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第1章　绪论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

1.2　单片机的发展4

1.2.1 单片机的发展历史4

1.2.2　单片机技术的发展特点6

1.3　单片机体系结构7

1.3.1 CPU设计7

1.3.2　存储器设计8

1.3.3　总线结构8

1.3.4 单片机与微处理器9

1.3.5 单片机与嵌入式系统9

1.4　单片机内部数据的表示10

1.4.1　数据的表示10

1.4.2　数据的运算13

1.4.3　指令的表示15

1.5 单片机的应用与选型15

1.5.1　单片机的应用15

1.5.2　单片机的选型16

1.5.3　单片机的学习17

小结17

习题18

第2章　MCS-51单片机的结构19

2.1 MCS-51单片机的内部结构19

2.2　MCS-51单片机的引脚功能21

2.3　MCS-51单片机的CPU24

2.3.1 控制器25

2.3.2　运算器26

2.3.3　布尔处理器28

2.3.4　时钟电路29

2.3.5 时序31

2.4　MCS-51单片机的存储器组织33

2.4.1 程序存储器33

2.4.2 内部数据存储器34

2.4.3 特殊功能寄存器38

2.4.4 外部数据存储器38

2.5 MCS-51单片机的工作方式40

2.5.1 复位方式40

2.5.2 程序执行方式42

2.5.3 低功耗方式42

2.5.4 编程和校验方式45

2.6 案例实训——单片机最小系统47

小结49

习题50

第3章 MCS-51单片机的指令系统51

3.1 MCS-51单片机指令系统概述51

3.1.1 指令格式51

3.1.2 指令分类52

3.1.3 指令系统中使用的符号53

3.2 MCS-51单片机的寻址方式54

3.2.1 立即数寻址54

3.2.2 直接寻址55

3.2.3 寄存器寻址56

3.2.4 寄存器间接寻址57

3.2.5 变址寻址58

3.2.6 位寻址59

3.2.7 相对寻址59

3.2.8 寻址方式总结60

3.3 数据传送类指令61

3.3.1 内部数据传送指令61

3.3.2 外部数据传送指令65

3.3.3 查表指令66

3.3.4 堆栈操作指令67

3.3.5 数据交换指令69

3.4 算术逻辑运算类指令70

3.4.1 算术运算指令70

3.4.2 逻辑运算指令75

3.4.3 移位指令77

3.4.4 累加器清零指令78

3.4.5 累加器内容取反指令78

3.5 位操作指令79

3.5.1 位传送指令79

3.5.2 位修改指令79

3.5.3 位运算指令80

3.5.4 位控制转移指令81

3.6 流程控制类指令83

3.6.1 无条件转移指令83

3.6.2 条件转移指令86

3.6.3 减1不为零转移指令89

3.6.4 子程序调用与返回指令90

3.6.5 空操作指令93

3.7 案例实训——简单程序设计93

小结97

习题97

第4章 MCS-51汇编语言程序设计101

4.1 汇编语言概述101

4.1.1 程序设计语言101

4.1.2 汇编语言程序的开发过程103

4.2 汇编语言格式103

4.2.1 汇编语言程序示例103

4.2.2 程序语句格式104

4.2.3 表达式105

4.2.4 伪指令语句107

4.2.5 通用的转移和调用语句111

4.2.6 条件汇编111

4.2.7 程序结构112

4.3 汇编程序的工作过程113

4.3.1 手工汇编过程113

4.3.2 机器汇编过程114

4.3.3 Intel HEX文件115

4.4 汇编语言程序设计116

4.4.1 顺序结构116

4.4.2 分支结构118

4.4.3　循环结构120

4.4.4　子程序设计122

4.5　案例实训——HEX格式文件处理124

小结128

习题128

第5章 MCS-51 C语言程序设计130

5.1 C语言与MCS-51单片机130

5.1.1 C语言程序开发过程130

5.1.2 C语言的特点132

5.1.3 单片机C语言的移植132

5.2 单片机C语言的扩充133

5.2.1 数据类型133

5.2.2 存储器类型134

5.2.3 存储模式135

5.2.4 硬件资源访问136

5.2.5 指针139

5.3 C语言程序结构141

5.3.1 函数141

5.3.2 流程控制144

5.3.3 输入与输出147

5.3.4 程序的入口147

5.4 C语言与汇编语言的混合编程148

5.5 案例实训——单片机系统命令接口150

小结153

习题153

第6章 并行接口及应用155

6.1 MCS-51的并行接口155

6.1.1 P0口155

6.1.2 P1口157

6.1.3 P2口159

6.1.4 P3口160

6.1.5 并行接口的驱动能力161

6.1.6 并行接口的应用161

6.2 并行接口的扩展163

6.2.1 MCS-51的总线结构163

6.2.2　并行输入接口的扩展165

6.2.3　并行输出接口的扩展166

6.2.4　可编程并行接口芯片8255A167

6.3 键盘接口174

6.3.1　按键的抖动174

6.3.2　独立式键盘接口174

6.3.3　矩阵式键盘接口175

6.4 显示接口178

6.4.1　LED显示接口178

6.4.2　LCD显示模块接口182

6.5 并行存储器的扩展186

6.5.1　程序存储器的扩展186

6.5.2　并行数据存储器的扩展190

6.5.3　Flash存储器的扩展196

6.6　内部Flash存储器与并行编程198

6.6.1　Flash存储器的操作方式199

6.6.2　Flash存储器的并行编程199

6.6.3　Flash存储器的其他操作200

6.6.4　Flash存储器的加密201

6.7　案例实训——交通灯控制电路201

小结204

习题204

第7章　中断系统及应用207

7.1 中断的概念207

7.1.1 中断的过程207

7.1.2 中断的作用208

7.1.3 中断系统的主要功能209

7.2　MCS-51中断系统的结构210

7.2.1 中断源210

7.2.2　中断向量211

7.3　中断的控制212

7.3.1　中断请求标志212

7.3.2　中断请求方式213

7.3.3 中断允许213

7.3.4 中断优先级214

7.4　中断的响应215

7.4.1 中断的响应过程215

7.4.2　中断响应时间217

7.4.3　中断服务程序217

7.4.4　中断请求的撤销218

7.5　中断系统的应用219

7.5.1 中断控制程序的编写219

7.5.2　中断服务程序的编写220

7.5.3　MCS-51的单步操作224

7.6　中断系统的扩展228

7.6.1 中断优先级的扩充228

7.6.2　中断源的扩展229

7.7　案例实训——带中断的交通灯控制电路233

小结237

习题238

第8章　定时器／计数器及应用239

8.1 定时器／计数器T0、T1240

8.1.1　T0、T1的内部结构240

8.1.2　T0、T1的工作方式242

8.2　定时器／计数器T2245

8.2.1　T2的结构245

8.2.2　T2的工作方式246

8.3　定时器／计数器的应用250

8.3.1　工作方式的选择250

8.3.2　定时常数的计算251

8.3.3　定时器／计数器应用举例252

8.3.4　信号的测量257

8.3.5　读取定时器／计数器258

8.4　监视定时器259

8.4.1 监视定时器的原理259

8.4.2　监视定时器芯片MAX813L260

8.4.3　AT89S51的内部监视定时器261

8.5 日历时钟芯片DS1302261

8.5.1 DS1302简介262

8.5.2 DS1302的操作262

8.5.3 DS1302的应用263

8.6 案例实训——简易电子琴电路265

小结269

习题269

第9章 串行接口与串行通信271

9.1 串行通信简介271

9.1.1 串行通信技术分类271

9.1.2 串行通信的软件实现274

9.1.3 串行接口与RS-232C标准275

9.2 MCS-51串行口的结构277

9.2.1 MCS-51串行口的结构277

9.2.2　MCS-51串行口的控制278

9.3　MCS-51串行口的工作方式280

9.3.1 方式0——同步移位寄存器280

9.3.2 方式1——8位UART282

9.3.3　方式2和3——9位UART285

9.4 串行口的应用288

9.4.1　波特率的计算288

9.4.2　方式0的应用291

9.4.3 方式1的应用293

9.4.4　方式2和3的应用298

9.5　多机通信方式300

9.5.1　多机通信原理300

9.5.2　通信协议的设计301

9.6　SPI总线接口302

9.6.1 SPI总线结构302

9.6.2　SPI总线应用303

9.7　I2C总线接口304

9.7.1　I2C总线简介305

9.7.2　I2C总线协议306

9.7.3　I2C串行EEPROM及其应用306

9.7.4　I2C并行扩展芯片PCF8574311

9.8 内部Flash存储器与串行编程314

9.8.1 串行编程过程314

9.8.2　串行编程指令315

9.9　案例实训——与PC机的通信316

小结320

习题321

第10章　模拟量接口323

10.1　D/A转换器324

10.1.1　D/A转换原理324

10.1.2　D/A转换器的指标325

10.1.3　D/A转换器的选型326

10.2　D/A转换器的应用327

10.2.1　DAC0832的结构327

10.2.2　DAC0832的应用329

10.2.3　DAC1208的结构与应用332

10.3　A/D转换器335

10.3.1　A/D转换原理335

10.3.2　A/D转换器的指标337

10.3.3　A/D转换器的选择338

10.4　A/D转换器的应用338

10.4.1 ADC0809的结构338

10.4.2 ADC0809的应用340

10.4.3 AD574A的结构与应用344

10.5 案例实训——模拟信号的叠加349

小结351

习题351

第11章 单片机应用系统设计353

11.1 单片机应用系统设计过程353

11.1.1 单片机应用系统开发周期353

11.1.2 软件开发过程354

11.1.3　硬件开发过程355

11.1.4　软、硬件集成测试356

11.2　硬件设计中的问题357

11.2.1　硬件设计的主要内容357

11.2.2　驱动与隔离技术358

11.2.3 电源与低功耗系统361

11.2.4　硬件可靠性设计363

11.3　软件设计中的问题364

11.3.1 单片机应用系统软件特点364

11.3.2　单片机应用系统软件结构365

11.3.3　软件缓冲区的使用369

11.3.4　系统运行过程的监控370

11.3.5　软件可靠性设计371

11.4　案例实训——自动打铃机电路372

小结374

习题374

第12章　单片机应用系统设计实践376

12.1 系统总体设计376

12.1.1　系统说明376

12.1.2　方案设计377

12.1.3　功能设计378

12.2　硬件系统设计379

12.2.1 总体设计379

12.2.2　指纹模块简介380

12.2.3　用户界面设计380

12.3　软件系统设计383

12.3.1 软件体系结构383

12.3.2　软件框架384

12.3.3　硬件自检和初始化部分386

12.3.4　消息处理387

12.3.5　数据缓冲区的设计389

小结391

习题391

附录A　各章习题提示与参考答案392

附录B MCS-51指令速查表397

附录C MCS-51指令（按功能顺序）398

参考文献400