单片机（微控制器）原理及应用PDF电子书下载

第1章　概述 1

1.1 计算机的发展 1

1.1.1　计算机发展简史 1

1.1.2　微型计算机的发展及两大分支 2

1.2 嵌入式系统概述 3

1.2.1　嵌入式系统的定义与特点 3

1.2.2　嵌入式系统的组成 4

1.2.3　嵌入式系统的高、低端 6

1.3 单片机（MCU）概述 6

1.3.1 单片机（MCU）的历史及发展 7

1.3.2　8位与32位单片机的主要异同点 8

1.3.3 8位单片机的组成 9

1.3.4 80C51系列单片机 10

1.3.5　其他常用单片机系列综述 12

1.4 计算机基础知识 13

1.4.1　数制与编码 13

1.4.2　计算机的基本组成电路 17

思考与练习 21

第2章　单片机的结构及工作原理 22

2.1　单片机的结构 22

2.1.1　标准型单片机的组成及结构 23

2.1.2　引脚定义及功能 24

2.2　80C51的存储器 27

2.2.1　存储器概述 27

2.2.2　存储器结构和地址空间 29

2.2.3　程序存储器 30

2.2.4　数据存储器 31

2.3　特殊功能寄存器（SFR） 34

2.3.1 80C51系列单片机的SFR 34

2.3.2　AT89S51/52单片机的SFR地址分布及寻址 35

2.3.3 SFR的功能及应用 37

2.4　单片机的工作原理 40

2.4.1　指令与程序概述 40

2.4.2　CPU的工作原理 40

2.4.3　单片机执行程序的过程 42

2.5　输入／输出口 44

2.5.1 P0口 44

2.5.2 P1口 47

2.5.3 P2口 48

2.5.4 P3口 49

2.5.5　4个I/O口的主要异同点 50

2.6　时序及时钟电路 51

2.6.1 时序及有关概念 51

2.6.2　振荡器和时钟电路 52

2.6.3　时钟电路接法 53

2.7　复位和复位电路 54

2.7.1 内部复位信号的产生 54

2.7.2　复位状态 54

2.7.3　复位方式与外部复位电路 55

2.8　80C51系列单片机的低功耗方式 56

2.8.1 电源控制寄存器PCON 57

2.8.2　待机方式 57

2.8.3　掉电方式 58

思考与练习 58

第3章　指令系统 60

3.1　指令系统简介 60

3.2　寻址方式 61

3.2.1 符号注释 61

3.2.2　寻址方式说明 63

3.3　指令系统分类介绍 66

3.3.1　数据传送类指令 67

3.3.2　算术运算类指令 72

3.3.3　逻辑操作类指令 76

3.3.4　控制转移类指令 78

3.3.5　位操作类指令 81

思考与练习 83

第4章　汇编语言程序设计 87

4.1　概述 87

4.1.1　程序设计语言 87

4.1.2　汇编语言源程序的格式 88

4.1.3　汇编语言伪指令 89

4.1.4　汇编语言程序设计步骤 91

4.2　顺序与循环程序设计 91

4.2.1　顺序程序设计 91

4.2.2　循环程序设计 93

4.3　分支程序设计 94

4.3.1 分支程序设计综述 95

4.3.2　无条件／条件转移程序 95

4.3.3　散转程序设计 96

4.4　子程序设计 98

4.4.1 子程序结构与设计注意事项 98

4.4.2　子程序的调用与返回 99

4.4.3　子程序设计举例 99

4.5　查表程序设计 101

4.5.1　查表程序综述 102

4.5.2　规则变量的查表程序设计 102

4.5.3　非规则变量的查表程序设计 104

思考与练习 105

第5章　定时／计数器 107

5.1 定时／计数器T0、T1概述 107

5.1.1 定时／计数器T0、T1的结构 107

5.1.2　定时／计数器的原理 108

5.2 定时／计数器T0、T1的控制方法 109

5.2.1 定时／计数器T0、T1的寄存器 109

5.2.2　定时／计数器T0、T1的初始化与启动 110

5.2.3　定时／计数器T0、T1初值的确定方法 111

5.3 定时／计数器T0、T1的工作方式 112

5.3.1 方式0 112

5.3.2 方式1 112

5.3.3 方式2 113

5.3.4　方式3 114

5.4 定时／计数器T0、T1应用举例 115

5.4.1　方式1应用举例 115

5.4.2　方式2应用举例 116

5.4.3　方式3应用举例 117

5.4.4　门控位应用举例 118

5.5 定时／计数器T2 120

5.5.1 T2的寄存器 120

5.5.2　T2的工作方式 121

5.5.3　应用例题 126

5.6 监视定时器WDT 127

5.6.1 WDT的功能及应用特点 127

5.6.2　辅助寄存器AUXR 128

5.6.3　WDT应用举例 129

思考与练习 129

第6章　80C51的串行口 130

6.1 串行通信概述 130

6.1.1 同步通信和异步通信方式 130

6.1.2　串行通信数据传输速率 132

6.1.3　串行通信的方式 132

6.1.4　通信协议 133

6.2 80C51的串行口简介 133

6.2.1 串行口的结构与工作原理 133

6.2.2　串行口控制寄存器SCON 134

6.2.3 80C51的帧格式 135

6.2.4　波特率的设置 136

6.3 串行通信工作方式 137

6.3.1　方式0 138

6.3.2　方式1 138

6.3.3　方式2和方式3 138

6.3.4　多机通信 139

6.4 串行口应用举例 140

6.4.1　用串行口扩展I/O口 140

6.4.2　用串行口进行异步通信 142

思考与练习 146

第7章　中断系统 147

7.1 概述 147

7.1.1　中断的概念 147

7.1.2　引进中断技术的优点 147

7.1.3　中断源 148

7.1.4　中断系统的功能 148

7.2 AT89S51单片机的中断系统 149

7.2.1　中断系统的结构 150

7.2.2　中断源及中断入口 150

7.2.3　与中断有关的寄存器 152

7.3 中断处理过程 155

7.3.1 中断响应 155

7.3.2　中断处理 156

7.3.3　中断返回 157

7.3.4　中断请求的撤除 157

7.3.5　中断响应时间 158

7.3.6　扩充外中断源 158

7.4 中断程序的设计与应用 159

7.4.1　中断程序的一般设计方法 159

7.4.2　中断程序应用举例 161

思考与练习 166

第8章　单片机的系统扩展 167

8.1 并行扩展概述 167

8.1.1　外部并行扩展总线 167

8.1.2　并行扩展的寻址方法 168

8.2 存储器的并行扩展 169

8.2.1　数据存储器扩展概述 169

8.2.2　访问片外RAM的操作时序 170

8.2.3　数据存储器扩展举例 171

8.3 扩展并行I/O口 172

8.3.1　简单的并行I/O扩展 172

8.3.2　扩展可编程I/O接口芯片 174

8.4 串行扩展概述 177

8.4.1　常用串行总线与串行口简介 177

8.4.2　单片机串行扩展的模拟技术 180

8.5 I2C总线 180

8.5.1 I2C总线的特点 181

8.5.2 I2C总线的组成及基本工作原理 181

8.5.3 I2C总线的传输时序 181

8.5.4 I2C总线的通用模拟软件包 182

8.5.5 I2C总线应用举例 185

8.6 SPI串行口 190

8.6.1 SPI串行口的特点 190

8.6.2 SPI系统的组成及基本原理 190

8.6.3 SPI串行口的传输时序 190

8.6.4 SPI串行口的通用软件包 191

8.6.5 SPI串行口应用举例 192

8.7 扩展数模转换器 196

8.7.1 DAC电路原理 196

8.7.2 D/A转换器的主要技术指标 197

8.7.3　扩展D/A转换器实例 197

8.8 扩展模数转换器 201

8.8.1　逐次逼近式A/D转换原理 201

8.8.2 A/D转换器的主要技术指标 202

8.8.3 扩展A/D转换器实例 203

思考与练习 205

第9章 C51语言程序设计 207

9.1 单片机的C51语言概述 207

9.1.1 C51语言的主要优点 207

9.1.2 C51语言的运算符及表达式 208

9.1.3 C51语言的程序结构 209

9.1.4 C51语言的流程控制语句 210

9.2 C51语言对通用C语言的扩展 212

9.2.1　数据的存储类型 212

9.2.2　数据类型 214

9.2.3　指针 216

9.2.4　函数 217

9.2.5 C51语言对单片机硬件的访问 218

9.3 C51语言编程举例 220

9.4 C51语言与汇编语言的混合编程 224

9.4.1　函数名的转换规则 224

9.4.2　函数调用 224

9.4.3　混合编程举例 225

思考与练习 227

第10章　接口技术 228

10.1 键盘接口 228

10.1.1　键盘工作原理 228

10.1.2　独立式按键 229

10.1.3　行列式键盘 231

10.2 显示器接口 238

10.2.1 LED显示器的结构与原理 239

10.2.2 LED静态显示方式 240

10.2.3 LED动态显示方式 242

10.2.4　液晶显示器概述 245

10.2.5　液晶显示模块的引脚及说明 246

10.2.6　字符型液晶显示模块LCM的组成及原理 247

10.2.7 LCM的指令 249

10.2.8 LCM的复位及初始化 252

10.2.9 LCM应用举例 252

10.3 功率开关器件接口 256

10.3.1　输出接口的隔离技术 256

10.3.2　直流负载驱动电路 256

10.3.3 晶闸管驱动的负载电路 257

10.3.4　电磁继电器接口电路 258

10.3.5　固态继电器接口电路 259

10.4 打印机接口 260

10.4.1 TPμP-40A微型打印机的主要技术性能及接口要求 260

10.4.2　字符代码及打印命令 261

10.4.3 TPμP-40A/16A微型打印机与单片机的接口 262

思考与练习 264

第11章　嵌入式应用系统的设计与开发 265

11.1 应用系统设计过程 265

11.1.1　总体方案设计 265

11.1.2　硬件设计 266

11.1.3　软件设计 268

11.1.4　嵌入式系统的低功耗设计 269

11.2 开发工具和开发方法 271

11.2.1　开发工具 271

11.2.2　单片机的开发方法 272

11.3 Keil C51集成开发环境的使用 273

11.3.1　软件开发流程 274

11.3.2　项目的建立与设置 276

11.3.3　运行调试 278

11.4 水位控制系统 279

11.4.1　题目分析 279

11.4.2　硬件设计 280

11.4.3　软件设计 281

11.5　恒温箱温度测控报警系统 282

11.5.1　题目分析 282

11.5.2　TLC549芯片介绍 283

11.5.3 硬件设计 284

11.5.4　软件设计 284

思考与练习 288

附录A 80C51指令表 289

附录B ASCII码（美国标准信息交换码）符号对照表 294

附录C　常用芯片引脚图 295

附录D　常用逻辑符号对照表 297

参考文献 298