第1章 单片机技术简介 1
1.1 单片机简介 1
1.1.1 计算机的基本组成 1
1.1.2 单片机的基本结构 2
1.1.3 单片机的发展历史 3
1.1.4 单片机技术的发展特点 5
1.2 单片机的结构特点 6
1.2.1 单片机的CPU 7
1.2.2 存储器设计 7
1.2.3 总线结构 8
1.2.4 单片机与微处理器 8
1.2.5 单片机与嵌入式系统 8
1.3 单片机的应用与选型 9
1.3.1 单片机的应用 9
1.3.2 单片机的选型 10
习题 11
第2章 MCS-51单片机的内部结构 12
2.1 MCS-51单片机的基本结构 12
2.2 MCS-51单片机的引脚功能 14
2.3 MCS-51单片机的CPU 17
2.3.1 控制器 17
2.3.2 运算器 19
2.3.3 布尔处理器 20
2.3.4 时钟电路 21
2.3.5 时序 23
2.4 MCS-51单片机的存储器组织 24
2.4.1 程序存储器 25
2.4.2 内部数据存储器 26
2.4.3 特殊功能寄存器 29
2.4.4 外部数据存储器 30
2.5 MCS-51单片机的工作方式 31
2.5.1 复位方式 31
2.5.2 程序执行方式 33
2.5.3 低功耗方式 33
2.5.4 编程和校验方式 35
习题 36
第3章 MCS-51单片机的指令系统 38
3.1 单片机内部数据的表示 38
3.1.1 数据的表示 38
3.1.2 数据的运算 41
3.1.3 指令的表示 42
3.2 MCS-51单片机指令系统概述 42
3.2.1 指令格式 42
3.2.2 指令分类 43
3.2.3 指令系统中使用的符号 44
3.3 MCS-51单片机的寻址方式 45
3.3.1 立即数寻址 45
3.3.2 直接寻址 46
3.3.3 寄存器寻址 46
3.3.4 寄存器间接寻址 47
3.3.5 变址寻址 48
3.3.6 位寻址 49
3.3.7 相对寻址 50
3.3.8 寻址方式总结 50
3.4 数据传送类指令 51
3.4.1 内部数据传送指令 51
3.4.2 外部数据传送指令 54
3.4.3 查表指令 55
3.4.4 堆栈操作指令 56
3.4.5 数据交换指令 57
3.5 算术逻辑运算类指令 59
3.5.1 算术运算指令 59
3.5.2 逻辑运算指令 63
3.5.3 移位指令 64
3.5.4 累加器清零指令 66
3.5.5 累加器内容取反指令 66
3.6 位操作指令 66
3.6.1 位传送指令 66
3.6.2 位修改指令 67
3.6.3 位运算指令 67
3.6.4 位控制转移指令 68
3.7 流程控制类指令 70
3.7.1 无条件转移指令 70
3.7.2 条件转移指令 72
3.7.3 减1不为零转移指令 74
3.7.4 子程序调用与返回指令 75
3.7.5 空操作指令 78
习题 79
第4章 MCS-51单片机的程序设计 82
4.1 MCS-51单片机程序设计语言概述 82
4.2 MCS-51单片机的汇编语言 84
4.2.1 汇编语言程序示例 84
4.2.2 程序语句格式 85
4.2.3 表达式 86
4.2.4 伪指令语句 88
4.2.5 通用的转移和调用语句 92
4.2.6 条件汇编 92
4.2.7 程序结构 93
4.3 MCS-51单片机汇编语言程序设计 94
4.3.1 顺序结构 94
4.3.2 分支结构 95
4.3.3 循环结构 97
4.3.4 子程序设计 99
4.4 MCS-51单片机的C语言 102
4.4.1 C语言程序开发过程 102
4.4.2 C语言的特点 103
4.4.3 MCS-51单片机的C语言 104
4.5 MCS-51单片机C语言的扩充 104
4.5.1 数据类型 105
4.5.2 存储器类型 105
4.5.3 存储模式 106
4.5.4 硬件资源访问 107
4.5.5 指针 111
4.6 MCS-51单片机C语言程序结构 112
4.6.1 函数 112
4.6.2 流程控制 115
4.6.3 输入与输出 118
4.6.4 程序的入口 119
4.7 C语言与汇编语言的混合编程 119
习题 121
第5章 MCS-51单片机的并行接口 123
5.1 MCS-51单片机的并行接口 123
5.1.1 P0口 123
5.1.2 P1口 125
5.1.3 P2口 126
5.1.4 P3口 127
5.1.5 并行接口的驱动能力 128
5.1.6 并行接口的应用 128
5.2 MCS-51单片机并行接口的扩展 130
5.2.1 MCS-51的总线结构 130
5.2.2 并行输入接口的扩展 131
5.2.3 并行输出接口的扩展 133
5.3 可编程并行接口芯片8255A 133
5.3.1 8255A的结构 134
5.3.2 8255A的工作方式 135
5.3.3 8255A的应用 137
5.4 MCS-51单片机并行存储器的扩展 139
5.4.1 程序存储器的扩展 140
5.4.2 并行数据存储器的扩展 143
5.4.3 Flash存储器的扩展 149
习题 151
第6章 MCS-51单片机的人机接口 153
6.1 键盘接口 153
6.1.1 按键的抖动 153
6.1.2 独立式键盘接口 154
6.1.3 矩阵式键盘接口 154
6.2 LED显示接口 157
6.2.1 单个LED接口 157
6.2.2 LED数码显示器接口 158
6.2.3 静态显示与动态显示 159
6.3 LCD显示模块接口 161
6.3.1 LCD显示模块简介 161
6.3.2 LCD模块的CPU接口 161
6.3.3 LCD模块与MCS-51的接口 162
习题 164
第7章 MCS-51单片机的中断系统 166
7.1 中断的概念 166
7.1.1 中断的过程 166
7.1.2 中断的作用 167
7.1.3 中断系统的主要功能 167
7.2 MCS-51单片机中断系统的结构 168
7.2.1 中断源 169
7.2.2 中断向量 170
7.3 MCS-51单片机的中断控制 170
7.3.1 中断请求标志 170
7.3.2 中断请求方式 171
7.3.3 中断允许 172
7.3.4 中断优先级 172
7.4 MCS-51单片机的中断响应 173
7.4.1 中断响应过程 173
7.4.2 中断响应时间 175
7.4.3 中断服务程序 175
7.4.4 中断请求的撤销 176
7.5 MCS-51单片机中断系统的应用 176
7.5.1 中断控制程序的编写 176
7.5.2 中断服务程序的编写 178
7.5.3 MCS-51单片机的单步操作 180
7.6 MCS-51单片机中断系统的扩展 181
7.6.1 中断优先级的扩充 181
7.6.2 中断源的扩展 181
习题 184
第8章 MCS-51单片机的定时器／计数器 185
8.1 定时器／计数器T0、T1 186
8.1.1 T0、T1的内部结构 186
8.1.2 T0、T1的工作方式 188
8.2 定时器／计数器T2 190
8.2.1 T2的结构 191
8.2.2 T2的工作方式 192
8.3 定时器／计数器的应用 195
8.3.1 工作方式的选择 195
8.3.2 定时常数的计算 196
8.3.3 定时器／计数器应用举例 197
8.3.4 信号的测量 202
8.3.5 读取定时器／计数器 204
8.4 监视定时器 204
8.4.1 监视定时器的原理 204
8.4.2 监视定时器芯片MAX813L 205
8.4.3 AT89S51的内部监视定时器 206
8.5 日历时钟芯片DS1302 206
8.5.1 DS1302简介 206
8.5.2 DS1302的操作 207
8.5.3 DS1302的应用 208
习题 210
第9章 MCS-51单片机的串行接口 211
9.1 串行通信简介 211
9.1.1 串行通信技术分类 211
9.1.2 串行通信的软件实现 213
9.1.3 串行接口与RS-232C标准 214
9.2 MCS-51单片机串行口的结构 215
9.2.1 串行口的结构 215
9.2.2 串行口的控制 217
9.3 MCS-51单片机串行口的工作方式 218
9.3.1 方式0 219
9.3.2 方式1 221
9.3.3 方式2和方式3 223
9.4 MCS-51单片机串行口的应用 226
9.4.1 波特率的计算 226
9.4.2 方式0的应用 229
9.4.3 方式1的应用 231
9.4.4 方式2和方式3的应用 234
9.5 MCS-51单片机的多机通信方式 236
9.5.1 多机通信原理 236
9.5.2 通信协议的设计 237
9.6 SPI总线接口 238
9.6.1 SPI总线结构 238
9.6.2 SPI总线应用 239
9.7 I2C总线接口 240
9.7.1 I2C总线简介 241
9.7.2 I2C总线协议 241
9.7.3 I2C串行EEPROM及其应用 242
习题 247
第10章 MCS-51单片机的模拟量接口 248
10.1 D/A转换器 249
10.1.1 D/A转换原理 249
10.1.2 D/A转换器的指标 250
10.1.3 D/A转换器的选型 251
10.2 D/A转换器的接口与应用 252
10.2.1 DAC0832的结构 252
10.2.2 DAC0832的应用 253
10.2.3 DAC1208的结构与应用 257
10.3 A/D转换器 259
10.3.1 A/D转换原理 259
10.3.2 A/D转换器的指标 261
10.3.3 A/D转换器的选择 262
10.4 A/D转换器的接口与应用 262
10.4.1 ADC0809的结构 262
10.4.2 ADC0809的应用 264
10.4.3 AD574A的结构与应用 267
习题 271
第11章 单片机应用系统的设计 272
11.1 单片机应用系统的设计过程 272
11.1.1 单片机应用系统的开发周期 272
11.1.2 软件开发过程 273
11.1.3 硬件开发过程 274
11.1.4 软、硬件集成测试 275
11.2 硬件设计中的问题 275
11.2.1 硬件设计的主要内容 275
11.2.2 驱动与隔离技术 276
11.2.3 电源与低功耗系统 279
11.2.4 硬件可靠性设计 281
11.3 软件设计中的问题 282
11.3.1 单片机应用系统软件特点 282
11.3.2 单片机应用系统软件结构 283
11.3.3 软件缓冲区的使用 286
11.3.4 系统运行过程的监控 286
11.3.5 软件可靠性设计 287
习题 288
附录A 实验指导 290
A.1 软件设计实验 290
A.1.1 汇编语言程序设计实验 290
A.1.2 C语言程序设计实验 292
A.2 硬件设计实验 292
A.2.1 并行接口实验 292
A.2.2 LCD显示模块实验 293
A.2.3 中断控制实验 294
A.2.4 定时器实验 294
A.2.5 串行接口实验 295
A.2.6 模拟量转换实验 296
附录B MCS-51指令速查表 298
参考文献 299