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基础篇 3

第1章 单片机概论 3

1.1 单片机是什么 3

1.2 单片机的起源与发展现状 3

1.3 单片机的基本结构 4

1.4 单片机的特点及工作方式 4

1.4.1 单片机的特点 4

1.4.2 单片机的应用范围 5

1.4.3 单片机中几类常用的存储器 5

1.4.4 单片机的几个概念 6

1.4.5 51系列单片机的发展 8

1.5 单片机选型及单片机系统开发 9

1.5.1 单片机选型要点 9

1.5.2 单片机系统的开发过程 9

1.6 单片机系统开发必备的知识、能力与条件 10

1.7 本章要点 11

习题1 11

第2章 数制与编码 13

2.1 数制 13

2.1.1 十进制 13

2.1.2 十进制记数 14

2.1.3 二进制 14

2.1.4 二进制记数 14

2.1.5 八进制 15

2.1.6 十六进制 15

2.2 数制间的转换 16

2.2.1 二进制、十六进制数向十进制转换的方法 16

2.2.2 十进制数转换成二进制、十六进制数 16

2.2.3 二进制数与十六进制数的相互转换 17

2.2.4 十进制数与十六进制数转换的实用方法 18

2.3 二进制运算 19

2.3.1 二进制算术运算 19

2.3.2 二进制逻辑运算 21

2.4 计算机中数的表示方法 22

2.4.1 位、字节和字 22

2.4.2 数的码制 22

2.4.3 编码 25

习题2 26

第3章 MCS-51系列单片机系统硬件 27

3.1 MCS-51系列单片机内部与外部结构 27

3.1.1 MCS-51系列单片机硬件资源 27

3.1.2 标准51单片机的引脚排列及功能 31

3.2 单片机正常工作的硬件条件 34

3.3 标准51机的I/O结构 34

3.3.1 I/O口结构 34

3.3.2 P0口内部结构及使用 34

3.3.3 P1口内部结构及使用 36

3.3.4 P2口内部结构及使用 36

3.3.5 P3口内部结构及使用 36

3.4 51系列单片机存储器结构 37

3.4.1 程序存储器 38

3.4.2 内部数据存储器 38

3.4.3 外部数据存储器 45

3.4.4 非易失性数据存储器 46

3.4.5 存储器地址重叠问题 46

习题3 46

第4章 单片机应用系统编程基础 47

4.1 从源程序到可执行代码 47

4.2 机器码、汇编语言和高级语言 48

4.3 MCS-51单片机汇编语言指令分析 49

4.3.1 MCS-51单片机汇编语言指令格式 49

4.3.2 MCS 51单片机指令中的符号说明 49

4.3.3 MCS-51单片机的寻址方式 50

4.3.4 MCS-51单片机指令概述 51

4.4 汇编语言程序的组成与结构 64

4.4.1 汇编语言程序的组成部分 64

4.4.2 汇编语言程序结构与一般格式 66

4.5 从C语言过渡到C51 71

4.5.1 从C语言向C51过渡的重要环节 71

4.5.2 有关C51的补充说明 74

4.6 程序设计举例 75

4.6.1 程序流程图 76

4.6.2 与I/O操作无关的程序设计 76

4.6.3 与I/O操作有关的程序设计 86

4.6.4 关于汇编指令用法的补充说明 96

4.7 本章重点 98

习题4 98

第5章 中断 101

5.1 中断的基本概念 101

5.1.1 中断的定义及中断工作方式 101

5.1.2 中断优先级 103

5.1.3 中断的条件、中断识别及中断返回 105

5.1.4 中断向量及其用法 106

5.1.5 中断响应时间 107

5.1.6 外部中断事件信号的作用时间 107

5.2 标准51机中断源的内部结构 108

5.3 中断控制 109

5.3.1 中断允许与禁止 110

5.3.2 中断请求标志位 111

5.3.3 中断优先级控制 112

5.4 外部中断编程举例 113

5.5 外部中断源的复用技术 117

5.6 本章重点 120

习题5 120

第6章 定时／计数器 121

6.1 定时／计数器及时间的表达 121

6.1.1 时间的表达方式 121

6.1.2 标准51机定时／计数器结构 121

6.2 T0、T1的工作原理及时间分辨率 122

6.2.1 T0、T1的工作方式 122

6.2.2 定时／计数工作原理 123

6.3 T0、T1应用举例 125

6.3.1 查询方式 125

6.3.2 定时／计数器应用-中断方式 128

6.4 定时／计数器T2原理及应用 138

6.4.1 与T2相关的特殊功能寄存器 138

6.4.2 T2的工作方式及应用 140

6.5 本章重点 147

习题6 147

第7章 串行口及异步串行通信 149

7.1 通信的基本概念 149

7.1.1 通信的意义 149

7.1.2 通信的定义及数据的传输 149

7.2 串行通信 152

7.2.1 串行通信协议 152

7.2.2 串行通信方式 152

7.2.3 通信控制器 154

7.3 串行口结构及工作原理 154

7.3.1 串行口的工作方式 155

7.3.2 串行口工作方式 157

7.3.3 异步串行口通信的过程 159

7.4 串行通信编程举例 159

7.4.1 双机通信 160

7.4.2 奇偶校验 162

7.4.3 定时器T1溢出率的计算方法 168

7.4.4 累加和校验 171

7.5 多机通信原理及系统设计 173

7.6 RS-232C接口标准 178

7.7 RS-485接口 181

7.7.1 RS-485接口标准 182

7.7.2 RS-485发送／接收器 183

7.7.3 51单片机RS-485通信系统设计 183

7.8 串口方式0应用举例 185

7.8.1 LED数码管的电路结构与显示原理 185

7.8.2 多位LED数码管的驱动 187

7.8.3 多位LED数码管的驱动电路设计 187

7.9 本章重点 194

习题7 195

提高篇 199

第8章 MCS-51单片机并行总线系统 199

8.1 MCS-51系列单片机的并行总线 199

8.1.1 最小应用系统及扩展系统 199

8.1.2 构建总线系统的条件与总线分类 200

8.1.3 MCS-51系列单片机并行总线扩展方法 201

8.2 总线扩展电路常用器件简介 204

8.3 27系列EPROM型存储器总线扩展方法 207

8.3.1 芯片容量与地址线的数目 207

8.3.2 芯片工作时序及特性参数 209

8.3.3 程序存储器扩展举例 210

8.4 MCS-51单片机外部数据存储器总线扩展方法 214

8.4.1 单片机常用数据存储器 215

8.4.2 62系列数据存储器的接口电路设计 217

8.5 外部非易失性数据存储器及总线扩展方法 220

8.5.1 EEPROM型非易失性存储器概述 220

8.5.2 28系列并行接口EEPROM的一般特性 220

8.5.3 28系列存储器的数据安全措施 221

8.6 MCS-51总线系统的地址译码技术 222

8.7 异步高速双端口静态RAM 225

8.7.1 概述 225

8.7.2 IDT7132与51机接口电路设计 226

8.8 本章重点 228

习题8 229

第9章 MCS-51单片机接口技术 231

9.1 并行接口I/O芯片8255A 231

9.1.1 8255A的内部结构和外部特性 231

9.1.2 8255A的编程命令 234

9.1.3 8255A的工作方式 236

9.2 模数转换器 245

9.2.1 研究模数、数模转换器的意义 245

9.2.2 A/D转换的原理 245

9.3 MAX114与51机接口电路设计 250

9.3.1 基于MAX114的51机采样程序设计 254

9.3.2 发挥MAX114高速转换优势的方法 257

9.4 数模转换器的扩展 257

9.4.1 DAC的技术性能指标 257

9.4.2 IAC应用中一般要考虑的问题 259

9.4.3 DAC0832的内部结构与外部特性 260

9.4.4 DAC0832与51机的接口电路与程序设计 264

9.5 液晶显示器与51机的接口 270

9.5.1 点阵液晶显示器 270

9.5.2 KM12864点阵液晶显示器 272

9.5.3 液晶显示器与51机接口电路设计 275

9.5.4 液晶显示器应用程序举例 276

9.6 本章重点 285

习题9 285

第10章 同步串行总线及其应用 287

10.1 同步串行通信简介 287

10.2 SPI总线及其应用 287

10.2.1 SPI总线简介 287

10.2.2 具有SPI接口的实时时钟芯片DS1306 288

10.3 I2C总线 299

10.3.1 I2C总线时序分析 299

10.3.2 I2C总线接口器件在51机系统中的应用 300

10.4 一线总线时序分析及应用 308

10.4.1 DS18B20简介 308

10.4.2 DS18B20的应用 315

10.5 同步串行接口模数和数模转换器 326

10.5.1 同步串行接口ADC——LTC1598 326

10.5.2 同步串行接口DAC——MAX520 330

10.6 本章重点 334

习题10 335

实践篇 339

第11章 课内实验指导 339

实验1 系统开发的基本技能训练 339

实验2 外部中断 342

实验3 定时器与I/O综合应用 344

实验4 异步串行通信实验 345

实验5 定时、中断和串口综合应用 346

实验6 8255A方式0应用 348

实验7 外部RAM应用 351

实验8 并行总线接口ADC应用 351

实验9 DAC与ADC联合应用 353

实验10 一线串行总线器件应用 354

实验11 多机异步串行通信实验 355

附录A ASCII码表 357

附录B MCS-51系列单片机指令编码表 359

参考文献 366