单片机及工程应用基础PDF电子书下载

第1章 计算机与嵌入式系统基础 1

1.1 计算机与嵌入式系统概述 1

1.1.1 嵌入式系统微处理器的种类 2

1.1.2 衡量嵌入式计算机的性能和指标 3

1.2 计算机组成及工作模型 5

1.2.1 CPU的内部结构 5

1.2.2 总线与接口 8

1.2.3 存储器 9

1.2.4 模型机的工作过程 12

1.3 MCS-51系列单片机 15

1.3.1 MCS-51经典型架构单片机 15

1.3.2 MCS-51单片机的典型产品 20

1.3.3 MCS-51单片机最小系统 21

1.4 MCS-51存储器结构 22

1.4.1 MCS-51存储器构成 22

1.4.2 MCS-51单片机的特殊功能寄存器 26

习题与思考题 31

第2章 MCS-51指令系统与汇编程序设计 32

2.1 MCS-51系列单片机汇编指令格式及标识 32

2.1.1 指令格式 33

2.1.2 指令中用到的标识符 33

2.2 MCS-51系列单片机寻址方式 34

2.3 MCS-51系列单片机指令系统 38

2.3.1 数据传送指令 38

2.3.2 算术运算指令 43

2.3.3 逻辑运算指令 47

2.3.4 位操作指令 50

2.3.5 控制转移指令 52

2.4 MCS-51系列单片机汇编程序设计常用伪指令 61

2.5 MCS-51系列单片机汇编程序设计 64

2.5.1 延时程序设计 64

2.5.2 数据块复制粘贴程序 65

2.5.3 数学运算程序 65

2.5.4 数据的拼拆和转换 75

2.5.5 多分支转移（散转）程序 77

2.5.6 比较与排序 80

习题与思考题 82

第3章 Keil C51语言程序设计基础与开发调试 87

3.1 C51与MCS-51单片机 87

3.2 C51的数据类型 89

3.3 数据的存储类型和存储模式 94

3.3.1 C语言标准存储类型 94

3.3.2 C51的数据存储类型 95

3.3.3 C51的存储模式 95

3.4 C51中绝对地址的访问 96

3.5 Keil μ Vision集成开发环境 99

3.6 基于Multisim进行单片机应用系统仿真 107

3.7 基于Proteus的单片机应用系统仿真 111

3.7.1 Proteus简介 111

3.7.2 基于Proteus进行单片机应用系统仿真 112

3.8 单片机应用系统的开发 117

3.8.1 单片机应用系统的开发工具 117

3.8.2 单片机应用系统的调试 120

习题与思考题 121

第4章 中断与中断系统 122

4.1 中断机制与中断系统运行 122

4.2 MCS-51单片机的中断系统 124

4.3 中断程序的编写 130

4.4 MCS-51多外部中断源系统设计 132

习题与思考题 134

第5章 MCS-51单片机的I/O接口及人机接口技术初步 135

5.1 MCS-51的I/O接口结构 135

5.2 MCS-51的I/O驱动电路设计 139

5.3 I/O口与上下拉电阻 143

5.4 MCS-51单片机与LED显示器接口 145

5.4.1 LED显示器的结构与原理 145

5.4.2 LED数码管显示器的译码方式 146

5.4.3 LED数码管的显示方式 147

5.5 MCS-51单片机与键盘的接口 151

5.5.1 键盘的工作原理 151

5.5.2 矩阵式键盘与单片机的接口 158

5.5.3 基于扫描法改进矩阵式键盘与单片机的接口方法 162

习题与思考题 165

第6章 系统总线与系统扩展技术 166

6.1 系统总线和系统扩展方法 166

6.1.1 MCS-51单片机系统总线结构 167

6.1.2 MCS-51系统总线时序 169

6.1.3 基于系统总线进行系统扩展的总线连接方法 171

6.2 系统存储器扩展举例 174

6.2.1 程序存储器扩展 174

6.2.2 数据存储器扩展 177

6.2.3 程序存储器与数据存储器综合扩展 178

6.3 输入／输出接口及设备扩展 179

6.3.1 利用74HC573和74HC244扩展的简单I/O接口 180

6.3.2 利用多片74HC573和系统总线扩展输出口 181

6.3.3 利用多片74HC244和系统总线扩展输入口 184

6.3.4 基于系统总线和Verilog HDL实现输入／输出接口扩展设计 185

6.4 1602字符液晶及其6800接口技术 189

6.4.1 6800系统总线接口时序及1602驱动方法 189

6.4.2 操作1602的11条指令详解 194

6.4.3 1602液晶驱动程序设计 197

6.5 DMA及接口技术 201

习题与思考题 204

第7章 定时器／计数器及应用 205

7.1 定时器／计数器及应用概述 205

7.2 定时器／计数器T/C0和T/C1 206

7.2.1 定时器／计数器T/C0和T/C1的结构及工作原理 206

7.2.2 定时器／计数器T/C0和T/C1的相关SFR 208

7.2.3 定时器／计数器T/C0和T/C1的工作方式 209

7.2.4 定时器／计数器T/C0和T/C1的初始化编程及应用 211

7.3 定时器／计数器T/C2 217

7.3.1 定时器／计数器T/C2的寄存器 217

7.3.2 定时器／计数器T/C2的工作方式 218

7.3.3 定时器／计数器T/C2的应用举例 221

7.4 定时器应用 224

7.4.1 定时器典型设计举例：（作息时间控制）数字钟／万年历的设计 224

7.4.2 定时器典型设计举例：赛跑电子秒表的设计 229

7.5 时间间隔、时刻测量及应用 234

7.5.1 时间间隔、时刻测量及应用概述 234

7.5.2 时间间隔、时刻测量的应用：超声波测距仪的设计 235

7.6 频率测量及应用 247

7.6.1 频率的直接测量方法——定时计数 248

7.6.2 通过测量周期测量频率 251

7.6.3 频率计的设计 252

习题与思考题 259

第8章 MCS-51单片机的串行口 260

8.1 嵌入式系统数据通信的基本概念 260

8.2 MCS-51单片机串行口的结构及通信原理 263

8.3 MCS-51单片机串行口的波特率设置及初始化 267

8.4 MCS-51单片机串行口的异步点对点通信及RS-232接口应用 268

8.4.1 MCS-51单片机串行口的异步点对点通信 268

8.4.2 RS-232接口 276

8.5 多机通信与RS-485总线系统 280

8.5.1 多机通信原理 280

8.5.2 RS-485接口与多机通信 286

8.5.3 RS-485总线通信系统的可靠性分析及措施 289

8.5.4 基于RS-485的网络节点软件设计 293

习题与思考题 299

第9章 串行扩展技术 301

9.1 SPI总线扩展接口及应用 301

9.1.1 SPI总线及其应用系统结构 301

9.1.2 SPI总线的接口时序 302

9.1.3 用MCS-51的串行口扩展并行口 305

9.1.4 基于SPI接口和74HC595的LED点阵屏技术 308

9.2 SPI总线应用——采用日历时钟芯片DS1302实现电子钟表 310

9.2.1 DS1302简介 310

9.2.2 DS1302与单片机的接口 314

9.3 I2C串行总线扩展技术 317

9.3.1 I2C串行总线概述 317

9.3.2 I2C总线的数据传送 319

9.3.3 I2C总线数据传送的模拟 323

9.3.4 I2C总线存储器的扩展 330

9.4 单总线技术与基于DS1820的温度检测系统设计 332

9.4.1 DS18B20概貌 333

9.4.2 DS18B20的内部构成及测温原理 334

9.4.3 DS18B20的访问协议 335

9.4.4 DS18B20的自动识别技术 338

9.4.5 DS18B20的单总线读／写时序 339

9.4.6 DS18B20使用中的注意事项 340

9.4.7 单片DS18B20测温应用程序设计 341

9.4.8 DS18B20多点测温网络 343

习题与思考题 344

第10章 A/D、D/A转换器及接口设计 345

10.1 D/A转换器原理、接口技术及应用要点 345

10.1.1 D/A转换器原理及指标 345

10.1.2 D/A转换器与单片机的连接 348

10.1.3 MCS-51单片机与DAC0832的接口技术 349

10.1.4 基于TL431的基准电压源设计 356

10.2 A/D转换器原理、接口技术及应用要点 357

10.2.1 A/D转换器原理及指标 357

10.2.2 A/D转换器的主要性能指标 359

10.2.3 ADC0809与MCS-51的接口 361

10.3 TLC2543及其接口应用 365

10.4 4 1/2位双积分型A/D转换器——ICL7135及其接口技术 369

习题与思考题 374

第11章 嵌入式系统设计 375

11.1 嵌入式应用系统结构及设计 375

11.1.1 基于单片机的嵌入式应用系统结构 375

11.1.2 单片机应用系统的设计内容 377

11.2 嵌入式系统的一般设计过程及原则 378

11.2.1 硬件系统设计原则 378

11.2.2 应用软件设计原则 378

11.2.3 应用系统开发过程 379

11.3 嵌入式系统的抗干扰技术 380

11.3.1 软件抗干扰 380

11.3.2 硬件抗干扰 381

11.3.3 “看门狗”技术 382

11.4 嵌入式系统的低功耗设计 383

11.4.1 硬件低功耗设计 384

11.4.2 软件低功耗设计 387

11.5 嵌入式处理器发展与嵌入式系统设计 390

习题与思考题 392

附录A 课程设计或实习参考题目 393

附录B MCS-51指令速查表 395

附录C ASCII表 400

参考文献 401