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第1章　单片机的发展与应用领域1

1.1　单片机是什么1

1.1.1　微型计算机分类1

1.1.2　单片机的基本结构2

1.2　单片机的分类3

1.2.1　4位单片机3

1.2.2　8位单片机3

1.2.3　16位机5

1.2.4　32位机5

1.3　单片机的应用6

1.4　小结7

第2章 工程任务、系统要求及系统需求分析8

2.1　承接工程项目8

2.1.1　工程项目的定义与来源8

2.1.2　工程项目实例8

2.2　工程需求分析9

2.2.1　系统工作过程分析9

2.2.2　系统工作环境分析10

2.2.3　系统指标对需求的附加资源分析10

2.2.4　项目需求分析报告12

2.2.5　单片机外围电路的结构设计12

2.2.6　单片机的选型方法12

第3章 系统需求条件下的单片机选型14

3.1 MCS-51系列单片机的硬件资源14

3.1.1　MCS-51系列单片机的体系结构14

3.1.2　MCS-51系列单片机的内部结构15

3.1.3 MCS-51系列单片机的片内资源17

3.1.4　MCS-51系列单片机的管脚功能及排列18

3.1.5 MCS-51系列单片机的输入／输出口21

3.1.6　MCS-51系列单片机的外总线结构24

3.1.7　常用的几类存储器26

3.1.8　MCS-51系列单片机的振荡周期、状态周期、机器周期26

3.1.9　MCS-51系列单片机运行的硬件条件29

3.2 MCS-51机内核的升级型单片机——STC89C5X系列单片机的硬件资源29

3.3　针对项目的系统硬件设计32

3.3.1　单片机的选择32

3.3.2　人机交互电路设计32

3.3.3　系统控制模块规划40

3.3.4　系统检测控制模块规划44

3.3.5　检测控制板电路设计47

第4章　控制系统的大脑——软件（控制程序）的构建基础54

4.1　系统开发条件及开发平台的建立54

4.2　从机器码到高级语言55

4.3　STC系列单片机的片内存储器及特殊功能寄存器56

4.3.1 STC系列单片机的片内存储器56

4.3.2　MCS-51系列单片机的片内数据存储器59

4.3.3　STC系列单片机的片内特殊功能寄存器61

4.4　汇编语言指令分析67

4.4.1　MCS-51汇编语言格式67

4.4.2　MCS-51指令系统的分类及一般说明68

4.4.3　MCS-51的寻址方式69

4.4.4　MCS-51汇编语言程序设计基础70

4.5　从指令到程序设计72

4.5.1 伪指令72

4.5.2　数据传送类指令73

4.5.3　算术运算类指令85

4.5.4　逻辑操作类指令98

4.5.5　控制转移指令105

4.5.6　位（布尔）操作类指令109

4.6　结构和数制转换类汇编语言程序设计117

4.6.1　查表程序设计117

4.6.2　散转程序设计119

4.6.3　循环程序设计121

4.6.4　数据拼拆与转换程序设计125

第5章　MCS-51系列单片机内部定时／计数器、中断系统及串行口I/O口的应用129

5.1　I/O口的应用130

5.1.1　创建汉字显示条件130

5.1.2　字符或汉字字模的处理135

5.1.3 液晶显示器字符或汉字的静态效果显示驱动程序137

5.2　定时／计数器149

5.2.1　时间的表达方式及时间测量分辨率149

5.2.2　定时／计数功能概述150

5.2.3　定时／计数器的应用153

5.3 中断的基本概念、中断控制及中断响应过程155

5.3.1　中断的基本概念155

5.3.2 中断控制157

5.3.3　中断响应过程159

5.4　定时／计数器中断编程步骤及应用160

5.4.1　定时／计数器中断编程步骤160

5.4.2　定时／计数器中断编程实例161

5.5　外部中断源的中断请示及中断服务程序编写165

5.6　主程序的几种结构168

5.6.1　过程控制结构169

5.6.2　时间触发结构170

5.6.3　事件触发结构170

5.7　多个外部中断源的设计171

5.7.1　计数器作为外部中断源的使用方法171

5.7.2　外部中断源复用技术——硬件、软件结合173

5.8　串行口及串行通信176

5.8.1 串行通信的基本概念176

5.8.2　串行通信180

5.8.3　串行口结构及工作原理183

5.8.4　串行口的工作方式184

5.8.5　双机通信及编程举例192

5.8.6　多机通信原理及系统设计208

5.8.7　多机通信及编程举例210

5.9 RS-232C接口212

5.9.1　RS-232C接口标准212

5.9.2 RS-232C逻辑电平213

5.9.3　RS-232C标准的电气连接方式213

5.9.4 RS-232C设备与TTL/CMOS器件接口间的电平转换214

5.10　RS-485接口215

5.10.1　RS-485接口标准215

5.10.2　RS-485收／发器216

5.10.3　51单片机RS-485通信系统设计217

5.11　多个中断源同时开放时应注意的问题219

第6章　STC系列单片机新增片内资源及应用221

6.1　系统性能方面的改善221

6.1.1 降低单片机对系统的电磁干扰的三大措施221

6.1.2 STC片内扩展RAM的用法222

6.1.3 STC片内扩展DATA_Flash的用法222

6.1.4　STC系列中新增加的外部中断源的应用227

6.1.5　STC系列中新增加的其他功能概述229

6.2　定时／计数器T2原理及应用232

6.2.1　概述232

6.2.2　定时／计数器T2的工作方式及应用234

6.3　步进电机的运行控制242

6.3.1　步进电机的运行控制原理243

6.3.2　步进电机的驱动程序244

第7章 MCS-51系列单片机并行总线扩展方法249

7.1　MCS-51系列单片机的控制信号及三总线249

7.1.1　单片机的最小应用系统及扩展系统249

7.1.2　MCS-51系列单片机并行总线扩展方法250

7.2　MCS-51系列单片机外部程序存储器扩展253

7.2.1　总线扩展常用器件简介253

7.2.2　27系列EPROM型存储器256

7.3　MCS-51系列单片机外部数据存储器扩展263

7.3.1　MCS-51系列单片机常用数据存储器简介264

7.3.2　MCS-51系列单片机与62系列数据存储器的接口设计266

7.4　MCS-51系列单片机外部非易失性数据存储器扩展269

7.4.1　并行接口EEPROM型非易失性数据存储器概述269

7.4.2　28系列并行接口EEPROM的一般特性270

7.4.3 28系列EEPROM的选型271

7.4.4 28系列并行EEPROM存储器的数据安全措施271

7.5　MCS-51系列单片机总线扩展系统的地址译码技术275

7.5.1　问题的来源275

7.5.2　可编程逻辑器件解决方案277

7.6　I/O接口芯片的扩展283

7.6.1　概述283

7.6.2　可编程并行输入／输出接口8255A284

7.7　模数转换器的扩展313

7.7.1　研究模数、数模转换器的意义313

7.7.2　A/D转换的原理314

7.7.3 ADC0808/0809与8051的接口设计321

7.7.4　基于ADC0808/0809的8051采样程序设计324

7.8　数模转换器的扩展327

7.8.1　数模转换原理327

7.8.2　数模转换器DAC0832的内部结构与外部特性331

7.8.3 DAC0832与51机的接口电路与程序设计335

第8章 串行总线技术在工程中的应用341

8.1 串行总线简介341

8.2　I2C总线时序分析及器件应用实例342

8.2.1　I2C总线时序分析342

8.2.2　CAT1161与51机的接口及应用程序346

8.3 SPI总线时序分析及器件应用实例357

8.3.1　SPI总线时序分析357

8.3.2 LTC1598与51机的接口及应用程序358

8.4　一总线时序分析及器件应用实例363

8.4.1　一总线简介363

8.4.2　DS18B20与51机的接口与应用程序364

8.5 容错技术377

8.6　单片机系统开发的全过程380

第9章 单片机应用系统的图形化编程386

9.1　图形化编译系统简介386

9.2　单片机应用系统的图形化编程387

附录A　单片机常用数制、编码及数据格式392

A.1　数制392

A.1.1　十进制数392

A.1.2　十进制计数393

A.1.3　二进制393

A.1.4　二进制计数393

A.1.5　八进制数394

A.1.6　十六进制395

A.2　数制与代码395

A.2.1　二进制、八进制、十六进制向十进制转换的方法395

A.2.2　十进制数转换成二进制、八进制、十六进制数396

A.2.3 二进制与八进制、十六进制之间的相互转换及八进制与十六进制之间的相互转换397

A.2.4　十进制与十六进制转换方法398

A.3　二进制数的运算400

A.3.1　二进制数的算术运算400

A.3.2　计算机中数的表示方法401

A.3.3 二进制数的逻辑运算404

A.3.4　浮点数简介406

A.4　编码409

A.4.1　二十进制编码409

A.4.2　字符数字码411

附录B　MCS-51系列单片机指令编码表414

附录C　ASCII码表423

参考文献426