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第1章 单片机与嵌入式系统基础 1

1.1 单片机与嵌入式系统概述 1

1.2 计算机组成及工作模型 4

1.2.1 CPU的内部结构 4

1.2.2 总线与接口 7

1.2.3 存储器 8

1.2.4 模型机的工作过程 10

1.3 MCS-51系列单片机 12

1.3.1 MCS-51经典型架构单片机 12

1.3.2 MCS-51单片机的发展及典型产品 16

1.3.3 MCS-51单片机最小系统 19

1.4 MCS-51的存储器结构 20

1.4.1 MCS-51存储器构成 20

1.4.2 MCS-51单片机的特殊功能寄存器 23

习题与思考题 27

第2章 MCS-51指令系统与汇编程序设计 28

2.1 MCS-51系列单片机汇编指令格式及标识 28

2.1.1 指令格式 28

2.1.2 指令中用到的标示符 29

2.2 MCS-51系列单片机的寻址方式 29

2.3 MCS-51系列单片机指令系统 32

2.3.1 数据传送指令 33

2.3.2 算术运算指令 37

2.3.3 逻辑运算指令 40

2.3.4 位操作指令 42

2.3.5 控制转移指令 44

2.4 MCS-51系列单片机汇编程序设计常用伪指令 50

2.5 MCS-51系列单片机汇编程序设计 53

2.5.1 延时程序设计 53

2.5.2 数据块复制粘贴程序 54

2.5.3 数值大小条件判断设计 54

2.5.4 数学运算程序 55

2.5.5 数据的拼拆和转换 59

2.5.6 多分支转移（散转）程序 61

2.5.7比较与排序 62

习题与思考题 64

第3章 Keil C51语言程序设计基础与开发调试 69

3.1 C51与MCS-51单片机 69

3.2 C51的数据类型 70

3.3 数据的存储类型和存储模式 74

3.3.1 C语言标准存储类型 74

3.3.2 C51的数据存储类型 74

3.3.3 C51的存储模式 75

3.4 C51中绝对地址的访问 76

3.5 C51的运算符及表达式 78

3.6 C51应用要点 79

3.7μVision3集成开发环境 80

3.8单片机应用系统的开发工具与调试 84

3.8.1 单片机应用系统的开发工具 84

3.8.2 单片机应用系统的调试 85

习题与思考题 87

第4章 中断与中断系统 88

4.1 中断机制与中断系统运行 88

4.2 MCS-51单片机的中断系统 89

4.2.1 MCS-51中断源与中断向量 89

4.2.2 中断允许控制 91

4.2.3 中断优先级控制 92

4.2.4 中断响应 94

4.3 中断程序的编制 94

4.4 MCS-51多外部中断源系统设计 97

习题与思考题 98

第5章 MCS-51单片机的I/O接口及人机接口技术初步 99

5.1 MCS-51的I/O接口结构 99

5.2 MCS-51的I/O驱动电路设计 102

5.3 I/O口与上下拉电阻 105

5.4 MCS-51单片机与LED显示器接口 107

5.4.1 LED显示器的结构与原理 107

5.4.2 LED数码管显示器的译码方式 108

5.4.3 LED数码管的显示方式 109

5.5 MCS 51单片机与键盘的接口 112

5.5.1 键盘的工作原理 112

5.5.2 独立式键盘与单片机的接口 116

5.5.3 矩阵式键盘与单片机的接口 117

习题与思考题 121

第6章 单片机系统总线与系统扩展技术 122

6.1 单片机系统总线和系统扩展方法 122

6.1.1 MCS-51单片机系统总线结构 123

6.1.2 MCS-51的系统总线时序 124

6.1.3 基于系统总线进行系统扩展的总线连接方法 126

6.2 系统存储器扩展举例 129

6.2.1 程序存储器扩展 129

6.2.2 数据存储器扩展 131

6.2.3 程序存储器与数据存储器综合扩展 132

6.3 输入／输出接口及设备扩展 133

6.3.1 利用74HC573和74HC244扩展的简单I/O接口 133

6.3.2 利用多片74HC573和系统总线扩展输出口 134

6.3.3 利用多片74HC244和系统总线扩展输入口 136

6.4 并行接口扩展技术及应用小结 137

习题与思考题 137

第7章 MCS-51单片机的定时／计数器及应用 139

7.1 定时／计数器及应用概述 139

7.2 定时／计数器T0和T1 139

7.2.1 T0和T1定时／计数器的主要特性 139

7.2.2 定时／计数器T0、T1的结构及工作原理 140

7.2.3 定时／计数器T0和T1的相关SFR 141

7.2.4 定时／计数器T0和T1的工作方式 142

7.2.5 定时／计数器T0和T1的初始化编程及应用 144

7.3 定时／计数器T2 148

7.3.1 定时／计数器T2的SFR 149

7.3.2 定时／计数器T2的工作方式 150

7.3.3 定时／计数器T2应用举例 152

7.4 定时、计时器应用 154

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 154

7.4.2 定时器典型设计举例：赛跑电子秒表的设计 160

同类典型应用设计、分析与提示 164

篮球计时计分牌的设计 164

7.5 时间间隔、时刻测量及应用 164

7.5.1 时间间隔、时刻的测量及应用概述 164

7.5.2 时间间隔、时刻测量应用：超声波测距仪的设计 164

同类典型应用设计、分析与提示 170

利用单摆测重力加速度 170

（扭摆法）转动惯量测试仪的设计 171

基于RC一阶电路的阻容参数测量及应用 171

7.6频率测量及应用 174

7.6.1 频率的直接测量方法——定时计数 175

7.6.2 通过测量周期测量频率 176

7.6.3 组合法频率计的设计 176

同类典型应用设计、分析与提示 180

多谐振荡器测电阻或电容 180

心率计的设计 181

里程表、计价器和速度表的设计（光电编码盘、霍尔元件） 182

习题与思考题 182

第8章 MCS-51单片机的串行口 183

8.1 嵌入式系统数据通信的基本概念 183

8.2 MCS-51单片机串行口的结构及通信原理 186

8.3 MCS 51单片机串行口的波特率设置及初始化 189

8.4 MCS-51单片机串行口的异步点对点通信及RS232接口应用 190

8.4.1 MCS 51单片机串行口的异步点对点通信 190

8.4.2 RS-232接口 198

8.5 多机通信与RS-485总线系统 202

8.5.1 多机通信原理 202

8.5.2 RS-485接口与多机通信 208

8.5.3 RS-485总线通信系统的可靠性分析及措施 211

8.5.4 基于RS485的网络节点软件设计 214

习题与思考题 220

第9章 串行扩展技术 221

9.1 SPI总线扩展接口及应用 221

9.1.1 SPI总线及其应用系统结构 221

9.1.2 SPI总线的接口时序 222

9.1.3 用MCS-51的串行口扩展并行口 224

9.2 SPI总线应用——采用日历时钟芯片DS1302实现电子钟表 227

9.2.1 DS1302简介 227

9.2.2 DS1302与单片机的接口 230

9.3 I2C串行总线扩展技术 233

9.3.1 I2C串行总线概述 233

9.3.2 I2C总线的数据传送 234

9.3.3 I2C总线数据传送的模拟 238

9.3.4 I2C总线存储器的扩展 246

9.4 单总线技术与基于DS18B20的温度检测系统设计 247

9.4.1 DS18B20概貌 247

9.4.2 DS18B20的内部构成及测温原理 248

9.4.3 DS18B20的访问协议 249

9.4.4 DS18B20的自动识别技术 251

9.4.5 DS18B20的单总线读写时序 252

9.4.6 DS18B20使用中的注意事项 253

9.4.7单片DS18B20测温应用程序设计 254

习题与思考题 256

第10章 人机接口技术进阶 257

10.1 LED点阵屏技术 257

10.2 1602字符液晶及其接口技术 258

10.2.1 1602总线方式驱动接口及读写时序 259

10.2.2 操作1602的11条指令详解 260

10.2.3 1602液晶驱动程序设计 262

10.3 ST7920（128×64点）图形液晶及其接口技术 267

10.3.1 ST7920引脚及接口时序 267

10.3.2 ST7920显示RAM及坐标关系 268

10.3.3 ST7920指令集 270

10.3.4 ST7920的C51例程 272

习题与思考题 277

第11章 A/D、D/A及接口设计 278

11.1 D/A转换器原理、接口技术及应用要点 278

11.1.1 D/A转换器原理及指标 278

11.1.2 D/A转换器与单片机的连接 280

11.1.3 MCS-51单片机与DAC0832的接口技术 281

11.1.4 基于TL431的基准电压源设计 287

11.2 A/D转换器原理、接口技术及应用要点 287

11.2.1 A/D转换器原理及指标 287

11.2.2 A/D转换器的主要性能指标 289

11.2.3 ADC0809与MCS-51的接口 290

11.3 TLC2543及其接口应用 294

11.4 4 1/2位双积分型A/D转换器——ICL7135及其接口技术 297

习题与思考题 301

第12章 单片机应用系统设计 302

12.1 单片机应用系统结构及设计 302

12.1.1 单片机应用系统结构 302

12.1.2 单片机应用系统的设计内容 304

12.2 单片机应用系统的一般设计过程及原则 304

12.2.1 硬件系统设计原则 304

12.2.2 应用软件设计原则 304

12.2.3 应用系统开发过程 305

12.3 单片机应用系统的抗干扰技术 306

12.3.1 软件抗干扰 306

12.3.2 硬件抗干扰 306

12.3.3 “看门狗”技术 308

12.4 单片机应用系统的低功耗设计 309

12.4.1 单片机应用系统的硬件低功耗设计 309

12.4.2 单片机应用系统的软件低功耗设计 311

12.5 优良人机界面与单片机应用系统设计 314

习题与思考题 316

附录Ⅰ 课程设计或实习参考题目 317

附录Ⅱ MCS-51指令速查表 319

附录Ⅲ ASCII表 323

参考文献 324