单片机原理及应用 第3版PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 单片机发展概况 1

1.1.1 单片机的发展历史 1

1.1.2 单片机的组成及特点 3

1.1.3 单片机与嵌入式系统 4

1.2 80C51系列单片机简介 5

1.2.1 80C51系列单片机的发展 5

1.2.2 AT89系列单片机的特点及分类 6

1.3 其他常用单片机系列简介 7

1.3.1 低端产品概述 7

1.3.2 高端产品概述 8

1.4 单片机基础知识 9

1.4.1 数制与编码 9

1.4.2 计算机的基本组成电路 12

1.4.3 存储器简介 15

思考与练习 19

第2章 单片机结构及原理 20

2.1 单片机结构 20

2.1.1 单片机组成及结构 20

2.1.2 引脚定义及功能 23

2.2 80C51的存储器 25

2.2.1 存储器结构和地址空间 26

2.2.2 程序存储器 26

2.2.3 数据存储器 27

2.3 特殊功能寄存器SFR 30

2.3.1 80C51系列的SFR 30

2.3.2 SFR地址分布及寻址 31

2.3.3 SFR的功能与作用 32

2.4 单片机的工作原理 35

2.4.1 指令与程序概述 36

2.4.2 CPU的工作原理 36

2.4.3 单片机执行程序过程 37

2.5 输入／输出端口结构 39

2.5.1 4个I/O端口的主要异同点 40

2.5.2 P0口 40

2.5.3 P1口 42

2.5.4 P2口 42

2.5.5 P3口 43

2.6 时序及时钟电路 44

2.6.1 CPU时序及有关概念 44

2.6.2 振荡器和时钟电路 45

2.6.3 80C51的指令时序 47

2.7 复位和复位电路 47

2.7.1 内部复位信号的产生 47

2.7.2 复位状态 48

2.7.3 外部复位电路设计 48

2.8 80C51系列单片机的低功耗方式 49

2.8.1 电源控制寄存器PCON 49

2.8.2 待机方式 50

2.8.3 掉电方式 50

思考与练习 51

第3章 指令系统 52

3.1 指令系统简介 52

3.2 寻址方式 53

3.2.1 符号约定 53

3.2.2 寻址方式说明 54

3.3 指令系统分类介绍 59

3.3.1 数据传送类指令 59

3.3.2 算术运算类指令 64

3.3.3 逻辑操作类指令 67

3.3.4 控制转移类指令 70

3.3.5 位操作类指令 73

思考与练习 75

第4章 汇编语言程序设计 79

4.1 概述 79

4.1.1 程序设计语言 79

4.1.2 汇编语言规范 80

4.1.3 汇编语言程序设计步骤 83

4.2 汇编语言程序设计举例 83

4.2.1 顺序程序设计 84

4.2.2 循环程序设计 84

4.2.3 分支程序设计 86

4.2.4 查表程序设计 89

4.2.5 子程序设计 91

思考与练习 95

第5章 C51语言程序及开发环境 97

5.1 C51语言基础知识 97

5.1.1 C51语言简介 97

5.1.2 C51语言的运算符及表达式 97

5.1.3 C51语言的程序结构 99

5.1.4 C51语言的流程控制语句 99

5.2 C51语言对通用C语言的扩展 102

5.2.1 数据类型 102

5.2.2 数据的存储类型 104

5.2.3 指针 106

5.2.4 函数 107

5.2.5 C51语言对单片机硬件的访问 109

5.3 C51语言编程举例 110

5.4 Keil C51软件开发环境 114

5.4.1 Keil软件简介 114

5.4.2 项目的建立与设置 116

5.4.3 运行调试 118

5.5 Proteus硬件仿真环境 121

5.5.1 Proteus软件简介 121

5.5.2 Proteus ISIS窗口功能 121

5.5.3 Proteus ISIS的基本操作 123

思考题与练习 129

第6章 定时／计数器 130

6.1 定时／计数器T0、T1概述 130

6.1.1 定时器／计数器T0、T1的结构 130

6.1.2 定时／计数器的原理 131

6.2 定时／计数器的控制方法 131

6.2.1 定时／计数器寄存器 131

6.2.2 定时／计数器的初始化 133

6.2.3 定时／计数器初值的确定方法 133

6.3 定时／计数器T0、T1的工作方式 134

6.3.1 方式0 134

6.3.2 方式1 134

6.3.3 方式2 135

6.3.4 方式3 135

6.4 定时器T0、T1应用举例 137

6.4.1 定时应用举例 137

6.4.2 计数应用举例 138

6.4.3 门控位应用举例 139

6.5 定时／计数器T2 141

6.5.1 T2的寄存器 142

6.5.2 定时器T2的工作方式 143

6.5.3 应用例题 147

6.6 定时器T3——WDT监视定时器 149

6.6.1 WDT的功能及应用特点 149

6.6.2 辅助寄存器AUXR 149

思考与练习 150

第7章 80C51的串行接口 151

7.1 串行通信概述 151

7.1.1 同步通信和异步通信方式 151

7.1.2 串行通信的数据传送速率 152

7.1.3 串行通信的方式 152

7.1.4 通信协议 153

7.2 80C51串行口简介 153

7.2.1 串行口结构与工作原理 153

7.2.2 串行口控制寄存器SCON 154

7.2.3 80C51的帧格式 155

7.2.4 波特率的设置 156

7.3 串行通信工作方式 157

7.3.1 方式0 157

7.3.2 方式1 158

7.3.3 方式2和方式3 158

7.3.4 多机通信 159

7.4 串行口应用举例 160

7.4.1 用串行口扩展I/O口 160

7.4.2 用串行口进行异步通信 163

思考与练习 169

第8章 中断系统 170

8.1 概述 170

8.1.1 中断的概念 170

8.1.2 引进中断技术的优点 170

8.1.3 中断源 171

8.1.4 中断系统的功能 171

8.2 AT89S51单片机的中断系统 173

8.2.1 中断系统的结构 173

8.2.2 中断源及中断入口 173

8.2.3 与中断控制有关的寄存器 175

8.3 中断处理过程 178

8.3.1 中断响应 178

8.3.2 中断处理 179

8.3.3 中断返回 180

8.3.4 中断请求的撤除 180

8.3.5 中断响应时间 181

8.3.6 扩充外中断源 181

8.4 中断程序的设计与应用 182

8.4.1 中断程序的一般设计方法 183

8.4.2 中断程序应用举例 185

思考与练习 192

第9章 单片机的系统扩展 193

9.1 并行扩展概述 193

9.1.1 系统扩展常用接口芯片 193

9.1.2 外部并行扩展总线 195

9.1.3 并行扩展的寻址方法 196

9.2 存储器的并行扩展 197

9.2.1 数据存储器扩展概述 197

9.2.2 访问片外数据存储器的操作时序 197

9.2.3 数据存储器扩展举例 198

9.3 并行I/O接口的扩展 199

9.3.1 扩展并行I/O口简述 199

9.3.2 简单并行I/O口的扩展 200

9.4 串行扩展概述 201

9.4.1 常用串行总线与串行接口简介 201

9.4.2 单片机串行扩展的模拟技术 205

9.4.3 串行扩展的主要特点 205

9.5 I2C总线 206

9.5.1 I2C总线的组成及基本工作原理 206

9.5.2 I2C总线的传输时序 206

9.5.3 I2C总线的通用模拟软件包 208

9.5.4 I2C总线应用举例 213

9.6 扩展数／模转换器 217

9.6.1 数／模转换器简介 218

9.6.2 数／模转换电路原理 218

9.6.3 D/A转换器的主要技术指标 219

9.6.4 并行D/A转换器 220

9.7 扩展模／数转换器 223

9.7.1 模／数转换器简介 223

9.7.2 模／数转换器的主要技术指标 224

9.7.3 逐次逼近式A/D转换器 224

9.7.4 双积分A/D转换器 228

9.7.5 串行A/D转换器 232

思考与练习 234

第10章 接口技术 236

10.1 键盘接口 236

10.1.1 键盘工作原理 236

10.1.2 独立式按键 237

10.1.3 行列式键盘 239

10.2 显示器接口 246

10.2.1 LED显示器的结构与原理 246

10.2.2 LED静态显示方式 247

10.2.3 LED动态显示方式 248

10.2.4 液晶显示器概述 251

10.2.5 字符型液晶显示模块LCM的组成及原理 252

10.2.6 字符型液晶显示模块LCM的引脚及说明 253

10.2.7 LCM的指令 254

10.2.8 LCM的复位及初始化 256

10.2.9 LCM的接口及应用举例 257

10.3 功率驱动器件及接口电路 263

10.3.1 输出接口的隔离技术 264

10.3.2 直流负载驱动电路 264

10.3.3 晶闸管负载驱动电路 265

10.3.4 继电器接口电路 266

10.3.5 固态继电器接口电路 267

10.4 打印机接口 268

10.4.1 微型打印机简介 268

10.4.2 字符代码及打印命令 269

10.4.3 打印机与单片机接口举例 270

思考与练习 272

第11章 单片机应用系统的设计与开发 273

11.1 应用系统研制过程 273

11.1.1 总体方案设计 273

11.1.2 硬件设计 274

11.1.3 软件设计 276

11.2 开发工具和开发方法 278

11.2.1 开发工具 278

11.2.2 开发方法 280

11.3 恒温箱温度控制监测系统 281

11.3.1 题目分析 282

11.3.2 硬件设计 282

11.3.3 软件设计 283

11.4 PC机与单片机间的串行通信设计 286

11.4.1 RS-232C标准接口 286

11.4.2 单片机与PC机之间的电平转换芯片 287

11.4.3 PC机与单片机串行通信应用实例 288

11.5 步进电机控制设计 293

11.5.1 步进电机的工作原理 294

11.5.2 步进电机的控制方法 294

11.5.3 步进电机控制应用举例 295

思考与练习 299

附录A 80C51指令表 300

附录B 各数制对照表 305

附录C ASCII（美国标准信息交换码）表 306

附录D 二进制逻辑单元图形符号对照表 307

附录E 常用芯片引脚图 308

参考文献 310