MCS-51单片机的中断服务程序 113

4.4中断应用举例 113

习题 115

第5章 单片机的定时器/计数器 116

5.1定时器/计数器的基本概念 116

5.2定时器/计数器的工作方式和控制字 117

5.2.1定时器/计数器的内部结构和功能 117

5.2.2定时器/计数器的工作原理 117

5.2.3定时器/计数器的控制字设置 119

5.3定时器/计数器的编程和应用实例 121

习题 123

第6章 并行总线扩展 124

6.1总线的概念 124

6.2并行RAM扩展 125

6.2.1并行RAM扩展硬件设计 125

6.2.2并行RAM的汇编编程 125

6.3并行Flash存储器扩展 127

6.3.1并行Flash扩展设计 127

6.3.2并行Flash的C语言编程 129

6.4并行1/O扩展 130

6.4.1 8255A并行I/O扩展芯片 130

6.4.2并行I/O的汇编编程 131

6.5系统键盘扩展 134

习题 139

第7章 串行通信及接口 140

7.1串行通信的基本原理 140

7.2通信协议 141

7.3 51单片机串行口的结构 142

7.3.1串口控制寄存器SCON 142

7.3.2特殊功能寄存器PCON 142

7.3.3串口工作方式 143

7.4串行I/O扩展 144

7.5单机通信 145

7.5.1 PC与单片机通信 145

7.5.2单片机与单片机通信 147

7.5.3多机通信 147

7.6通信程序的调试 149

习题 150

第8章 A/D扩展 151

8.1 A/D的分类及工作原理 151

8.1.1积分式A/D 151

8.1.2逐次比较型A/D 151

8.1.3并行比较型/串并行比较型A/D 151

8.1.4？-△调制型A/D 152

8.1.5电容阵列逐次比较型A/D 152

8.1.6 V-F型A/D 152

8.2 A/D的选型及指标 152

8.2.1 A/D转换器的主要技术指标 152

8.2.2常见A/D介绍 153

8.3并行A/D的扩展 153

8.3.1 8位ADC0809并行的扩展 154

8.3.2 12位ADC574并行转换器的扩展 157

8.4串行A/D的扩展 160

8.4.1 8位串行ADC0832的扩展原理 160

8.4.2 16位高精度A/D转换芯片ADS7809 163

习题 166

第9章 D/A扩展 167

9.1 D/A的分类和特性 167

9.2 D/A的选型及实用技术 168

9.2.1 D/A转换器的主要技术指标 168

9.2.2常见D/A介绍 168

9.3并行D/A扩展 170

9.3.1单缓冲方式 171

9.3.2双缓冲方式 171

9.3.3 8位并行DAC0830/0831/0832的扩展原理 172

9.3.4 DAC0830扩展范例 175

9.3.5 12位并行DAC1208转换器的扩展原理 177

9.3.6 DAC1208与8031单片机的接口设计范例 178

9.4串行D/ A扩展 179

9.4.1 12位串行AD7543的扩展原理 179

9.4.2 12位串行AD7543的扩展范例 180

习题 181

第10章 教学实验及开发调试环境 182

10.1单片机系统开发 182

10.1.1单片机系统的开发方法 182

10.1.2单片机系统的软件调试工具 183

10.2 Keil μVision3编译器的使用 184

10.2.1 Keil工程文件的建立 184

10.2.2工程设置 191

10.2.3编译、连接 192

10.2.4仿真调试 193

10.3在线下载 195

10.4硬件调试系统 197

10.5教学实验 199

10.5.1认识实验平台 200

10.5.2移位及霓虹灯实验 202

10.5.3键盘扫描实验 206

10.5.4数字显示实验 211

10.5.5定时器实验 214

10.5.6中断处理实验 217

10.5.7串行通信实验 220

习题 223

第2篇 应用提高篇 224

第11章 单片机应用系统人机接口技术 224

11.1 PS/2设备接口 224

11.1.1 PS/2的电气特性 224

11.1.2 PS/2协议介绍 225

11.1.3 PS/2设备到主机的通信过程 225

11.1.4主机到PS/2设备的通信过程 226

11.2常用输入接口 227

11.2.1键盘简介 227

11.2.2扫描码 228

11.2.3鼠标 230

11.2.4触摸屏 232

11.3常用显示器 233

11.3.1 LED数码管和LED点阵 233

11.3.2液晶 234

11.3.3 12864液晶模块的应用 234

11.4 PS/2键盘与液晶显示实例 237

11.4.1程序设计 238

11.4.2 LCD显示程序 240

11.4.3 PS/2解码程序 249

11.4.4 main主程序 250

第12章 单片机设备驱动新技术 254

12.1 I/O输出驱动 254

12.1.1机械继电器输出 254

12.1.2固态继电器 254

12.1.3晶闸管输出 256

12.1.4集成功率开关输出 257

12.2步进电机的驱动 257

12.2.1步进电机的分类及原理 257

12.2.2步进电机控制实例 257

12.3外部存储设备的驱动 258

12.3.1串行Flash简介 258

12.3.2串行Flash的应用 260

12.4设计实例——非接触IC卡读/写器设计 263

12.4.1硬件设计 263

12.4.2软件设计 264

12.5设计实例——地税局自动盖章系统设计 265

12.5.1系统功能说明 265

12.5.2应用系统设计 265

第13章 单片机串行总线技术 266

13.1 I2C总线接口 266

13.1.1 12 C总线的协议 266

13.1.2 12 C总线的实例——AT24CXX的读写 267

13.2 RS-232总线 267

13.2.1 232通信总线协议 267

13.2.2 MAX232芯片及应用电路 269

13.3 RS-422、RS-485总线 271

13.3.1 RS-422、RS-485总线协议 271

13.3.2常用422、485总线芯片 273

13.4 CAN总线 274

13.4.1 CAN通信总线协议 275

13.4.2常用CAN总线芯片 279

13.5 USB总线 279

13.5.1 USB通信总线协议 280

13.5.2 USB标准设备请求 280

13.5.3常用USB通信总线芯片 281

第14章 单片机系统硬件设计技术 282

14.1单片机应用系统的结构 282

14.2系统硬、软件的设计方法 282

14.3单元电路的设计 283

14.4单元电路的级联 283

14.5录音系统设计实例 284

第15章 应用软件设计 286

15.1应用软件设计的原则 286

15.2模块化设计技术 286

15.3监控程序 287

15.3.1监控主程序 287

15.3.2初始化管理和任务管理 288

15.3.3系统的自检 289

第16章 嵌入式操作系统 291

16.1 RTOS操作系统简介 291

16.2 RTOS操作系统的工作原理 291

16.3 RTX51函数 292

16.4 RTOS操作系统的应用 294

第17章 电源和抗干扰技术 296

17.1电源设计 296

17.1.1开关稳压电源 296

17.1.2线性稳压电源 296

17.2抗干扰技术 297

17.2.1干扰源的分类 297

17.2.2硬件抗干扰技术 298

17.2.3软件抗干扰技术 299

17.2.4软硬件结合抗干扰技术 300

17.3系统恢复技术 301

17.3.1软件复位 301

17.3.2信息恢复 301

附录 配套教学资源说明 302

参考文献 304