第一篇 原理篇 3
第1章 微型计算机基础 3
1.1 计算机综述 3
1.1.1 计算机的发明和发展 3
1.1.2 计算机的种类和用途 4
1.2 数值与逻辑代数基础 4
1.2.1 数据表示法 5
1.2.2 各种进制之间的数值转换 6
1.2.3 非数值型数据的二进制表示 8
1.2.4 二进制数的逻辑运算和算术运算 11
1.3 数字电路基础 15
1.3.1 基础逻辑门电路 16
1.3.2 复合逻辑运算电路 16
1.3.3 全加器电路 17
1.3.4 触发器电路 17
1.3.5 寄存器电路 18
1.3.6 计数器电路 18
1.3.7 编码器电路 18
1.3.8 译码器电路 19
1.4 习题 20
第2章 数据存储器 21
2.1 二进制数据存储体 21
2.1.1 存储器类型 21
2.1.2 二进制数据的存储形式 22
2.2 半导体存储器 22
2.2.1 RAM存储单元 23
2.2.2 ROM存储单元 25
2.2.3 半导体存储器的组成 29
2.3 磁存储器 31
2.3.1 磁存储器记录数据原理 32
2.3.2 磁存储器的组成 33
2.4 光存储器 34
2.4.1 光存储器记录数据原理 34
2.4.2 光存储器的组成 37
2.5 习题 38
第3章 计算机CPU组成电路 40
3.1 CPU内部寄存器 40
3.2 CPU运算器 41
3.2.1 加法器电路 42
3.2.2 乘法器电路 45
3.2.3 除法器电路 46
3.2.4 浮点运算单元 50
3.3 控制器 52
3.3.1 可编程顺序、分支、循环控制器 52
3.3.2 CPU控制器 55
3.3.3 CPU控制器执行指令流程 58
3.4 CPU内部结构 59
3.4.1 CP 内部结构图 59
3.4.2 CPU内部总线 59
3.4.3 CPU内部Cache 60
3.5 CPU正常工作的基础外围电路 61
3.5.1 时钟脉冲电路 61
3.5.2 复位电路 61
3.6 计算机体系结构 62
3.6.1 冯·诺依曼体系结构 62
3.6.2 哈佛体系结构 63
3.7 习题 64
第4章 计算机总线 65
4.1 总线概述 65
4.1.1 总线的组成 66
4.1.2 总线的连接 66
4.1.3 总线的分类 66
4.1.4 总线的特性 67
4.1.5 总线的应用 67
4.1.6 数据的传输 68
4.1.7 总线的指标 68
4.2 总线仲裁 69
4.2.1 集中式仲裁 69
4.2.2 分布式仲裁 71
4.3 总线通信方式 72
4.3.1 同步通信方式 72
4.3.2 异步通信方式 72
4.4 常用总线简介 73
4.4.1 CPU总线 73
4.4.2 PCI总线 74
4.4.3 USB总线 76
4.4.4 I2C总线 78
4.4.5 SPI总线 80
4.5 习题 81
第5章 计算机指令系统 82
5.1 指令系统 82
5.1.1 指令的性能 82
5.1.2 指令的格式 83
5.1.3 指令的分类 84
5.1.4 指令助记符 85
5.2 指令执行流程 86
5.2.1 指令的存储 86
5.2.2 指令的执行 87
5.3 寻址方式 88
5.3.1 有效地址和形式地址 88
5.3.2 常见的寻址方式 89
5.4 CISC和RISC的基本概念 92
5.4.1 CISC 92
5.4.2 RISC 93
5.4.3 CISC和RISC的比较 93
5.5 习题 94
第6章 基础输入／输出系统 95
6.1 输入／输出接口 95
6.1.1 可编程输入／输出接口 95
6.1.2 输入／输出接口寻址 96
6.1.3 CPU标准配置接口 97
6.1.4 输入／输出方式 97
6.2 并行接口 100
6.3 中断接口 101
6.3.1 中断概念 101
6.3.2 中断机制 101
6.3.3 可编程中断I/O接口 104
6.4 定时器／计数器接口 105
6.5 串行接口 106
6.5.1 串行数据传输——RS232标准 106
6.5.2 可编程串行通信I/O接口 109
6.6 习题 110
第二篇 应用篇 113
第7章 Intel51微型机硬件系统 113
7.1 Intel51系列微型计算机 113
7.2 Intel51微型机CPU 113
7.2.1 寄存器 114
7.2.2 运算器 115
7.2.3 控制器 115
7.3 Intel51微型机存储器结构 118
7.3.1 Intel51系统存储空间分配 118
7.3.2 随机存储器RAM 119
7.3.3 只读存储器ROM 121
7.3.4 Intel51系统存储空间名称 122
7.4 Intel51微型机外部信号线定义 123
7.5 Intel51微型机应用系统 125
7.5.1 最小工作系统 125
7.5.2 扩展应用系统 127
7.6 习题 131
第8章 Intel51微型机指令系统 132
8.1 Intel51系列微型机CPU指令系统 132
8.1.1 指令的格式 132
8.1.2 指令操作码助记符以及操作数表示符号 133
8.1.3 寻址方式 133
8.2 数据传送类指令 134
8.2.1 数据传送指令 134
8.2.2 数据传送指令详解 135
8.3 算术运算类指令 140
8.3.1 算术运算指令 140
8.3.2 算术运算指令详解 141
8.4 逻辑运算类指令 145
8.4.1 逻辑运算指令 145
8.4.2 逻辑运算指令详解 146
8.5 控制转移类指令 149
8.5.1 控制转移指令 149
8.5.2 控制转移指令详解 150
8.6 位操作、位控制转移类指令 155
8.6.1 位操作、位控制转移指令 155
8.6.2 位操作、位控制转移指令详解 156
8.7 伪指令 159
8.7.1 伪指令助记符及其功能 159
8.7.2 伪指令详解 159
8.8 指令程序 161
8.8.1 指令源代码程序格式 161
8.8.2 指令源代码程序设计 161
8.8.3 源代码程序的编译 162
8.8.4 源代码程序设计示例 163
8.9 习题 165
第9章 Intel51微型机并行接口应用 166
9.1 并行接口的工作原理 166
9.1.1 P0可编程输入／输出接口 166
9.1.2 P1可编程输入／输出接口 170
9.1.3 P2可编程输入／输出接口 170
9.1.4 P3可编程输入／输出接口 171
9.1.5 并口可编程寄存器的编址 172
9.2 并行接口应用设计 172
9.2.1 单一端口输出方波信号 173
9.2.2 交通灯控制应用设计 174
9.2.3 跑马灯控制应用设计 175
9.2.4 简单键盘输入应用设计 176
9.2.5 8段数码管LED显示设计 179
9.3 习题 183
第10章 Intel51微型机中断应用 184
10.1 中断接口的工作原理 184
10.1.1 Intel51微型机中断管理流程 184
10.1.2 Intel51微型机的中断源 184
10.1.3 可编程中断接口的结构 185
10.1.4 中断接口可操作寄存器的定义 185
10.1.5 中断接口可编程寄存器的编址 189
10.1.6 CPU响应中断请求 189
10.1.7 中断服务程序框架 192
10.2 中断接口应用设计 193
10.2.1 外部中断系统硬件设计 193
10.2.2 外部中断服务程序设计 194
10.2.3 外部中断应用实例 197
10.3 习题 200
第11章 Intel51微型机定时器／计数器应用 201
11.1 定时器T／计数器C接口的工作原理 201
11.1.1 定时器T／计数器C逻辑电路 201
11.1.2 定时器T／计数器C接口可操作寄存器的定义 202
11.1.3 定时器T／计数器C接口可编程寄存器的编址 205
11.1.4 计数器的4种工作模式 206
11.1.5 CPU对定时器T／计数器C接口的管理 209
11.2 定时器T／计数器C接口应用设计 210
11.2.1 计数器应用设计 210
11.2.2 定时器应用设计 213
11.3 习题 221
第12章 Intel51微型机串行接口应用 222
12.1 串行通信接口的工作原理 222
12.1.1 可编程串行通信接口逻辑电路 222
12.1.2 串行通信接口可操作寄存器的定义 223
12.1.3 串行通信接口可编程寄存器的编址 225
12.1.4 串行通信接口的4种工作模式 225
12.1.5 CPU对串行通信接口的管理 229
12.2 串行通信接口应用设计 231
12.2.1 串行通信硬件设计 231
12.2.2 串行通信程序设计 233
12.3 习题 238
第三篇 实战篇 241
第13章 电子系统硬件电路的设计 241
13.1 电子线路硬件设计综述 241
13.1.1 电路系统硬件设计原则 241
13.1.2 硬件设计注意事项 241
13.1.3 Proteus简介 242
13.1.4 使用Proteus设计电子产品流程 242
13.2 硬件原理图设计ISIS 243
13.2.1 ISIS主要功能简介 243
13.2.2 硬件电路设计与模拟仿真 251
13.3 PCB印刷电路板设计ARES 254
13.3.1 元器件的封装 254
13.3.2 PCB印刷电路板自动设计ARES 256
13.4 习题 262
第14章 C51语言程序设计 264
14.1 C51语言编程概述 264
14.1.1 C51程序设计特点 264
14.1.2 C51编程规范 264
14.1.3 C51程序编译环境 265
14.2 C51语言的标识符和关键字 265
14.2.1 C51标识符 265
14.2.2 C51关键字 266
14.3 C51数据类型 268
14.3.1 C51基础数据类型值域空间（范围） 268
14.3.2 C51声明常量 269
14.3.3 C51定义变量 269
14.3.4 C51扩展数据类型 270
14.4 C51运算符和表达式 271
14.4.1 C51运算符 272
14.4.2 C51表达式 272
14.5 C51程序流控制语句 273
14.5.1 分支结构语句 273
14.5.2 循环结构语句 275
14.5.3 辅助流控制语句 276
14.6 C51函数 277
14.6.1 普通函数 277
14.6.2 main（）函数 278
14.6.3 中断函数 279
14.6.4 C51函数库 279
14.7 C51程序示例 280
14.7.1 C51语言音乐演奏程序示例 280
14.7.2 C51语言与汇编语言混合编程 282
14.8 习题 283
第15章 微型机系统软件开发与调试 284
15.1 Keil开发环境简介 284
15.1.1 Keil开发环境主要功能 284
15.1.2 Keil开发应用程序流程 284
15.1.3 Keil开发环境界面 284
15.2 在Keil环境中开发应用程序 285
15.2.1 在Keil环境中创建工程项目 285
15.2.2 在Keil环境中编译工程项目 287
15.3 在Keil环境中调试运行 290
15.3.1 Keil环境调试前的设置 290
15.3.2 Keil环境调试主界面 290
15.3.3 Keil环境调试操作 291
15.3.4 Keil环境调试窗口 292
15.3.5 Keil调试环境中设置断点 295
15.3.6 Keil调试环境中可编程接口设备 295
15.4 习题 297
第16章 微型机系统模拟仿真与ISP技术 298
16.1 微型机系统在Proteus环境中模拟仿真 298
16.1.1 在Proteus中模拟仿真前的准备工作 298
16.1.2 启动并操作Proteus模拟仿真 301
16.1.3 Proteus模拟仿真调试窗口 302
16.2 微型机系统在Proteus与Keil联合环境中模拟仿真 304
16.2.1 设置Proteus远程控制模拟仿真 304
16.2.2 配置Keil软件开发环境 305
16.2.3 设置并启动Keil环境远程调试 305
16.2.4 打开Keil环境远程调试观察窗口 306
16.3 使用ISP技术组装微型机系统 307
16.3.1 ISP技术实现过程 307
16.3.2 实现ISP的硬件条件 308
16.3.3 实现ISP的操作流程 309
16.4 习题 310
第17章 微型机简易操作系统 311
17.1 微型机多任务管理机制 311
17.1.1 微型机CPU顺序循环执行任务 311
17.1.2 微型机CPU按时间片切换执行任务 312
17.1.3 紧急任务的实时性处理 313
17.2 汇编语言实现微型机多任务管理 314
17.2.1 CPU顺序循环执行多任务模式的管理 314
17.2.2 CPU按时间片执行多任务模式的管理 315
17.3 C51语言实现微型机多任务管理 317
17.3.1 C51语言按时间片调度管理多任务示例 317
17.3.2 C51语言按时间片调度管理多任务程序解析 320
17.4 RTX51多任务实时操作系统 322
17.4.1 RTX51简介 322
17.4.2 在Keil环境使用RTX51的设置 323
17.4.3 RTX51中主要函数 324
17.4.4 使用RTX51编写应用程序规则 326
17.4.5 多任务在RTX51系统中的解析 328
17.5 习题 331
第18章 微型机系统外围基础应用 332
18.1 借助USB通道实现RS232通信 332
18.2 死机监控电路 334
18.3 矩阵键盘 335
18.4 LCD显示 338
18.4.1 LCD1602液晶显示屏简介 338
18.4.2 LCD1602显示屏的连接与控制 340
18.5 EEPROM数据存储器 343
18.5.1 24C02存储器简介 343
18.5.2 24C02存储器的连接与管理 344
18.6 数／模（D/A）转换 348
18.6.1 D/A转换器原理简介 348
18.6.2 A/D、D/A转换芯片PCF8591 348
18.6.3 D/A电路连接与管理 352
18.7 模／数（A/D）转换 353
18.7.1 A/D转换器原理简介 354
18.7.2 A/D电路连接与管理 355
18.7.3 传感器简介 357
18.8 IAP技术应用 358
18.9 习题 360
附录 各章习题解题提示 361