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第1章 单片机概述1

1.1 单片机的概念1

1.1.1 单片机的基本概念1

1.1.2 单片机的组成2

1.1.3 单片机的特点5

1.2 单片机的历史与发展6

1.2.1 单片机发展概况6

1.2.2 单片机发展趋势7

1.3 常用单片机简介9

1.3.1 MCS-51系列单片机9

1.3.2 AT89系列单片机11

1.3.3 PIC系列单片机12

1.3.4 M68HC11系列单片机13

1.3.5 MCS-96系列单片机15

1.3.6 8XC196KX系列单片机16

1.3.7 M68300系列单片机18

1.3.8 SH系列单片机18

1.4 单片机的应用领域19

1.4.1 工业过程控制19

1.4.2 智能仪表20

1.4.3 机电一体化产品20

1.4.4 智能化接口20

1.4.5 家用电器设备20

1.5 习题21

第2章 MCS-51单片机的结构22

2.1 MCS-51单片机的基本组成22

2.1.1 MCS-51系列单片机的硬件结构特点22

2.1.2 MCS-51片内总体结构24

2.2 MCS-51系列单片机的外部结构25

2.2.1 MCS-51单片机的引脚功能25

2.2.2 MCS-51单片机的外部总线结构28

2.3 中央处理器、时钟及时序28

2.3.1 运算部件28

2.3.2 专用寄存器组29

2.3.3 控制部件、时钟和时钟电路30

2.3.4 CPU时序32

2.4 复位与复位电路34

2.4.1 上电自动复位35

2.4.2 手动按键复位35

2.4.3 常用复位芯片36

2.5 存储器组织36

2.5.1 存储器空间36

2.5.2 程序存储器37

2.5.3 数据存储器38

2.5.4 外部数据存储器44

2.6 CHMOS型单片机的节电工作方式44

2.6.1 空闲工作方式45

2.6.2 掉电工作方式46

2.7 习题46

第3章 MCS-51单片机指令系统48

3.1 指令格式48

3.1.1 数据操作48

3.1.2 程序状态字48

3.1.3 指令类型49

3.2 寻址方式49

3.2.1 寄存器寻址50

3.2.2 直接寻址50

3.2.3 寄存器间接寻址51

3.2.4 立即寻址52

3.2.5 基寄存器加变址寄存器间接寻址52

3.3 数据传送指令53

3.3.1 内部数据的传送指令53

3.3.2 累加器A与外部数据的传送指令56

3.3.3 查表指令57

3.4 算术运算指令58

3.4.1 加法指令58

3.4.2 减法指令60

3.4.3 乘法指令61

3.4.4 除法指令62

3.5 逻辑运算指令62

3.5.1 累加器A的逻辑运算指令62

3.5.2 两个操作数的逻辑运算指令62

3.6 位操作指令64

3.6.1 位变量传送指令65

3.6.2 位变量修改指令65

3.6.3 位变量逻辑操作指令65

3.7 控制转移指令66

3.7.1 无条件转移指令66

3.7.2 条件转移指令68

3.7.3 调用与返回指令69

3.8 习题72

第4章 MCS-51汇编语言程序设计75

4.1 程序设计方法75

4.1.1 程序设计步骤75

4.1.2 伪指令75

4.1.3 汇编语言源程序的编程和汇编77

4.2 汇编语言程序设计方法77

4.2.1 顺序程序77

4.2.2 分支程序78

4.2.3 循环程序78

4.3 单片机汇编程序结构81

4.3.1 程序总体结构81

4.3.2 主程序83

4.3.3 子程序84

4.3.4 中断服务程序84

4.4 综合编程举例85

4.4.1 运算程序85

4.4.2 查表程序99

4.4.3 代码转换程序104

4.4.4 输入输出程序115

4.5 习题119

第5章 MCS-51单片机的功能模块122

5.1 MCS-51单片机并行输入输出接口122

5.1.1 P0口122

5.1.2 P1口123

5.1.3 P2口124

5.1.4 P3口124

5.1.5 接口的使用原则125

5.2 MCS-51单片机定时器／计数器126

5.2.1 定时器／计数器T0、T1的结构127

5.2.2 定时器／计数器T0、T1的4种工作方式128

5.2.3 定时器／计数器应用举例132

5.3 MCS-51单片机串行接口135

5.3.1 MCS-51单片机的串行接口136

5.3.2 串行接口的工作方式139

5.3.3 波特率的设置143

5.3.4 多机通信144

5.3.5 串行接口的应用与编程145

5.4 MCS-51单片机中断系统150

5.4.1 中断的基本概念150

5.4.2 中断源和中断请求标志151

5.4.3 中断系统控制153

5.4.4 中断响应155

5.4.5 中断的应用及编程157

5.5 习题158

第6章 MCS-51系统扩展技术160

6.1 MCS-51系统扩展原理160

6.1.1 线选法161

6.1.2 全译码法163

6.1.3 部分译码法164

6.1.4 扩展存储器时应考虑的几个问题166

6.2 程序存储器的扩展166

6.2.1 常用的程序存储器166

6.2.2 常用的译码器、锁存器169

6.2.3 MCS-51程序存储器的扩展171

6.3 数据存储器的扩展173

6.3.1 常用的数据存储器174

6.3.2 MCS-51数据存储器扩展175

6.4 并行接口的扩展177

6.4.1 8255A可编程接口并行I/O扩展177

6.4.2 8155/8156可编程接口并行I/O扩展181

6.4.3 用串行接口扩展并行I/O接口182

6.4.4 用74系列器件扩展并行I/O接口184

6.5 串行接口的扩展185

6.5.1 8251与单片机的接口方法185

6.5.2 RS-232C串行通信标准及应用189

6.5.3 RS-422/485标准总线及应用192

6.6 定时器／计数器的扩展193

6.6.1 8253/8254与单片机的接口方法193

6.6.2 定时器／计数器的应用194

6.7 习题196

第7章 MCS-51单片机常用接口技术198

7.1 键盘接口198

7.1.1 键盘工作原理198

7.1.2 键盘按键识别方法199

7.1.3 键盘的接口电路200

7.1.4 键盘的编码202

7.1.5 常用的专用键盘芯片202

7.1.6 单片机对键盘的控制方式202

7.2 显示接口202

7.2.1 LED显示器的原理203

7.2.2 LED显示器的接口及显示方式204

7.2.3 专用芯片BC7281键盘显示器接口实例205

7.2.4 字段式液晶显示器214

7.2.5 点阵式液晶显示220

7.3 打印机接口技术228

7.3.1 RD-D型热敏打印机的主要技术性能229

7.3.2 RD-D型打印机的并行接口229

7.3.3 RD-D型打印机的串行接口230

7.3.4 接口信号时序230

7.3.5 字符代码及打印命令231

7.3.6 RD系列打印机与MCS-51单片机接口231

7.3.7 示例程序232

7.4 D/A转换器232

7.4.1 D/A转换器的原理233

7.4.2 常用D/A转换器235

7.4.3 MCS-51与D/A转换器的接口237

7.5 A/D转换240

7.5.1 A/D转换器的原理241

7.5.2 常用A/D转换器243

7.5.3 MCS-51与A/D转换器的接口249

7.6 单片机常用总线253

7.6.1 I2C总线253

7.6.2 SPI总线258

7.6.3 CAN总线258

7.7 习题260

第8章 单片机系统的可靠性与抗干扰技术262

8.1 可靠性与抗干扰技术概述262

8.1.1 干扰窜入单片机系统的主要途径262

8.1.2 干扰的耦合方式264

8.1.3 抗干扰原则265

8.2 单片机系统的硬件抗干扰技术266

8.2.1 过程通道干扰的抑制266

8.2.2 反射波干扰的抑制270

8.2.3 空间干扰的抑制273

8.2.4 单片机系统的接地技术274

8.2.5 单片机系统的掉电保护技术275

8.3 单片机系统的软件抗干扰技术277

8.3.1 指令冗余技术277

8.3.2 软件陷阱技术278

8.3.3 数字滤波技术281

8.3.4 故障自动恢复处理程序286

8.4 Watchdog技术289

8.4.1 硬件Watchdog电路289

8.4.2 软件Watchdog技术292

8.4.3 软硬件结合的Watchdog技术294

8.5 习题295

第9章 单片机应用系统的设计与实例297

9.1 单片机应用系统的设计方法297

9.1.1 系统总体方案的确定298

9.1.2 应用系统的硬件设计299

9.1.3 应用系统的软件设计302

9.1.4 应用系统的抗干扰设计303

9.2 单片机应用系统的开发过程305

9.2.1 单片机的开发与开发工具305

9.2.2 单片机开发系统的功能306

9.2.3 单片机应用系统的调试、运行与维护307

9.3 单片机系统应用实例311

9.3.1 电阻炉温度控制系统311

9.3.2 步进电机控制320

9.3.3 小车自动寻线控制系统326

9.4 习题331

附录A MCS-51系列单片机指令系统表333

附录B C51编程语言简介338

B.1 C51的程序结构338

B.2 C51的数据类型339

B.2.1 C51变量的类型339

B.2.2 指针型数据340

B.3 数据的存储器类型和存储器模式340

B.3.1 数据的存储器类型340

B.3.2 存储器模式341

B.4 C51对SFR、可寻址位、存储器和I/O接口的定义341

B.4.1 特殊功能寄存器的定义341

B.4.2 位变量的定义341

B.4.3 对存储器和外接I/O接口地址的访问342

B.5 C51的运算符343

B.6 函数343

B.6.1 函数的分类及定义344

B.6.2 函数的定义344

B.6.3 函数的调用344

B.7 汇编语言与C51的混合编程344

B.7.1 C51中调用汇编语言程序的几点注意事项345

B.7.2 C51与汇编程序之间的参数传递345

附录C 单片机常用网站346

参考文献347