第1章51系列单片机的硬件结构 1
1.1单片机概述 1
1.1.1微型计算机的基本功能构件 1
1.1.2单片机的发展概况 2
1.1.3 51系列8位单片机的基本类型 4
1.2 51系列单片机芯片结构 5
1.2.1 51系列单片机基本组成结构 5
1.2.2 51系列单片机的引脚及其功能 7
1.3 51系列单片机的中央处理器 9
1.3.1运算部件 9
1.3.2控制部件 12
1.3.3 CPU的工作时序 13
1.4存储器结构及存储空间 14
1.4.1程序存储器 14
1.4.2片内数据存储器 15
1.4.3特殊功能寄存器 17
1.4.4片外数据存储器 20
1.5并行I/O接口 20
1.5.1 P0口的结构及功能 20
1.5.2 P1口的结构及功能 22
1.5.3 P2口的结构及功能 22
1.5.4 P3口的结构及功能 23
1.5.5 I/O口的带载能力及要求 24
1.6 51系列单片机的工作方式 25
1.6.1复位方式 25
1.6.2程序执行方式 26
1.6.3低功耗方式 26
1.6.4编程方式 28
1.6.5加密方法 28
练习与思考 28
第2章 指令系统 30
2.1指令系统概述 30
2.1.1指令格式 30
2.1.2指令分类 30
2.1.3符号说明 31
2.2寻址方式 31
2.2.1立即寻址 31
2.2.2直接寻址 32
2.2.3寄存器寻址 32
2.2.4寄存器间接寻址 33
2.2.5基址加变址间接寻址 33
2.2.6相对寻址 34
2.2.7位寻址 35
2.3指令系统及应用 36
2.3.1数据传输类指令 36
2.3.2算术运算类指令 40
2.3.3逻辑运算类指令 43
2.3.4控制转移类指令 45
2.3.5位操作类指令 48
2.4伪指令 49
2.5部分指令用法说明 51
练习与思考 53
第3章51系列单片机内部功能 56
3.1定时器／计数器功能 56
3.1.1定时器／计数器T0、T1的结构及原理 56
3.1.2定时器／计数器T0、T1的工作模式 58
3.1.3定时器／计数器T2 61
3.1.4定时器／计数器的初始化 63
3.1.5利用门控位GATE测量脉冲宽度 65
3.2中断系统功能 65
3.2.1中断源和中断向量 66
3.2.2中断控制 68
3.2.3中断响应 70
3.2.4中断服务程序及其初始化 72
3.2.5运用中断功能的程序单步调试 72
3.3串行口通信功能 73
3.3.1串行通信基本知识 73
3.3.2串行口控制器 74
3.3.3串行口的工作方式 76
3.3.4串行口的多机通信 80
3.3.5串行通信的波特率 81
3.3.6异步通信的奇偶校验 83
3.3.7串行口的通信应用 85
练习与思考 88
第4章 并行总线扩展技术 90
4.1并行总线扩展 90
4.1.1并行总线扩展方法 90
4.1.2单片机的最小系统 90
4.1.3并行总线的地址译码 91
4.2常用扩展器件 93
4.2.1 8位D锁存器 93
4.2.2 8位单向总线驱动器 93
4.2.3 8位双向总线驱动器 94
4.2.4 3-8译码器 95
4.2.5 4-16译码器 95
4.3存储器的扩展 96
4.3.1程序存储器的扩展 96
4.3.2数据存储器的扩展 99
4.3.3混合存储器的扩展 101
4.4 I/O口扩展 102
4.4.1锁存器扩展输出口 102
4.4.2锁存器扩展输入口 103
4.4.3三态门扩展输入口 103
4.4.4 I/O口的混合扩展 104
练习与思考 106
第5章 外围接口技术 108
5.1键盘接口 108
5.1.1独立式键盘接口 109
5.1.2拨码盘接口 109
5.1.3矩阵键盘扫描法 112
5.1.4矩阵键盘反极法 113
5.1.5矩阵键盘位操作法 114
5.1.6矩阵键盘接口的工作方式 117
5.2 LED显示器接口 119
5.2.1 LED显示器结构 119
5.2.2 LED静态显示方式 119
5.2.3 LED动态显示方式 123
5.3 A/D转换器接口 124
5.3.1 A/ D转换器概述 124
5.3.2 8位并行A/D转换器ADC0809 125
5.3.3 8位串行A/D转换器TC1548/549 128
5.4 D/A转换器接口 131
5.4.1 D/A转换器概述 131
5.4.2 8位并行DAC0832转换器 132
5.5隔离、执行机构与单片机接口 134
5.5.1光电耦合器与单片机接口 135
5.5.2继电器与单片机接口 138
5.5.3固态继电器与单片机接口 139
5.5.4集电极开路门接口电路 140
5.5.5达林顿晶体管阵列驱动电路 141
练习与思考 143
第6章单片机应用系统设计与调试 144
6.1单片机应用系统的设计环节 144
6.2硬件功能的设计原则 146
6.2.1单片机应用系统的硬件组成 146
6.2.2硬件设计的考虑 146
6.3软件功能的设计原则 147
6.4 51系列单片机开发工具与方式 149
6.4.1在线仿真 149
6.4.2软件仿真 150
6.4.3在线编程 150
6.5单片机应用系统的调试 151
6.5.1硬件调试 152
6.5.2软件调试 153
练习与思考 155
第7章 单片机技术应用实践 156
7.1定时器／计数器在音乐发生器中的应用 156
7.1.1设计思路与依据 156
7.1.2硬件电路设计 158
7.1.3软件设计 159
7.1.4应用说明 169
7.2中断技术的双向识别 169
7.2.1设计思路和依据 169
7.2.2硬件设计 170
7.2.3软件设计 171
7.2.4应用说明 179
7.3串行通信的自发自收 179
7.3.1设计思路和依据 180
7.3.2硬件设计 180
7.3.3软件设计 182
7.3.4应用说明 191
7.4融合定时控制的键盘输入 191
7.4.1设计思路和依据 191
7.4.2硬件设计 192
7.4.3软件设计 193
7.4.4应用说明 199
7.5混合控制技术的红外遥控 200
7.5.1设计思路和依据 200
7.5.2硬件设计 203
7.5.3软件设计 204
7.5.4应用说明 211
练习与思考 212
第8章 单片机工程技术进阶 214
8.1中断返回与抗干扰 214
8.1.1硬件Watchdog及与单片机的接口 214
8.1.2 Watchdog脉冲设置与复位可靠性分析 216
8.1.3中断返回与软件Watchdog机理 217
8.1.4中断返回与软件Watchdog实验验证 219
8.1.5软件Watchdog的热启动改进措施 225
8.1.6防错位干扰的空操作措施 227
8.2待机与键盘唤醒技术 228
8.2.1待机与唤醒方法的考虑 228
8.2.2待机方式的键盘唤醒电路 228
8.3数据冗余恢复技术 233
8.3.1冗余数据的存放区域考虑 233
8.3.2数据冗余恢复的表决策略 233
8.4交流电断电检测与信息保护技术 234
8.4.1交流电断电检测模块的构思与实现 235
8.4.2交流电断电检测的信息保护 237
8.5 PC与多单片机通信的工程问题 250
8.5.1 PC与单片机的逻辑电平转换接口 251
8.5.2 PC与多单片机通信的问题分析 252
8.5.3 PC与多单片机通信的处理措施 253
8.5.4 PC与多单片机通信的实验验证 254
8.6点阵字符LCM造字与显示技术 260
8.6.1点阵字符LCM的功能结构简介 261
8.6.2点阵字符LCM的用户造字 264
8.6.3点阵字符LCM的时序 265
8.6.4点阵字符LCM的指令系统 267
8.6.5单片机与LCM接口的编程方法 269
8.7实时日历时钟 274
8.7.1 DS12C887的引脚及存储器 275
8.7.2 DS12C887寄存器A～D的功能 276
8.7.3 DS12C887的读数方法与复位 278
8.7.4 DS12C887的读／写时序 279
8.7.5 DS12C887与单片机的接口电路 279
练习与思考 282
第9章 串行总线扩展技术 284
9.1 SPI总线扩展技术 284
9.1.1 SPI总线概述 284
9.1.2 SPI总线扩展电路 285
9.1.3 SPI总线数据交换原理 286
9.1.4 SPI时钟相位和极性 287
9.1.5 SPI总线采样的软件实现 288
9.1.6 51系列单片机的SPI扩展应用 290
9.2 Microwire总线扩展技术 293
9.2.1 Microwire总线概述 293
9.2.2 Microwire总线扩展电路 293
9.2.3 Microwire总线串行E2 PROM的数据传输 294
9.2.4 51系列单片机与Microwire串行E2 PROM的应用 298
9.3 I2C总线扩展技术 303
9.3.1 I2C总线概述 303
9.3.2 I2C总线时序 304
9.3.3 I2 C总线串行器件的数据传输方法 306
9.3.4 51系列单片机与I2C串行E2PROM的扩展应用 310
9.4单总线扩展技术 319
9.4.1单总线概述 319
9.4.2单总线工作原理 320
9.4.3单总线信号传输时序 321
9.4.4单总线的ROM命令 323
9.4.5单总线的功能命令 324
9.4.6 51系列单片机与单总线器件的扩展应用 324
9.5几种串行总线技术的比较 337
练习与思考 339
附录 341
附录A 51系列单片机按字母顺序排列的指令表 341
附录B特殊功能寄存器综览表 344
附录C内部RAM空间结构布局图 346
附录D IC封装含义汇总 347
附录E SPI总线的8位 MCU 348
附录F SPI总线的外围器件 349
附录G I2C总线的8位MCU 350
附录H I2C总线的外围器件 350
参考文献 352