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第1章 绪论 1

1.1 单片机的特点及应用领域 1

1.1.1 单片机的定义 1

1.1.2 单片机的特点 1

1.1.3 单片机的应用领域 2

1.2 常用单片机系列介绍 2

1.2.1 Intel公司MCS-51系列单片机 3

1.2.2 与51系列兼容的其他单片机 4

思考题与习题 6

第2章 MCS-51系列单片机的结构及原理 7

2.1 MCS-51系列单片机的基本结构及引脚功能 7

2.1.1 8051单片机的基本结构 7

2.1.2 8051单片机引脚功能 8

2.1.3 单片机的三总线结构 10

2.2 MCS-51单片机存储器配置 10

2.2.1 程序存储器 11

2.2.2 数据存储器 11

2.2.3 特殊功能寄存器 12

2.3 并行I/O端口结构 15

2.3.1 P0口的结构 15

2.3.2 P1口的结构 17

2.3.3 P2口的结构 17

2.3.4 P3口的结构 18

2.4 单片机的时钟电路与时序 18

2.4.1 时钟电路 18

2.4.2 CPU的时序及有关概念 19

2.4.3 CPU取指令时序 20

2.4.4 访问外部ROM的操作时序 21

2.4.5 访问外部RAM的操作时序 22

2.5 单片机的复位状态与复位电路 22

2.5.1 单片机的复位状态 22

2.5.2 单片机的复位电路 23

2.6 低功耗工作方式 25

2.6.1 低功耗工作方式的控制及特点 25

2.6.2 低功耗工作方式的进入与退出 26

思考题与习题 27

第3章 MCS-51系列单片机的指令系统 28

3.1 指令系统概述 28

3.1.1 指令概述 28

3.1.2 指令格式 28

3.1.3 指令中常用符号说明 29

3.2 寻址方式 29

3.2.1 立即寻址 29

3.2.2 直接寻址 30

3.2.3 寄存器寻址 30

3.2.4 寄存器间接寻址 30

3.2.5 变址寻址 31

3.2.6 相对寻址 31

3.2.7 位寻址 32

3.3 数据传送类指令 32

3.3.1 内部RAM数据传送指令 33

3.3.2 访问外部RAM的数据传送指令 35

3.3.3 读ROM指令 35

3.3.4 数据交换指令 36

3.3.5 堆栈操作指令 37

3.4 算术运算类指令 38

3.4.1 加法指令 38

3.4.2 带进位加法指令 39

3.4.3 带借位减法指令 39

3.4.4 加1指令 40

3.4.5 减1指令 40

3.4.6 乘、除法指令 41

3.4.7 十进制调整指令 41

3.5 逻辑运算及移位类指令 43

3.5.1 逻辑与运算指令 43

3.5.2 逻辑或运算指令 44

3.5.3 逻辑异或运算指令 44

3.5.4 累加器清零、取反指令 45

3.5.5 循环移位指令 45

3.6 控制转移类指令 46

3.6.1 无条件转移指令 46

3.6.2 条件转移指令 48

3.6.3 子程序调用及返回指令 51

3.6.4 空操作指令 53

3.7 位操作类指令 53

3.7.1 位变量传送指令 53

3.7.2 位置位、清零指令 54

3.7.3 位逻辑运算指令 54

3.7.4 位控制转移指令 55

思考题与习题 56

第4章 汇编语言程序设计 60

4.1 程序设计语言及设计步骤 60

4.1.1 程序设计语言概述 60

4.1.2 汇编语言程序设计步骤 60

4.2 伪指令及源程序的编辑和汇编 61

4.2.1 伪指令 61

4.2.2 源程序的编辑和汇编 63

4.3 汇编语言程序设计 64

4.3.1 顺序程序设计 64

4.3.2 分支程序设计 66

4.3.3 循环程序设计 69

4.3.4 子程序设计 75

4.3.5 运算类程序 81

思考题与习题 91

第5章 定时/计数器 94

5.1 定时/计数器的结构和工作原理 94

5.1.1 定时/计数器的结构 94

5.1.2 定时/计数器的功能及工作原理 95

5.2 定时/计数器的控制 95

5.2.1 工作模式寄存器TMOD 95

5.2.2 控制寄存器TCON 96

5.3 定时/计数器的工作模式 97

5.3.1 模式0 97

5.3.2 模式1 97

5.3.3 模式2 98

5.3.4 模式3 98

5.4 定时/计数器的应用 100

5.4.1 定时/计数器使用方法 100

5.4.2 定时/计数器的应用举例 101

思考题与习题 104

第6章 串行接口 106

6.1 串行通信的基础知识 106

6.1.1 串行通信的两种基本方式 106

6.1.2 串行通信的数据传送方式 107

6.1.3 串行通信的校验 107

6.1.4 通信协议 108

6.2 MCS-51系列单片机的串行接口 108

6.2.1 MCS-51系列单片机串行接口的结构 108

6.2.2 MCS-51系列单片机串行接口的控制 109

6.2.3 串行接口的波特率 110

6.3 串行接口工作模式 112

6.3.1 模式0 112

6.3.2 模式1 113

6.3.3 模式2 113

6.3.4 模式3 114

6.4 串行接口应用举例 114

6.4.1 用串行接口扩展I/O端口 114

6.4.2 单片机双机通信 117

6.4.3 单片机多机通信简介 123

思考题与习题 124

第7章 中断系统 126

7.1 中断概述 126

7.1.1 中断的概念 126

7.1.2 中断技术的优点 126

7.2 MCS-51单片机中断系统 127

7.2.1 中断源 127

7.2.2 中断请求标志 128

7.2.3 中断允许控制 128

7.2.4 中断优先级控制 129

7.3 中断处理过程 130

7.3.1 中断响应 130

7.3.2 中断处理 131

7.3.3 中断返回 132

7.3.4 中断响应时间 132

7.3.5 中断请求的撤除 133

7.4 中断系统应用举例 134

思考题与习题 149

第8章 MCS-51单片机的系统扩展 150

8.1 存储器扩展概述 150

8.1.1 单片机片外三总线结构 150

8.1.2 地址锁存器 150

8.2 程序存储器的扩展 152

8.2.1 程序存储器的分类 152

8.2.2 典型程序存储器芯片介绍 153

8.2.3 典型程序存储器扩展电路 158

8.3 数据存储器的扩展 164

8.3.1 典型数据存储器芯片介绍 164

8.3.2 典型数据存储器扩展电路 165

8.4 MCS-51单片机片选方法简介 166

8.4.1 线选法 167

8.4.2 译码法 167

8.5 Flash存储器的扩展 169

8.5.1 Flash存储器的分类 170

8.5.2 典型Flash存储器芯片简介 170

8.5.3 典型Flash存储器的扩展 172

8.6 并行I/O接口的扩展 175

8.6.1 简单并行I/O接口的扩展 175

8.6.2 可编程并行接口电路的扩展 176

思考题与习题 185

第9章 单片机的接口技术 187

9.1 键盘、显示器与单片机接口技术 187

9.1.1 键盘与单片机接口技术 187

9.1.2 显示器与单片机接口技术 191

9.1.3 键盘、显示器组合接口电路 195

9.2 A-D转换器与单片机接口技术 198

9.2.1 A-D转换器的主要性能指标 198

9.2.2 ADC0809与单片机接口技术 198

9.3 D-A转换器与单片机的接口技术 202

9.3.1 D-A转换器的主要性能指标 202

9.3.2 DAC0832与单片机接口技术 203

9.4 开关量接口技术 208

9.4.1 开关量输入接口 208

9.4.2 开关量输出接口 209

思考题与习题 213

第10章 MCS-51单片机应用系统设计举例 214

10.1 单片机应用系统的设计 214

10.1.1 总体设计 214

10.1.2 硬件设计 215

10.1.3 软件设计 216

10.1.4 抗干扰设计 217

10.2 交通信号灯模拟控制 221

10.2.1 交通信号灯模拟控制的硬件设计 221

10.2.2 交通信号灯模拟控制的软件设计 221

10.3 火灾报警控制系统 222

10.3.1 火灾报警控制系统工作原理 222

10.3.2 火灾报警控制电路及软件设计 223

10.4 步进电机控制 225

10.4.1 步进电机控制原理 225

10.4.2 步进电机接口电路及软件设计 227

10.5 倒计时器的设计 230

10.5.1 实时日历时钟芯片DS12C887简介 231

10.5.2 计时器的硬件电路设计 234

10.5.3 计时器的软件设计 235

思考题与习题 236

第11章 I2C串行总线及单总线技术 237

11.1 I2C串行总线扩展技术 237

11.1.1 I2C串行总线概述 237

11.1.2 I2C总线的数据传送 238

11.1.3 I2C总线数据传送的模拟 243

11.1.4 I2C总线应用程序设计实例 249

11.2 单总线技术及其应用 251

11.2.1 单总线简介 251

11.2.2 DS18B20构成的单总线测温系统 252

思考题与习题 260

附录 261

附录A ASCII表 261

附录B MCS-51系列单片机指令系统表 262

附录C 常用芯片引脚图 266

参考文献 270