卓越工程能力培养与工程教育专业认证系列规划教材 单片机原理及应用 电气工程及其自动化、自动化专业PDF电子书下载

第1章 单片机概述 1

1.1 什么是单片机 2

1.2 单片机的组成 3

1.3 单片机的特点 4

1.4 单片机的发展过程与趋势 5

1.4.1 单片机的发展过程 6

1.4.2 单片机的发展趋势 6

1.5 单片机的应用领域 8

本章小结 9

习题 10

第2章 51系列单片机的硬件结构和原理 11

2.1 51系列单片机的基本结构 11

2.1.1 51系列单片机的内部总体结构 13

2.1.2 51系列单片机的片内资源 13

2.2 51系列单片机的引脚功能 15

2.2.1 51系列单片机的引脚图与封装方式 15

2.2.2 51系列单片机的引脚说明 15

2.2.3 51系列单片机的引脚应用特性 18

2.3 51系列单片机的存储器结构 19

2.3.1 程序存储器 19

2.3.2 数据存储器 20

2.3.3 特殊功能寄存器 22

2.4 51系列单片机的并行I/O接口 25

2.4.1 P0口 26

2.4.2 P1口 27

2.4.3 P2口 27

2.4.4 P3口 28

2.4.5 I/O端口的操作 28

2.5 时钟电路与CPU时序 30

2.5.1 时钟电路 30

2.5.2 CPU时序 30

2.5.3 典型指令的取指和执行时序 31

2.5.4 访问外部ROM的操作时序 32

2.5.5 访问外部RAM的操作时序 33

2.6 51系列单片机的复位状态与复位电路 34

2.6.1 复位状态 34

2.6.2 复位电路 35

2.7 51系列单片机的低功耗运行方式 36

2.7.1 方式设定 36

2.7.2 空闲工作方式 37

2.7.3 掉电保护方式 37

2.8 实验与实训 38

2.8.1 汽车转向灯控制器的设计 38

2.8.2 音频驱动实验 40

本章小结 42

习题 42

第3章 51系列单片机的指令系统和汇编语言程序设计 45

3.1 51系列单片机的指令格式及标识 46

3.1.1 指令格式 46

3.1.2 指令中常用的符号 47

3.1.3 伪指令 47

3.2 51系列单片机指令的寻址方式 49

3.2.1 直接寻址 50

3.2.2 立即寻址 50

3.2.3 寄存器寻址 50

3.2.4 寄存器间接寻址 50

3.2.5 基址＋变址寻址 51

3.2.6 相对寻址 51

3.2.7 位寻址 51

3.3 51系列单片机的指令系统 51

3.3.1 数据传送类指令 52

3.3.2 算术运算类指令 56

3.3.3 逻辑运算及移位类指令 58

3.3.4 控制转移类指令 59

3.3.5 位操作类指令 63

3.4 汇编语言程序设计 65

3.4.1 程序设计方法 65

3.4.2 顺序程序设计 66

3.4.3 分支程序设计 68

3.4.4 循环程序设计 69

3.4.5 查表程序设计 70

3.4.6 子程序设计 72

3.5 实验与实训 73

3.5.1 数据传送指令训练 73

3.5.2 多字节十进制加法 77

3.5.3 拆字程序 78

3.5.4 二进制转BCD码 79

3.5.5 延时程序的设计 80

本章小结 81

习题 81

第4章 C51程序设计 87

4.1 C51程序设计基础 88

4.1.1 C51语言中的数据类型 88

4.1.2 C51语言中的常量和变量 90

4.1.3 C51语言中的运算符 93

4.1.4 C51的存储模式与绝对地址访问 94

4.2 C51程序的基本结构 96

4.2.1 顺序结构 96

4.2.2 分支结构 96

4.2.3 循环结构 98

4.3 硬件资源的C51访问 101

4.4 Keil C51集成环境的使用 103

4.4.1 Keil μ Vision4运行环境介绍 103

4.4.2 Keil μ Vision4集成开发环境的单片机开发流程 106

4.5 编程举例 110

4.5.1 用C语言实现输入输出编程 110

4.5.2 用C语言实现逻辑运算 110

4.5.3 用C语言实现数据转换 110

4.5.4 用C语言实现公式的编辑 111

4.6 实验与实训 112

4.6.1 简单矩阵运算 112

4.6.2 数据排序 114

4.6.3 延时程序的设计 115

本章小结 115

习题 116

第5章 51系列单片机的定时器／计数器 120

5.1 51系列单片机定时器／计数器的结构及工作原理 120

5.1.1 定时器／计数器的结构 121

5.1.2 定时器／计数器的工作原理 121

5.2 51系列单片机定时器／计数器的控制寄存器 122

5.2.1 控制寄存器（TCON） 122

5.2.2 方式选择寄存器（TMOD） 122

5.3 51系列单片机定时器／计数器的工作方式 123

5.3.1 工作方式0 123

5.3.2 工作方式1 124

5.3.3 工作方式2 124

5.3.4 工作方式3 125

5.4 51系列单片机定时器／计数器的应用举例 125

5.4.1 计数初值的计算 125

5.4.2 定时器／计数器的初始化 126

5.4.3 应用举例 127

5.5 实验与实训 130

5.5.1 用C语言实现定时器／计数器的编程 130

5.5.2 用定时器／计数器实现软件“看门狗”的原理 131

5.5.3 单片机LED亮度控制系统设计 134

本章小结 138

习题 138

第6章 51系列单片机的串行接口 140

6.1 串行通信基础 141

6.1.1 通信方式 141

6.1.2 串行通信方式 141

6.1.3 波特率 143

6.2 串行接口的工作原理 143

6.2.1 串行接口的结构 143

6.2.2 串行接口的控制 144

6.2.3 串行接口的4种工作方式 146

6.2.4 波特率设计 150

6.3 串行接口应用举例 151

6.3.1 方式0应用 151

6.3.2 方式1应用 153

6.3.3 方式2和方式3的应用 155

6.3.4 串行通信接口 157

6.4 实验与实训 163

6.4.1 用串行接口实现点亮LED 163

6.4.2 74LS164串转并实验 164

6.4.3 74LS165并转串实验 165

6.4.4 单片机间的多机通信 167

本章小结 172

习题 173

第7章 51系列单片机的中断系统 175

7.1 中断的概念 175

7.2 中断系统结构 176

7.3 中断的相关寄存器 177

7.4 中断响应过程及外部中断 180

7.5 利用中断技术实现单相电动机调速的实例 182

7.6 实验与实训 184

7.6.1 多中断源的连接 184

7.6.2 游乐设备控制板外部中断的应用 186

本章小结 189

习题 190

第8章 单片机的接口技术与扩展技术 192

8.1 单片机的最小系统 193

8.1.1 8031单片机的最小系统 193

8.1.2 芯片上具有程序存储器的单片机最小系统 194

8.2 I2C总线EEPROM芯片扩展 194

8.2.1 器件引脚 194

8.2.2 I2C总线协议简述 195

8.2.3 写数据操作 197

8.2.4 读取操作 198

8.2.5 编程 199

8.3 单片机I/O接口的扩展 206

8.3.1 芯片引脚及功能 206

8.3.2 74LS595与单片机的接口及编程 206

8.4 键盘及数码管显示技术 208

8.4.1 键盘 208

8.4.2 数码管显示单元 213

8.4.3 TM1637的应用 217

8.5 图形点阵液晶显示屏的使用 223

8.5.1 CM12864-2液晶屏介绍 223

8.5.2 显示控制命令 225

8.5.3 CM12864-2应用实例 225

8.6 时钟芯片的扩展 233

8.6.1 DS1302芯片概述 234

8.6.2 芯片各功能详解 234

8.6.3 DS1302应用实例 237

8.7 串行A/D转换器的扩展 240

8.7.1 芯片简介 240

8.7.2 引脚排列与引脚功能 241

8.7.3 TM7705的芯片内寄存器 241

8.7.4 TM7705内部基准 244

8.7.5 TM7705的数字接口 244

8.8 串行接口的D/A转换器扩展 247

8.8.1 4～20mA电路原理图 248

8.8.2 D/A转换器MCP4821 249

8.8.3 MCP4821驱动程序 251

8.9 实验与实训 252

本章小结 256

习题 257

第9章 单片机应用系统设计 259

9.1 单片机系统的开发流程 259

9.2 太阳能路灯控制板的设计 261

9.2.1 需求分析 261

9.2.2 硬件设计 261

9.2.3 软件设计 263

9.3 指纹锁数据采集与传输的设计 270

9.3.1 需求分析 270

9.3.2 硬件设计 270

9.3.3 软件设计 271

本章小结 290

习题 291

参考文献 293