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第1章 绪论 1

1.1　计算机的产生和发展 1

目录 1

1.2　单片机的产生和发展 2

1.3　常用单片机系列介绍 4

1.3.1　Intel公司MCS系列单片机的优势及特点 4

1.3.2　AT89系列单片机 6

1.3.3　其他MCS-51系列兼容单片机 6

思考题与习题 7

第2章　MCS-51系列单片机的结构及原理 8

2.1　MCS-51系列单片机的主要性能特点 8

2.2　MCS-51系列单片机的内部总体结构 8

2.3　MCS-51系列单片机的引脚功能 10

2.3.1　MCS-51系列单片机引脚功能 10

2.4.1　CPU 12

2.3.2　三总线结构 12

2.4　MCS-51系列单片机的主要组成部分 12

2.4.2　存储器 13

2.4.3　并行I/O口 18

2.5　时钟电路与CPU的时序 21

2.5.1　振荡器和时钟电路 21

2.5.2　CPU的时序及有关概念 22

2.5.3　CPU的取指令和执行指令时序 23

2.5.4　访问外部ROM的操作时序 25

2.5.5　访问外部RAM的操作时序 25

2.6　单片机的复位状态与复位电路 26

2.6.1　单片机的复位状态 26

2.6.2　单片机的复位电路 27

2.7.1　掉电保护 29

2.7　掉电保护和低功耗设计 29

2.7.2　80C51的低功耗设计 30

思考题与习题 31

第3章　MCS-51系列单片机的指令系统 32

3.1　指令系统简介 32

3.1.1　指令概述 32

3.1.2　指令格式 32

3.1.3　指令中常用符号说明 33

3.2　寻址方式 34

3.2.1　立即寻址 34

3.2.2　直接寻址 34

3.2.3　寄存器寻址 34

3.2.4　寄存器间接寻址 35

3.2.5　变址寻址 35

3.2.7　位寻址 36

3.2.6　相对寻址 36

3.3　数据传送类指令 37

3.3.1　内部RAM数据传送指令 37

3.3.2　访问外部RAM的数据传送指令 39

3.3.3　程序存储器向累加器A传送数据指令 40

3.3.4　数据交换指令 41

3.3.5　堆栈操作指令 42

3.4　算术运算类指令 42

3.4.1　加法指令 42

3.4.2　带进位加法指令 43

3.4.3　带借位减法指令 44

3.4.4　加1指令 45

3.4.5　减1指令 45

3.4.6　乘、除法指令 45

3.4.7　十进制调整指令 46

3.5　逻辑运算及移位类指令 48

3.5.1　逻辑与运算指令 48

3.5.2　逻辑或运算指令 48

3.5.3　逻辑异或运算指令 49

3.5.4　累加器清零、取反指令 49

3.5.5　循环移位指令 50

3.6　控制转移类指令 51

3.6.1　无条件转移指令 51

3.6.2　条件转移指令 53

3.6.3　子程序调用及返回指令 56

3.6.4　空操作指令 59

3.7　位操作类指令 59

3.7.1　位变量传送指令 59

3.7.3　位逻辑运算指令 60

3.7.2　位置位、清零指令 60

3.7.4　位控制转移指令 61

思考题与习题 62

第4章　汇编语言程序设计 66

4.1　程序设计概述 66

4.1.1　程序设计语言简介 66

4.1.2　汇编语言程序设计步骤 67

4.2　汇编语言源程序的编辑和汇编 67

4.2.1　伪指令 68

4.2.2　源程序的编辑和汇编 69

4.3　汇编语言程序设计 70

4.3.1　顺序程序设计 71

4.3.2　分支程序设计 72

4.3.3　循环程序设计 77

4.3.4　子程序设计 84

4.3.5　运算类程序设计 91

思考题与习题 105

第5章　定时／计数器 107

5.1　定时／计数器0和1 107

5.1.1　定时／计数器的结构及功能 107

5.1.2　定时／计数器0和1的控制和状态寄存器 108

5.1.3　T0和T1的4种工作模式 110

5.2　定时／计数器2 112

5.2.1　T2控制寄存器T2CON 112

5.2.2　定时／计数器T2的工作方式 114

5.3　定时／计数器的应用 115

5.3.1　定时／计数器模式0的应用 116

5.3.2　定时／计数器模式1的应用 116

5.3.3　定时／计数器模式2的应用 117

5.3.4　定时／计数器门控位GATE的应用 117

5.3.5　运行中读定时／计数器 118

思考题与习题 119

第6章　串行接口 120

6.1 串行通信的基础知识 120

6.1.1　串行通信的两种基本方式 120

6.1.2　串行通信的数据传送方式 121

6.1.3　串并转换和串行接口 122

6.2　MCS-51系列单片机的串行接口 122

6.2.1　MCS-51系列单片机串行口的结构 122

6.2.2　MCS-51单片机串行口的控制 123

6.2.3　波特率设计 125

6.3　串行口工作模式 127

6.3.1　模式0 127

6.3.2　模式1 128

6.4　串行口应用举例 129

6.3.4　模式3 129

6.3.3　模式2 129

6.4.1　用串行口扩展I/O口 130

6.4.2　单片机双机通信技术 132

6.4.3　单片机多机通信技术 139

思考题与习题 140

第7章　中断系统 142

7.1　中断的概念 142

7.2　中断技术的优点 142

7.3　中断系统的功能 143

7.4.2　定时中断类 144

7.4.3　串行中断类 144

7.5　MCS-51的中断系统 144

7.4.1　外部中断类 144

7.4　中断源类型 144

7.5.1　中断请求标志 145

7.5.2　中断允许控制寄存器IE 146

7.5.3　中断优先级控制寄存器IP 147

7.6　中断处理过程 148

7.6.1　中断响应 148

7.6.2　中断处理 149

7.6.3　中断返回 149

7.6.4　中断请求的撤除 150

7.6.5　中断响应时间 151

7.7　MCS-51外部中断源的扩展 151

7.8　中断系统的应用 154

思考题与习题 172

8.1　程序存储器的扩展 173

8.1.1　程序存储器的分类 173

第8章　MCS-51单片机的系统扩展 173

8.1.2　典型程序存储器芯片介绍 174

8.1.3　典型程序存储器的扩展方法 180

8.1.4　典型程序存储器扩展电路 182

8.2　数据存储器的扩展 188

8.2.1　典型数据存储器的扩展方法 188

8.2.2　典型数据存储器的扩展电路 189

8.3　MCS-51单片机片选方法简介 192

8.3.1　线选法 192

8.3.2　译码法 193

8.4　FLASH存储器的扩展 195

8.4.1　FLASH存储器的分类 196

8.4.2　典型FLASH存储器芯片简介 196

8.4.3　典型FLASH存储器扩展电路 199

8.5.1　I/O接口电路的功能 201

8.5　并行I/O接口的扩展 201

8.5.2 简单并行I/O接口的扩展 202

8.5.3　可编程接口电路的扩展 204

思考题与习题 214

第9章　MCS-51单片机的接口技术 215

9.1　人机通信接口技术 215

9.1.1　键盘接口技术 215

9.1.2　显示接口技术 222

9.1.3　键盘／显示接口芯片8279 227

9.2　微型打印机接口技术 243

9.2.1　TpμP-40A主要性能、接口要求及时序 244

9.2.2　字符代码及打印命令 245

9.2.3　TpμP-40A/16A与MCS-51系列单片机的接口电路设计 247

9.3　A/D转换与A/D转换器 249

9.3.1　A/D转换接口设计要点 249

9.3.2　A/D转换器MC14433 251

9.3.3　A/D转换器MAX197 255

9.4　D/A转换与D/A转换器 260

9.4.1　D/A转换接口设计要点 260

9.4.2　D/A转换器DAC0832 262

9.4.3　D/A转换器MAX508 268

9.4.4　MAX508应用举例 270

思考题与习题 271

第10章　MCS-51单片机应用举例 272

10.1　单片机应用系统的一般设计过程 272

10.1.1　硬件系统设计原则 272

10.1.2　应用软件设计特点 272

10.1.3　应用系统开发过程 273

10.2　应用系统结构及其设计内容 274

10.2.1　应用系统的结构特点 274

10.2.2　应用系统的典型通道接口 275

10.2.3　应用系统设计内容 276

10.3　交通信号灯模拟控制 276

10.3.1　交通信号灯模拟控制的硬件设计 277

10.3.2　交通信号灯模拟控制的软件设计 277

10.4　步进电机控制 278

10.4.1　步进电机控制原理 279

10.4.2　步进电机接口技术与软件设计 280

10.5　电力系统负载电流的数据采集与远端再现 285

10.5.1 电力系统负载电流的数据采集 285

10.5.2　电力系统负载电流的远端再现 287

10.6　倒计时器的设计 289

10.6.1　实时日历时钟芯片DS12C887简介 289

10.6.2　倒计时器的硬件电路设计 293

10.6.3　倒计时器的软件设计 293

思考题与习题 295

11.1　ATMEL89系列单片机 296

第11章　AT89系列单片机及I2C串行总线技术 296

11.1.1　AT89C52 297

11.1.2　AT89C2051 303

11.2　I2C串行总线扩展技术 307

11.2.1　I2C串行总线概述 307

11.2.2　I2C总线的数据传送 309

11.2.3　I2C总线数据传送的模拟 314

11.2.4　I2C总线应用程序设计实例 321

思考题与习题 323

第12章　单片机应用系统的抗干扰技术设计 324

12.1　干扰源 324

12.1.1　串模干扰 324

12.1.2　共模干扰 325

12.2.1　串模干扰的抑制 326

12.1.3　电源干扰 326

12.2　硬件抗干扰设计 326

12.2.2　共模干扰的抑制 328

12.2.3　输入输出通道干扰的抑制 329

12.2.4　电源与电网干扰的抑制 331

12.2.5　地线系统干扰的抑制 331

12.3　软件抗干扰设计 332

12.3.1　程序执行过程中的软件抗干扰 332

12.3.2　系统的恢复 336

思考题与习题 338

附录A　ASCII表 339

附录B　MCS-51系列单片机指令系统表 341

附录C 常用芯片引脚图 347

参考文献 351