单片机原理及应用PDF电子书下载

第1章 单片机基础知识 1

1.1微型计算机简述 1

1.1.1微型计算机硬件系统 1

1.1.2微型计算机软件系统 1

1.2单片机概述 2

1.2.1单片机的概念 2

1.2.2单片机的发展概况 2

1.2.3单片机的特性 2

1.2.4单片机的发展趋势 3

1.2.5单片机的应用 4

1.3 MCS-51单片机及其兼容单片机简介 5

1.3.1 MCS-51单片机 5

1.3.2 AT89系列单片机 5

1.3.3 STC系列单片机 6

1.3.4 C8051F系列单片机 7

1.4计算机中的信息表示 7

1.4.1机器数与机器数的表示形式 7

1.4.2计算机的信息编码 9

本章小结 10

思考题与练习题1 10

第2章 MCS-51单片机组成 11

2.1 MCS-51单片机的硬件结构 11

2.1.1 MCS-51单片机的内部结构 11

2.1.2 MCS-51单片机的引脚功能 13

2.2 MCS-51单片机的内部存储器 13

2.2.1内部数据存储器低128单元 14

2.2.2内部数据存储器高128单元 15

2.2.3堆栈 18

2.2.4内部程序存储器 19

2.2.5 MCS-51单片机存储器的结构 19

2.3 MCS-51单片机I/O口电路及功能 20

2.3.1 P0口 20

2.3.2 P1口 21

2.3.3 P2口 21

2.3.4 P3口 22

2.3.5 I/O口的读-修改-写操作 22

2.3.6 I/O口的负载能力及接口要求 23

2.4 MCS-51单片机的时钟电路与时序 23

2.4.1时钟电路 23

2.4.2时序定时单位 24

2.4.3典型指令时序 25

2.5 MCS-51单片机的复位方式和复位电路 26

2.5.1复位 26

2.5.2复位电路 26

2.6低功耗操作方式 27

2.6.1 HMOS工艺单片机的掉电保护方式 27

2.6.2 CHMOS工艺单片机的低功耗方式 28

2.7 I/O口应用案例及Proteus仿真 29

2.7.1 P1口控灯 29

2.7.2 P1口循环控灯 30

本章小结 31

思考题与练习题2 31

第3章 MCS-51指令系统及汇编语言程序设计 32

3.1指令系统概述 32

3.1.1指令格式 32

3.1.2指令系统的分类 33

3.1.3指令描述符号意义的说明 33

3.2寻址方式 34

3.3 MCS-51指令系统 37

3.3.1数据传送类指令 37

3.3.2算术运算类指令 41

3.3.3逻辑运算及移位类指令 45

3.3.4控制转移类指令 48

3.3.5位操作类指令 52

3.4汇编语言概述及伪指令 54

3.4.1汇编语言的特点 54

3.4.2汇编语言的语句格式 54

3.4.3汇编语言的伪指令 55

3.5汇编语言程序设计 57

3.5.1顺序程序设计 57

3.5.2分支程序设计 58

3.5.3循环程序设计 60

3.5.4子程序设计 61

3.6常用程序的设计 63

3.6.1数制转换程序 63

3.6.2多字节无符号数的加减运算 64

3.6.3软件定时程序 65

3.6.4查表程序 66

3.6.5极值查找程序 68

3.6.6数据检索程序 68

3.6.7数据排序程序 69

本章小结 70

思考题与练习题3 70

第4章 单片机C语言程序设计 74

4.1 C51概述 74

4.2 C51的基本语法 74

4.2.1 C51的标识符和关键字 74

4.2.2 C51数据类型 75

4.2.3 C51数据存储类型和存储模式 77

4.2.4常量与变量 80

4.2.5 C51运算符、表达式及其规则 81

4.2.6数组 82

4.2.7指针 84

4.3 C51对绝对地址存储单元的访问 85

4.4 C51流程控制语句 89

4.4.1选择语句 89

4.4.2循环语句 92

4.5 C51函数 95

4.5.1函数的定义和分类 95

4.5.2函数的调用 95

4.5.3 C51的库函数 96

4.6 MCS-51单片机的键盘及LED显示编程案例 98

本章小结 100

思考题与练习题4 101

第5章 中断与定时 102

5.1 MCS-51单片机的中断系统 102

5.1.1概述 102

5.1.2 MCS-51单片机的中断源 103

5.1.3中断控制 103

5.1.4中断处理过程 105

5.1.5中断请求的撤销 108

5.1.6中断编程 109

5.2 MCS-51单片机的定时器/计数器 112

5.2.1定时器/计数器的功能 112

5.2.2定时器/计数器的控制寄存器 113

5.2.3方式0 114

5.2.4方式1 116

5.2.5方式2 117

5.2.6方式3 119

5.2.7用定时器/计数器进行外部中断扩展 120

5.3中断与定时器/计数器综合应用举例 121

5.4数字频率计设计案例及Proteus仿真 128

5.4.1案例教学的目的、要求和教学方法 128

5.4.2数字频率计的原理及硬件电路图 128

5.4.3数字频率计的软件编程思路 129

5.4.4案例思考题 130

本章小结 130

思考题与练习题5 130

第6章 MCS-51单片机的串行通信 132

6.1串行通信基本常识 132

6.1.1异步串行通信的字符格式 132

6.1.2异步串行通信的传输速率 133

6.1.3异步串行通信的信号形式 133

6.1.4异步串行通信的数据通路方式 134

6.2 RS-232C接口标准及其接口芯片 134

6.2.1 RS-232C连接器 134

6.2.2 RS-232C接口的引脚定义 134

6.2.3 RS-232C主要引脚说明 135

6.2.4电气特性 136

6.2.5 RS-232C接口的连接方式 136

6.2.6串行口电路 137

6.3 MCS-51单片机的串行口及控制寄存器 138

6.3.1 MCS-51单片机串行口结构 138

6.3.2串行通信控制寄存器 138

6.4 MCS-51单片机串行通信工作方式 140

6.4.1串行工作方式0 140

6.4.2串行工作方式1 144

6.4.3串行工作方式2 148

6.4.4串行工作方式3 149

6.5多机通信 150

6.5.1多机通信基本原理 150

6.5.2多机通信的程序设计 150

6.5.3简单应用举例 151

6.6 SPI总线技术 152

6.6.1 SPI总线结构 153

6.6.2 SPI串行扩展应用实例 154

6.7 I2C总线技术 156

6.7.1 I2C总线协议 157

6.7.2 I2C总线应用举例 158

6.8 PC机与单片机的通信案例 161

6.8.1案例教学目的和教学要求 161

6.8.2硬件连接电路图 161

6.8.3 PC机的软件编程思路 161

6.8.4单片机的软件编程思路 162

本章小结 163

思考题与练习题6 163

第7章 MCS-51单片机的并行扩展 165

7.1系统总线及总线构造 165

7.1.1单片机扩展概述 165

7.1.2单片机系统总线及其构造 165

7.2存储器扩展 167

7.2.1程序存储器扩展 167

7.2.2数据存储器扩展 170

7.3 I/O口扩展 171

7.3.1简单I/O口扩展 171

7.3.2 8255A可编程并行I/O口扩展 172

7.4模拟霓虹灯设计案例及Proteus仿真 175

7.4.1案例教学的目的、要求和教学方法 175

7.4.2模拟霓虹灯的硬件电路图 175

7.4.3模拟霓虹灯的软件编程思路 176

7.4.4案例思考题 178

本章小结 178

思考题与练习题7 178

第8章 MCS-51单片机的接口技术 179

8.1键盘接口技术 179

8.1.1按键的特性 179

8.1.2独立式键盘接口技术 180

8.1.3行列式键盘接口技术 181

8.2 LED显示接口技术 183

8.2.1 LED显示原理 183

8.2.2静态显示技术 184

8.2.3动态显示技术 184

8.3 LCD显示接口技术 186

8.3.1 LCD1602液晶显示模块简介 186

8.3.2 LCD 1602液晶显示模块存储器 186

8.3.3 LCD1602液晶显示模块指令 187

8.3.4 LCD显示器与单片机接口 189

8.4单片机与D/A、 A/D转换器的接口与应用 190

8.4.1典型D/A转换器芯片DAC0832 190

8.4.2 DAC0832与单片机接口 191

8.4.3典型A/D转换器芯片ADC0809 193

8.4.4 ADC0809与单片机接口 194

8.5多通道模拟量数据采集系统设计案例及Proteus仿真 196

8.5.1案例教学的目的、要求和教学方法 196

8.5.2多通道模拟量数据采集系统功能与硬件电路图 196

8.5.3多通道模拟量数据采集系统软件编程思路 197

8.5.4案例思考题 200

本章小结 200

思考题与练习题8 200

第9章 C8051 F41 x单片机简介 201

9.1 C8051F41x概述 201

9.1.1 C8051F410系统内部结构 202

9.1.2 C8051 F410系统引脚 202

9.2 C8051F41x存储器组织 203

9.2.1程序存储器 203

9.2.2内部数据存储器 204

9.2.3片内外部数据存储器 205

9.3 C8051F41x可编程的I/O口 205

9.3.1 I/O口输入/输出 205

9.3.2优先权交叉开关译码器 206

9.3.3 I/O口初始化 209

9.3.4通用I/O口 209

9.4 C8051F41x中断系统 210

9.4.1 C8051F41x中断系统概述 210

9.4.2中断寄存器说明 212

9.4.3外部中断 213

9.5 C8051F41x内部定时器/计数器 214

9.5.1概述 214

9.5.2定时器/计数器T0、 T1 215

9.5.3定时器/计数器T2、 T3 216

9.6可编程定时器/计数器阵列（PCA） 219

9.6.1 PCA定时器/计数器 219

9.6.2捕捉/比较模块 221

9.6.3看门狗定时器方式 226

9.7 C8051F41x的串行口 227

9.7.1通用串行口UART0 227

9.7.2增强型串行口（SPI0） 228

9.7.3 SMBus接口 231

9.8模数转换器ADC 233

9.8.1 12位ADC结构 233

9.8.2 ADC工作方式 234

9.8.3可编程窗口检测器 235

9.9数模转换器DAC 236

9.9.1 12位IDAC结构 236

9.9.2 IDA0输出更新 237

9.9.3 IDAC输出字格式 237

9.10复位 238

9.11电源管理方式 240

本章小结 240

思考题与练习题9 240

第10章 MCS-51单片机应用系统设计与开发 242

10.1单片机应用系统设计的一般步骤和方法 242

10.1.1单片机应用系统的性能要求 242

10.1.2设计步骤 242

10.1.3硬件设计 243

10.1.4软件设计 245

10.1.5系统调试 245

10.2单片机应用系统的抗干扰技术 245

10.2.1硬件抗干扰技术 246

10.2.2软件抗干扰技术 247

10.3综合系统案例及Proteus仿真 249

10.3.1交通信号灯的设计与实现 249

10.3.2电子密码锁的设计与实现 254

10.3.3案例思考题 265

本章小结 265

思考题与练习题10 265

附录A MCS-51指令一览表 266

附录B KeilC51软件的使用 269

附录C 基于Proteus的单片机系统仿真 275

参考文献 280