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原理篇1

第1章 概论1

1.1 嵌入式系统、单片机、AT89C51单片机1

1.1.1 嵌入式系统、单片机1

1.1.2 单片机发展概况2

1.1.3 应用广泛的AT89系列单片机3

1.2 单片机应用系统及其应用领域4

1.2.1 单片机应用系统4

1.2.2 单片机应用领域5

1.3 单片机应用研发工具和教学实验装置6

1.3.1 单片机软件调试仿真器6

1.3.2 单片机仿真器7

1.3.3 编程器和ISP在系统编程7

1.3.4 单片机系统的PROTEUS设计与仿真平台7

1.3.5 单片机课程教学实验装置8

1.4 实训1：单片机研发工具、应用产品9

1.4.1 单片机产品、常用安装工具9

1.4.2 单片机应用产品9

1.4.3 AT89C51单片机研发工具操作演示12

练习与思考112

第2章 AT89C51单片机内部结构基础13

2.1 内部结构和引脚功能13

2.1.1 内部结构框图和主要部件13

2.1.2 引脚功能14

2.2 时钟电路与复位电路15

2.2.1 时钟电路15

2.2.2 复位电路17

2.3 存储器结构18

2.3.1 存储器组成18

2.3.2 程序存储器ROM19

2.3.3 数据存储器RAM19

2.4 实训2：单片机复位、晶振、ALE信号的观测24

2.4.1 电路安装24

2.4.2 信号观测24

练习与思考225

第3章 AT89C51指令系统26

3.1 基本概念26

3.1.1 指令、指令系统、机器代码26

3.1.2 程序、程序设计、机器语言26

3.1.3 汇编语言、汇编语言指令格式、常用符号27

3.1.4 汇编（编译）和编程（固化）29

3.2 指令寻址方式29

3.2.1 寻址、寻址方式、寻址存储器范围29

3.2.2 直接寻址30

3.2.3 立即寻址30

3.2.4 寄存器寻址31

3.2.5 寄存器间接寻址31

3.2.6 变址寻址32

3.2.7 相对寻址32

3.2.8 位寻址“bit”33

3.3 汇编语言的指令系统34

3.3.1 数据传送指令34

3.3.2 算术运算类指令38

3.3.3 逻辑运算指令43

3.3.4 控制转移指令46

3.3.5 位操作指令50

3.4 实训3：软件调试仿真器KeilμVision及其应用（1）51

3.4.1 KeilμVision快速入门51

3.4.2 Keil的初步应用58

习题与思考358

第4章 AT89C51汇编语言程序设计61

4.1 伪指令、程序设计61

4.1.1 伪指令61

4.1.2 程序设计63

4.1.3 程序结构65

4.2 汇编语言程序设计举例70

4.2.1 延时程序70

4.2.2 查表程序71

4.2.3 码制转换程序72

4.2.4 数据排序程序74

4.2.5 算术计算程序74

4.3 实训4：软件调试仿真器KeilμVision应用（2）77

4.3.1 用Keil设计延时子程序并进行仿真调试和延时测量77

4.3.2 用Keil设计分支结构程序并仿真调试79

4.3.3 用Keil设计查表程序并仿真调试79

习题与思考480

第5章 AT89C51输入／输出口及其简单应用81

5.1 I/O口结构与工作原理81

5.1.1 P1口81

5.1.2 P3口82

5.1.3 P2口83

5.1.4 P0口84

5.2 I/O口的负载能力85

5.3 I/O口的简单应用86

5.3.1 单片机控制的跑马灯86

5.3.2 单片机控制数码管静态显示实验87

5.3.3 单片机用开关控制LED显示实验90

5.3.4 单片机用开关控制数码管显示实验91

5.4 PROTEUS仿真92

5.5 实训5：编程器使用和I/O口的简单应用93

5.5.1 编程器使用初步93

5.5.2 单片机I/O口简单应用实训95

习题与思考595

第6章 AT89C51中断系统与定时器／计数器96

6.1 中断系统96

6.1.1 中断基本概念96

6.1.2 中断系统结构96

6.1.3 与中断控制有关的寄存器98

6.1.4 中断过程100

6.2 中断应用103

6.2.1 中断初始化和中断服务程序103

6.2.2 中断应用举例103

6.3 定时器／计数器110

6.3.1 定时器／计数器概述110

6.3.2 定时器／计数器的控制111

6.3.3 定时器／计数器的工作方式112

6.3.4 定时器／计数器的计数容量及初值114

6.4 定时器／计数器应用115

6.4.1 定时器／计数器应用的基本步骤115

6.4.2 定时器／计数器的应用举例115

6.5 PROTEUS仿真120

6.6 实训6：中断系统和定时器／计数器的综合应用120

6.6.1 基于AT89C51的60s倒计时装置120

6.6.2 基于AT89C51的按键发声装置122

习题与思考6124

应用篇126

第7章 AT89C51单片机的存储器扩展技术126

7.1 用EPROM扩展单片机程序存储器126

7.1.1 基础知识126

7.1.2 扩展ROM电路设计129

7.1.3 扩展ROM程序设计129

7.1.4 运行与思考130

7.1.5 片外ROM的操作时序131

7.2 用SRAM扩展单片机数据存储器131

7.2.1 基础知识132

7.2.2 扩展RAM电路设计132

7.2.3 扩展RAM程序设计133

7.2.4 运行与思考134

7.2.5 片外RAM的操作时序134

7.3 用E2PROM扩展单片机ROM、RAM135

7.3.1 基础知识135

7.3.2 E2PROM扩展ROM、RAM电路设计136

7.3.3 E2PROM扩展ROM、RAM程序设计136

7.3.4 运行与思考137

7.4 用串行E2PROM扩展单片机存储器138

7.4.1 基础知识138

7.4.2 串行E2PROM扩展存储器电路设计141

7.4.3 串行E2PROM扩展存储器程序设计141

7.4.4 运行与思考145

7.4.5 串行E2PROM扩展存储器操作时序145

7.5 PROTEUS仿真145

7.6 实训7：用SRAM 6264扩展单片机RAM实验146

7.6.1 实训目的146

7.6.2 实训内容146

第8章 AT89C51人机交互通道的接口技术147

8.1 单片机与LED数码管动态显示的接口技术147

8.1.1 基础知识147

8.1.2 接口电路设计148

8.1.3 接口程序设计148

8.1.4 运行与思考149

8.2 单片机与字符型LCD显示器的接口技术149

8.2.1 基础知识149

8.2.2 接口电路设计153

8.2.3 接口程序设计153

8.2.4 运行与思考154

8.3 单片机与矩阵式键盘的接口技术155

8.3.1 基础知识155

8.3.2 接口电路设计158

8.3.3 接口程序设计158

8.3.4 运行与思考160

8.4 单片机与BCD拨码盘的接口技术160

8.4.1 基础知识160

8.4.2 接口电路设计161

8.4.3 接口程序设计161

8.4.4 运行与思考162

8.5 PROTEUS仿真162

8.6 实训8：单片机与矩阵式键盘的接口技术实验163

8.6.1 实训目的163

8.6.2 实训内容163

第9章 AT89C51单片机前向通道接口技术164

9.1 单片机与ADC0809（0808）的接口技术164

9.1.1 基础知识164

9.1.2 接口电路设计166

9.1.3 接口程序设计166

9.1.4 运行与思考167

9.2 单片机控制的水位检测的接口技术168

9.2.1 基础知识168

9.2.2 接口电路设计168

9.2.3 接口程序设计169

9.2.4 运行与思考170

9.3 PROTEUS仿真170

9.4 实训9：单片机与ADC0809（0808）接口技术实验170

9.4.1 实训目的170

9.4.2 实训内容170

第10章 AT89C51后向通道接口技术171

10.1 单片机与DAC0832的接口技术171

10.1.1 基础知识171

10.1.2 接口电路设计173

10.1.3 接口程序设计174

10.1.4 运行与思考175

10.2 单片机控制步进电动机的接口技术175

10.2.1 基础知识175

10.2.2 接口电路设计177

10.2.3 接口程序设计178

10.2.4 运行与思考179

10.3 单片机控制直流电动机的接口技术179

10.3.1 基础知识179

10.3.2 接口电路设计180

10.3.3 接口程序设计181

10.3.4 运行与思考183

10.4 PROTEUS仿真183

10.5 实训 10：单片机与DAC0832的接口技术实验183

10.5.1 实训目的183

10.5.2 实训内容183

第11章 AT89C51串行通信通道接口技术184

11.1 单片机之间的串行通信接口技术184

11.1.1 基础知识184

11.1.2 接口电路设计187

11.1.3 接口程序设计187

11.1.4 运行与思考190

11.2 单片机与PC间的通信接口技术191

11.2.1 基础知识191

11.2.2 接口电路设计192

11.2.3 接口程序设计193

11.2.4 运行与思考194

11.3 PROTEUS仿真195

11.4 实训11：单片机之间通信的接口技术实验195

11.4.1 实训目的195

11.4.2 实训内容195

第12章 单片机的实际应用196

12.1 基于单片机和DS1302的电子时钟196

12.1.1 功能与操作196

12.1.2 应用电路设计196

12.1.3 应用程序设计196

12.1.4 技术要点202

12.2 基于单片机的带存储播放功能的简易电子琴203

12.2.1 功能与操作203

12.2.2 应用电路设计204

12.2.3 应用程序设计204

12.2.4 技术要点208

12.3 基于单片机和DS18B20的数字温度计209

12.3.1 功能与操作209

12.3.2 电路设计209

12.3.3 应用程序设计209

12.3.4 技术要点213

12.4 基于单片机控制的LED点阵显示屏214

12.4.1 功能与操作214

12.4.2 应用电路设计214

12.4.3 应用程序设计214

12.4.4 技术要点216

12.5 基于单片机的纯水机控制电路板设计217

12.5.1 功能与操作217

12.5.2 应用电路设计218

12.5.3 应用程序设计218

12.5.4 技术要点221

12.6 PROTEUS仿真222

12.7 实训12：制作基于单片机和DS1302的电子时钟222

12.7.1 实训目的222

12.7.2 实训内容222

PROTEUS仿真篇223

第13章 单片机系统PROTEUS设计与仿真基础223

13.1 PROTEUS ISIS窗口与基本操作223

13.1.1 ISIS窗口224

13.1.2 PROTEUS基本操作226

13.2 单片机系统PROTEUS设计与仿真初步230

13.2.1 PROTEUS电路设计230

13.2.2 源程序设计和生成目标代码文件231

13.2.3 仿真232

13.2.4 调试窗口、带调试窗口的仿真调试233

13.2.5 断点设置、带断点的仿真调试236

13.2.6 用PROTEUS虚拟示波器观测信号237

13.2.7 用PROTEUS高级图表仿真（ASF）观测信号239

第14章 原理篇实例的PROTEUS设计与仿真245

14.1 单片机控制数码管静态显示的设计与仿真245

14.2 单片机用开关控制LED显示实验的设计与仿真246

14.3 单片机用开关控制数码管显示实验的设计与仿真246

14.4 单片机外中断实验的设计与仿真247

14.5 单片机中断优先级实验的设计与仿真248

14.6 单片机中断优先权实验的设计与仿真249

14.7 基于AT89C51的60秒倒计时装置的设计与仿真251

14.8 基于AT89C51的按键发声装置的设计与仿真251

第15章 应用篇实例的PROTEUS设计与仿真253

15.1 EPROM 27C64扩展单片机ROM的设计与仿真253

15.2 SRAM 6264扩展单片机RAM的设计与仿真254

15.3 串行E2PROM 24LC16B扩展单片机存储器的设计与仿真255

15.4 单片机与LED数码管动态显示接口的设计与仿真257

15.5 单片机与字符型LCD显示器接口的设计与仿真258

15.6 单片机与矩阵式键盘接口的设计与仿真259

15.7 单片机与BCD拨码盘的接口的设计与仿真260

15.8 单片机与ADC0809（0808）接口的设计与仿真260

15.9 单片机与DAC0832接口的设计与仿真261

15.10 单片机与直流电动机接口的设计与仿真262

15.11 单片机控制步进电动机接口的设计与仿真263

15.12 单片机之间的串行通信接口设计与仿真265

15.13 单片机与PC间的通信接口设计与仿真266

15.14 基于单片机、DS1302的电子时钟的设计与仿真267

15.15 带存储播放功能的简易电子琴的设计与仿真268

15.16 基于单片机、DS18B20的数字温度计的设计与仿真269

15.17 基于单片机的LED点阵显示屏的设计与仿真270

15.18 基于单片机的纯水机控制板的设计与仿真272

附录A AT89S51相对AT89C51增加的功能273

附录A.1 AT89S51单片机内部结构、引脚图和特殊功能寄存器273

附录A.2 增加功能的应用275

附录B BCD码和ASCII码278

附录B.1 8421 BCD码278

附录B.2 BCD码运算278

附录B.3 ASCII码279

附录C AT89C系列单片机指令表281

参考文献285