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第1章 单片机的基础知识 1

1.1 计算机中的数和编码 1

1.1.1 计算机中的数制 1

1.1.2 符号数的表示法 2

1.1.3 二进制数的算术运算 4

1.1.4 二进制编码 6

1.1.5 逻辑电路 7

1.2 单片机概论 9

1.2.1 嵌入式系统、单片机 9

1.2.2 单片机的发展概况 10

1.2.3 应用广泛的AT89系列单片机 11

1.3 单片机应用研发工具和教学实验装置 12

1.3.1 单片机应用研发工具 12

1.3.2 单片机课程教学实验装置 14

1.3.3 AT89C51单片机研发工具操作演示 15

小结 15

练习题1 15

第2章 AT89C51单片机芯片的硬件结构 17

2.1 AT89C51单片机的逻辑结构及信号引脚 17

2.1.1 AT89C51单片机的结构框图 17

2.1.2 AT89C51单片机芯片内部结构 18

2.1.3 AT89C51的信号引脚 19

2.1.4 时钟与复位电路 21

2.2 AT89C51的内部存储器 23

2.2.1 内部数据存储器低128单元 24

2.2.2 内部数据存储器高128单元 26

2.2.3 MCS-51的堆栈 29

2.2.4 内部程序存储器 29

2.3 实训1：单片机复位、晶振、ALE信号的观测 30

2.3.1 电路安装 30

2.3.2 信号观测 30

小结 31

练习题2 32

第3章 单片机的指令系统及程序设计 34

3.1 基本概念 34

3.1.1 指令、指令系统、机器代码 34

3.1.2 程序、程序设计、机器语言 35

3.1.3 汇编语言、汇编语言指令格式 35

3.1.4 汇编（编译）和编程（固化） 36

3.1.5 汇编语言常用符号 37

3.2 MCS-51单片机指令的寻址方式 38

3.2.1 MCS-51单片机指令的寻址方式 38

3.2.2 MCS-51单片机指令寻址方式小结 42

3.3 汇编语言的指令系统 42

3.3.1 数据传送指令 42

3.3.2 算术运算指令 46

3.3.3 逻辑运算类及移位类指令 51

3.3.4 控制转移类指令 55

3.3.5 位操作指令 60

3.4 MCS-51单片机伪指令 61

3.4.1 常量和标号 61

3.4.2 常用伪指令 63

3.4.3 手工汇编和机器汇编 65

3.5 汇编语言程序设计 66

3.5.1 顺序程序设计 67

3.5.2 分支程序设计 69

3.5.3 循环程序设计 71

3.5.4 子程序设计 75

3.6 经典功能模块汇编语言程序设计实例 77

3.6.1 定时程序 77

3.6.2 查表程序 78

3.6.3 码制转换程序 79

3.6.4 算术运算程序 81

3.7 实训2：软件调试仿真器Keil u Vision及其应用 82

3.7.1 Keil u Vision快速入门 82

3.7.2 用Keil设计延时子程序并仿真调试 89

3.7.3 用Keil设计分支结构程序并仿真调试 90

3.7.4 用Keil设计查表程序并仿真调试 91

3.8 实训3：跑马灯的Proteus设计与仿真 91

3.8.1 Proteus ISIS窗口与基本操作 92

3.8.2 Proteus ISIS库元件的认识 95

3.8.3 跑马灯Proteus电路原理图的设计 96

3.8.4 跑马灯Proteus与Keil u Vision的联调与仿真 101

小结 102

练习题3 104

第4章 AT89C51 I/O及其应用举例 108

4.1 I/O口结构与负载能力 108

4.1.1 I/O口结构与工作原理 108

4.1.2 I/O口负载能力 112

4.2 实训4：I/O的简单应用 112

4.2.1 单片机控制数码管静态显示 112

4.2.2 单片机用开关控制的LED显示 115

4.2.3 单片机用开关控制数码管静态显示 117

4.3 单片机与矩阵式键盘的接口技术 119

4.3.1 基础知识 119

4.3.2 接口电路与程序设计 121

4.3.3 运行与思考 124

4.4 实训5：I/O口应用 124

4.4.1 单片机与LED数码管的动态显示 124

4.4.2 单片机与LED数码管的动态显示Proteus仿真 126

4.4.3 编程器的使用 127

4.4.4 制作实训及思考 129

小结 129

练习题4 130

第5章 AT89C51单片机的中断与定时 131

5.1 中断 131

5.1.1 数据传送控制方式 131

5.1.2 中断基本概念 132

5.2 MCS-51单片机中断系统结构 132

5.2.1 MCS-51的中断 132

5.2.2 与中断控制有关的寄存器 134

5.2.3 中断响应过程 137

5.2.4 中断程序设计举例 139

5.3 MCS-51的定时器／计数器 147

5.3.1 定时方法 147

5.3.2 定时和计数功能 147

5.3.3 定时／计数器的控制 148

5.3.4 定时器／计数器初值的计算 150

5.3.5 定时器／计数器的工作方式 151

5.3.6 定时器／计数器的应用举例 153

5.4 实训6：定时／计数器与中断综合应用举例 158

5.4.1 基于AT89C51的60s倒计时装置的设计与仿真 158

5.4.2 基于AT89C51的按键发声装置的设计与仿真 161

小结 163

练习题5 164

第6章 AT89C51单片机存储器的扩展技术 166

6.1 存储器概述 166

6.1.1 存储器的类型 166

6.1.2 存储器的性能指标与分级结构 167

6.1.3 常用的只读存储器芯片 169

6.1.4 常用的随机读／写存储器芯片 171

6.2 MCS-51单片机存储器的扩展 172

6.2.1 AT89C51存储器扩展的三总线 172

6.2.2 扩展存储器的编址技术 173

6.2.3 程序存储器的扩展 175

6.2.4 数据存储器的扩展 177

6.2.5 存储器的综合扩展 179

6.3 实训7：用E2PROM扩展AT89C51单片机ROM、RAM 180

6.3.1 E2PROM存储器2864A 180

6.3.2 E2PROM扩展ROM、RAM电路设计 181

6.3.3 E2PROM扩展ROM、RAM程序设计 181

6.3.4 运行与思考 182

小结 183

练习题6 183

第7章 AT89C51单片机的串行接口技术 185

7.1 AT89C51单片机之间的串行通信接口技术及仿真 185

7.1.1 串行通信的基本原理 185

7.1.2 AT89C51串行通信基础知识 188

7.1.3 硬件接口电路设计 190

7.1.4 软件接口程序设计 191

7.1.5 单片机之间的串行通信Protues仿真 195

7.2 AT89C51单片机与PC机间的通信接口技术及仿真 196

7.2.1 RS-232C总线标准 196

7.2.2 硬件接口电路设计 197

7.2.3 软件接口程序设计 198

7.2.4 单片机与PC机间的串行通信Protues仿真 199

小结 201

练习题7 201

第8章 单片机I/O扩展及应用 203

8.1 可编程通用并行接口8255A 203

8.1.1 8255A的组成与接口信号 203

8.1.2 8255A的工作方式和控制字 205

8.1.3 三种工作方式的功能 206

8.1.4 实训8：用8255设计交通信号灯管理仿真 208

8.2 可编程的多功能接口8155 211

8.2.1 8155的组成及接口信号 211

8.2.2 8155的命令状态字 212

8.2.3 8155与MCS-51单片机的连接 214

8.3 键盘／显示控制寄存器8279 216

8.3.1 8279的组成与接口信号 216

8.3.2 8279的操作命令 219

8.3.3 实训9：8279在键盘／显示接口中的应用仿真 223

8.4 ADC0809（ADC0808）与DAC0832的接口技术 226

8.4.1 ADC0809的基础知识 227

8.4.2 实训10：ADC0808接口电路与程序设计仿真 228

8.4.3 DAC0832的基础知识 231

8.4.4 实训11：单片机与DAC0832的接口技术仿真 233

8.5 单片机控制步进电机接口技术 235

8.5.1 基础知识 235

8.5.2 接口电路设计与仿真 236

8.5.3 运行与思考 238

8.6 单片机控制直流电机的接口技术 239

8.6.1 基础知识 239

8.6.2 接口电路设计与仿真 240

8.6.3 运行与思考 242

8.7 单片机与字符型LCD显示器的接口技术 243

8.7.1 基础知识 243

8.7.2 接口的程序设计与仿真 245

8.7.3 运行与思考 248

小结 248

练习题8 249

第9章 单片机实际应用制作 250

9.1 基于单片机和DS1302的电子时钟 250

9.1.1 功能与操作 252

9.1.2 电子时钟的硬件设计 253

9.1.3 电子时钟的软件设计 253

9.1.4 技术要点 259

9.1.5 电子时钟的Protues仿真 260

9.1.6 电路安装及现象观察 261

9.2 基于单片机和DS18B20的数字温度计 261

9.2.1 功能与操作 264

9.2.2 数字温度计的硬件设计 264

9.2.3 数字温度计的软件设计 264

9.2.4 数字温度计的Protues仿真 269

9.2.5 电路安装及现象观察 270

小结 270

课程设计项目任务书 271

课题1：简易的交通信号灯控制器设计与制作 271

课题2：定时闹铃的仿真、设计与制作 275

课题3：直流电机PWM调速控制器的设计、仿真与制作 278

课题4：数控电源的设计、仿真与制作 280

课题5：数字电压表的设计、仿真与制作 281

课题6 单片机间的多机通信的设计、仿真与制作 283

课题7：LCD简易时钟的设计、仿真与制作 284

课题8：LCD密码锁的设计、仿真与制作 287

课程设计报告参考内容 291

附录A AT89S51相对AT89C51增加的功能 294

附录B ASCII码表 300

附录C MCS-51指令表 301

参考文献 305