单片机原理及应用案例教程PDF电子书下载

第1章 单片机基础知识 1

1.1 单片机概述 1

1.1.1 微处理器、微型计算机和单片机的概念 1

1.1.2 单片机的发展状况 2

1.1.3 单片机的特点 3

1.1.4 单片机的应用 3

1.1.5 常用单片机系列产品 4

1.2 数制与编码 7

1.2.1 数制 7

1.2.2 编码 12

1.2.3 计算机中带符号数的表示 14

1.3 单片机应用开发系统 15

1.3.1 开发系统的功能 15

1.3.2 开发过程 17

1.4 单片机开发快速入门 17

1.4.1 μVision集成开发环境简介 18

1.4.2 工程建立和编译的基本步骤 21

1.4.3 仿真器的使用 22

1.4.4 编程器的使用 23

1.5 案例——点亮发光二极管 23

1.5.1 功能和设计思路 23

1.5.2 硬件电路设计 24

1.5.3 程序流程及软件设计 24

1.5.4 仿真和调试 24

本章小结 25

思考题与习题 25

第2章 80C51单片机的内部结构 27

2.1 80C51单片机的基本结构 27

2.1.1 80C51系列概述 27

2.1.2 80C51单片机的基本结构 28

2.1.3 引脚及封装 29

2.2 中央处理器 30

2.2.1 运算器 30

2.2.2 控制器 32

2.2.3 CPU的工作流程 33

2.3 存储器 34

2.3.1 程序存储器 35

2.3.2 数据存储器 35

2.3.3 特殊功能寄存器 37

2.4 时钟电路和时序 38

2.4.1 时钟电路 38

2.4.2 基本时序单位 38

2.4.3 80C51的典型时序 39

2.5 复位电路 40

2.5.1 复位电路 40

2.5.2 单片机复位后的状态 41

2.6 并行输入／输出端口 42

2.6.1 P0口的位结构 42

2.6.2 P1口的位结构 43

2.6.3 P2口的位结构 44

2.6.4 P3口的位结构 44

2.7 80C51单片机的低功耗方式 45

2.7.1 电源控制寄存器 45

2.7.2 待机方式 46

2.7.3 掉电方式 46

2.8 案例——霓虹灯控制 46

2.8.1 功能和设计思路 46

2.8.2 硬件电路设计 47

2.8.3 程序流程及软件设计 47

2.8.4 仿真和调试 49

本章小结 49

思考题与习题 50

第3章 80C5 1单片机的指令系统 53

3.1 指令系统简介 53

3.1.1 指令的格式 53

3.1.2 指令的三种表示形式 53

3.1.3 指令的字节数 54

3.1.4 指令的分类 55

3.2 寻址方式 55

3.2.1 符号约定 55

3.2.2 寻址方式说明 55

3.3 80C51指令系统 60

3.3.1 数据传送类指令 60

3.3.2 算术运算类指令 64

3.3.3 逻辑操作类指令 69

3.3.4 控制转移类指令 71

3.3.5 位操作类指令 77

3.4 案例——霓虹灯的控制 78

3.4.1 功能和设计思路 78

3.4.2 硬件电路设计 79

3.4.3 程序流程及软件设计 79

3.4.4 仿真和调试 81

本章小结 82

思考题与习题 82

第4章 汇编语言程序设计基础 86

4.1 汇编语言源程序的设计与汇编 86

4.1.1 程序设计步骤 86

4.1.2 源程序的汇编 87

4.1.3 伪指令 87

4.2 汇编语言程序设计 90

4.2.1 顺序程序设计 90

4.2.2 分支程序设计 91

4.2.3 循环程序设计 92

4.2.4 子程序设计 94

4.3 实用程序举例 96

4.3.1 延时 96

4.3.2 代码转换 97

4.3.3 数据处理 100

4.3.4 算术运算 103

4.3.5 组合逻辑设计 106

4.4 案例——信号灯的控制 107

4.4.1 功能和设计思路 107

4.4.2 硬件电路设计 107

4.4.3 程序流程及软件设计 108

4.4.4 仿真和调试 108

本章小结 109

思考题与习题 109

第5章 80C51的中断系统及定时器／计数器 112

5.1 中断概述 112

5.1.1 中断的特点 112

5.1.2 中断的基本概念 112

5.1.3 中断的过程 113

5.1.4 中断嵌套 114

5.2 80C51中断系统 114

5.2.1 中断源及中断向量地址 114

5.2.2 中断系统结构 115

5.2.3 中断标志与控制 116

5.2.4 中断请求的响应、撤除及返回 118

5.3 中断系统的应用 120

5.3.1 中断系统初始化 120

5.3.2 中断服务子程序 121

5.4 定时器／计数器T0、T1概述 121

5.4.1 定时器／计数器T0、T1的结构 121

5.4.2 定时器／计数器的原理 122

5.5 定时器／计数器的控制方法 122

5.5.1 定时器／计数器寄存器 122

5.5.2 定时器／计数器的初始化 123

5.5.3 定时器／计数器初值的确定方法 124

5.6 定时器／计数器T0、T1的工作方式 124

5.6.1 方式0 124

5.6.2 方式1 125

5.6.3 方式2 125

5.6.4 方式3 126

5.7 定时器／计数器T0、T1应用举例 127

5.7.1 定时器应用举例 127

5.7.2 计数器应用举例 129

5.7.3 门控位应用举例 130

5.8 案例——四人抢答器 131

5.8.1 功能和设计思路 131

5.8.2 硬件电路设计 131

5.8.3 程序流程及软件设计 131

5.8.4 仿真和调试 134

本章小结 134

思考题与习题 135

第6章 80C51的串行接口及串行通信技术 138

6.1 串行通信概述 138

6.1.1 同步通信和异步通信方式 138

6.1.2 串行通信的数据传输速率 139

6.1.3 波特率和收／发时钟 140

6.1.4 单工、半双工、全双工工作方式 140

6.1.5 信号的调制与解调 140

6.1.6 差错检测和校正 141

6.1.7 串行通信接口电路 141

6.2 串行通信总线标准及其接口 142

6.2.1 RS-232C接口 142

6.2.2 RS-449、RS-422A、RS-423A标准接口 144

6.2.3 20mA电流环串行接口 144

6.3 80C51串行接口简介 145

6.3.1 串行接口结构与工作原理 145

6.3.2 串行接口控制寄存器 146

6.3.3 波特率的设置 147

6.4 串行通信工作方式 148

6.4.1 方式0 148

6.4.2 方式1 150

6.4.3 方式2和方式3 151

6.5 串行接口应用举例 152

6.5.1 用串行接口扩展I/O接口 152

6.5.2 用串行接口进行异步通信 153

6.5.3 单片机与PC间的通信 154

6.6 80C51单片机之间的通信 156

6.6.1 双机通信硬件电路 156

6.6.2 双机通信软件编程 156

6.6.3 多机通信 160

6.7 案例——单片机之间的双机通信 162

6.7.1 功能和设计思路 162

6.7.2 硬件电路设计 163

6.7.3 程序流程及软件设计 164

6.7.4 仿真和调试 169

本章小结 169

思考题与习题 169

第7章 C51程序设计入门 172

7.1 C51的数据与运算 172

7.1.1 C51的数据类型 172

7.1.2 C51的数据存储类型 173

7.1.3 C51的数据存储模式 174

7.1.4 C51的运算符 175

7.2 数组、指针和结构 177

7.2.1 数组 177

7.2.2 指针 178

7.2.3 结构 179

7.3 C51的程序设计 180

7.3.1 C51的程序结构 180

7.3.2 C51流程控制语句 181

7.3.3 函数的定义与调用 185

7.3.4 C51中调用汇编程序 188

7.4 51单片机内部资源的C51编程 189

7.4.1 中断的C51编程 189

7.4.2 定时器／计数器的C51编程 190

7.4.3 串行接口的C51编程 192

7.5 Keil C51程序开发基本步骤 194

7.6 案例——简易红外报警器 194

7.6.1 功能和设计思路 194

7.6.2 硬件电路设计 195

7.6.3 程序流程及软件设计 196

7.6.4 仿真和调试 197

本章小结 197

思考题与习题 197

第8章 单片机系统扩展 200

8.1 系统扩展概述 200

8.1.1 简介 200

8.1.2 扩展系统总线结构 200

8.1.3 地址的译码 202

8.2 存储器的扩展 205

8.2.1 常用存储器扩展芯片 205

8.2.2 程序存储器的扩展与设计 208

8.2.3 数据存储器的扩展与设计 211

8.3 并行I/O接口的扩展 214

8.3.1 简单的并行I/O接口扩展 215

8.3.2 可编程I/O接口电路扩展 218

8.4 串行扩展概述 230

8.4.1 串行扩展特点 230

8.4.2 串行扩展分类 230

8.4.3 单片机串行扩展的虚拟技术 233

8.5 I2C总线 233

8.5.1 I2C总线基础 233

8.5.2 I2C总线基本工作原理 234

8.5.3 80C51与I2C总线芯片接口程序设计 237

8.6 案例——记忆训练器 239

8.6.1 功能和设计思路 239

8.6.2 硬件电路设计 239

8.6.3 程序流程及软件设计 240

8.6.4 仿真和调试 243

本章小结 243

思考题与习题 244

第9章 单片机接口技术 246

9.1 概述 246

9.1.1 单片机的接口信号和编址方法 246

9.1.2 单片机与外设的数据交换方式 247

9.2 单片机与键盘接口 248

9.2.1 键盘工作原理 248

9.2.2 独立式按键 249

9.2.3 矩阵式按键 251

9.3 单片机与显示器接口 256

9.3.1 LED显示和接口 256

9.3.2 可编程键盘／显示器接口——Intel 8279 262

9.3.3 LED大屏幕显示 271

9.3.4 LCD液晶显示和接口 274

9.4 A/D转换器接口 281

9.4.1 A/D转换器概述 281

9.4.2 典型A/D转换器芯片ADC0809 283

9.4.3 80C51单片机与ADC0809接口 284

9.5 D/A转换器接口 286

9.5.1 D/A转换器概述 286

9.5.2 典型D/A转换器芯片DAC0832 287

9.5.3 DAC0832单缓冲工作方式接口与应用 289

9.5.4 DAC0832双缓冲工作方式接口与应用 291

9.6 步进电动机与单片机的接口 293

9.6.1 步进电动机的控制原理 293

9.6.2 步进电动机的单片机控制 295

9.7 案例——密码锁的设计 297

9.7.1 功能和设计思路 297

9.7.2 硬件电路设计 297

9.7.3 程序流程及软件设计 298

9.7.4 仿真和调试 300

本章小结 301

思考题与习题 301

第10章 基础实训 303

10.1 单片机基础知识 303

10.1.1 应用系统开发过程演示 303

10.1.2 仿真器和烧录器的使用 304

10.2 80C51单片机的内部结构 305

10.2.1 片上资源认知 305

10.2.2 闪烁灯控制 306

10.3 80C51单片机指令系统 307

10.3.1 寻址方式练习 307

10.3.2 数据传送程序练习 308

10.3.3 算术逻辑指令练习 309

10.3.4 其他功能指令练习 311

10.4 汇编语言程序设计 313

10.4.1 分支和循环程序练习 313

10.4.2 查表程序练习 314

10.4.3 查找程序练习 316

10.4.4 数码管显示 317

10.5 单片机的中断系统及定时器／计数器 318

10.5.1 中断控制 318

10.5.2 方波发生器 320

10.6 80C51的串行接口及串行通信技术 323

10.6.1 单片机与PC通信 323

10.6.2 双机通信 325

10.7 C51程序设计入门 327

10.7.1 I/O位操作应用 327

10.7.2 定时器应用 328

10.7.3 串行中断应用 329

10.8 单片机系统扩展 331

10.8.1 片外RAM数据传送 331

10.8.2 简 I/O接口扩展 332

10.9 单片机接口技术 333

10.9.1 A/D转换 333

10.9.2 D/A转换 336

10.10 综合实训 338

10.10.1 按键显示控制 338

10.10.2 步进电动机的控制 340

10.10.3 数字时钟 344

10.10.4 调光灯的设计 351

10.10.5 火灾报警控制 354

附录 思考题与习题参考答案 357

参考文献 375