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目 录3

基 础 篇3

第1章 绪论3

1.1什么是单片机3

1.1.1微型计算机3

1.1.2微型计算机的构成3

1.1.3单片机由来4

1.2单片机与21世纪5

1.2.1单片机的特点5

1.2.2单片机应用渗入到各个领域6

1.2.3 21世纪的单片机9

1.3.1 单片机产品的历史概况10

1.3单片机产品10

1.3.2 当前主要的8位单片机产品11

1.4单片机应用技术的发展14

1.4.1模糊控制技术15

1.4.2数字信号处理技术16

1.4.3 学习VHDL语言，掌握嵌入式实时操作系统，推动嵌入式应用技术的发展18

第2章MCS-51单片机的基础知识21

2.1 51系列单片机的组成与结构21

2.1.1主要部件介绍21

2.1.2 8051系列单片机的引脚和功能23

2.2单片机的工作原理24

2.2.1指令与程序25

2.2.2 CPU工作原理25

2.2.3单片机执行程序的过程26

2.3时钟电路和CPU时序28

2.3.1时钟和时钟电路28

2.3.2 CPU时序和有关概念29

2.4复位电路31

2.4.1复位信号的产生31

2.4.2复位电路和相关参数32

2.4.3复位状态33

2.5存储器和地址空间34

2.5.1存储器空间和地址34

2.5.2程序存储器35

2.5.3 外部RAM和外部I/O口36

2.5.4 内部RAM37

2.5.5特殊功能寄存器空间39

2.6并行I/O接口42

2.6.1 8051单片机的四个并行输入／输出口和引脚42

2.6.2 P1口43

2.6.3 P0口43

2.6.4 P2口44

2.6.5 P3口45

2.6.6并行I/O基本操作46

2.6.7简单应用举例47

2.7定时器／计数器48

2.7.1 概述48

2.7.2定时器的特殊功能寄存器48

2.7.3时间常数计算即初值a的确定50

2.7.4定时器／计数器初始化程序51

2.7.5 四种工作方式的原理结构图52

2.8.1 概述55

2.8 串行口55

2.8.2 串行口的特殊功能寄存器56

2.8.3串行口的工作方式和波特率57

2.8.4多机通信原理60

2.8.5串行口的基本操作61

2.8.6简单应用举例61

2.9 中断系统62

2.9.1 基本概念62

2.9.2 8051的中断系统结构63

2.9.3 中断源63

2.9.5 中断系统的特殊功能寄存器64

2.9.4中断入口地址64

2.9.6中断响应过程66

2.9.7中断设置举例66

第3章8051的指令系统和汇编程序72

3.1指令系统概述72

3.1.1 8051汇编语言指令格式72

3.1.2机器码指令格式73

3.2 寻址方式73

3.2.1 寻址概念73

3.2.2符号解释74

3.2.3七种寻址方式75

3.3.1 数据操作81

3.3.2指令类型81

3.3数据操作和指令类型81

3.4数据传送类指令82

3.4.1 内部RAM数据传送指令（MOV）82

3.4.2外部数据传送指令（MOVX）84

3.4.3程序存储器查表指令（MOVC）85

3.4.4堆栈操作命令86

3.4.5交换指令87

3.5算术运算类指令88

3.5.1 加法指令89

3.5.2带进位加法指令89

3.5.3带借位减法指令91

3.5.4乘法指令91

3.5.6加1指令92

3.5.5除法指令92

3.5.7减1指令93

3.5.8十进制调整指令93

3.5.9算术运算指令举例95

3.6逻辑操作指令96

3.6.1逻辑“与”指令96

3.6.2逻辑“或”指令96

3.6.3逻辑“异或”指令97

3.6.4循环移位指令97

3.6.5取反指令98

3.6.6清“0”指令99

3.6.7逻辑运算指令应用举例99

3.7控制转移类指令99

3.7.1无条件转移指令100

3.7.2条件转移指令101

3.7.3间接转移指令102

3.7.4调用子程序及返回指令103

3.7.5空操作指令104

3.7.6程序控制类指令应用举例104

3.8位操作指令104

3.8.1位数据传送指令105

3.8.2位修正指令105

3.8.3位逻辑运算指令106

3.8.4判位转移指令106

3.8.5位操作类指令应用举例107

3.9单片机汇编语言设计过程与示例107

3.9.1汇编语言的规范107

3.9.3结构化程序设计110

3.9.2汇编语言程序设计步骤110

应 用 篇123

第4章 定时器／计数器的应用123

4.1 可变频率发生器123

4.1.1定时器，计数器的异同123

4.1.2定时器，计数器所用的SFR123

4.1.3对定时器，计数器进行初值的设定123

4.1.4定时器／计数器的中断入口124

4.2用定时器产生波形124

4.2.1 产生周期固定的方波脉冲序列124

4.2.2产生一定占空比的序列脉冲125

4.2.3产生周期超长的序列脉冲126

4.3.1较低频率的测量128

4.3检测未知脉冲的频率或脉宽128

4.3.2较高频率的测量130

4.3.3利用门控位测量方波频率131

4.4步进电机的控制132

4.4.1步进电机的原理简介132

4.4.2三相六拍步进电机的控制信号133

4.4.3单片机控制三相六拍的步进电机133

第5章并行口应用138

5.1键盘接口技术138

5.1.1键盘工作原理138

5.1.2按键的机械特性139

5.1.3键输入程序流程140

5.1.4 应用实例140

5.2.1 LED数码管显示器142

5.2输出显示技术142

5.2.2 LED数码显示器有静态和动态两种显示方式143

5.2.3单片机并行口控制数码显示管的应用实例144

5.3并行口外扩展器件8255146

5.3.1 8255引脚与外框图147

5.3.2 8255工作方式148

5.3.3 8255工作过程151

5.3.4 8255中断开／关字152

5.3.5其他153

第6章 串行口的应用155

6.1 串行通信155

6.1.1串行通信概述155

6.1.3 MCS-51系列单片机的串行口156

6.1.2单片机的串行通信156

6.1.4 串行口的初始化编程158

6.2 UART的应用160

6.2.1 单片机与单片机之间的串行通信160

6.2.2带校验的传送162

6.2.3 用串行口中断的UART全双工通信163

6.2.4单片机与PC机的通信164

6.3多机通信171

6.4同步移位寄存器方式的应用172

6.4.1用串行口扩展8位LED数码显示器172

6.4.2控制N个码盘的数据输入173

6.4.3用通用的I/O虚拟一个能工作于移位寄存器方式的串行口175

6.5介绍几种串行总线176

6.5.1 串行总线与串行扩展接口177

6.5.2 I2C总线的串行扩展技术179

6.6串行总线扩展应用举例183

6.6.1 扩展具有I2C总线接口的E2PROM——24LC××183

6.6.2 80C51与串行E2PROM 24LC32的电路连接与编程188

6.6.3用I2C总线扩展I/O接口192

第7章单片机扩展系统196

7.1 概述196

7.2地址译码的方法197

7.2.1线选法197

7.2.2全地址译码法198

7.3程序存储器外扩展199

7.3.1 常用的EPROM存储器芯片199

7.3.3扩展示例200

7.3.2外部程序存储器扩展方法200

7.4.1常用的数据存储器芯片201

7.4数据存储器RAM外扩展201

7.4.2外部数据存储器扩展方法202

7.4.3扩展示例202

7.5并行口外扩展203

7.5.1基本常用的MCS-51并行接口扩展器件203

7.5.2并行接口扩展方法203

7.5.3扩展芯片8155203

第8章 单片机在模拟世界中的应用209

8.1 概述209

8.2单片机的数据采集系统209

9.1应用系统的一般研制过程215

第9章 单片机应用系统的设计与开发215

9.1.1 总体设计216

9.1.2硬件设计217

9.1.3软件设计219

9.2单片机的开发、开发工具和开发方法221

9.2.1单片机的开发221

9.2.2单片机开发系统的功能222

9.2.3单片机应用系统的调试224

9.2.4单片机应用系统的设计举例228

9.2.5要注意的几个问题237

附录1 80C51指令表239

附录2基础知识243