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目录1

序1

前言1

第1章　单片机系统基础知识1

本章学习目标1

1.1 概述1

1.1.1 单片机的基本概念1

1.1.2　单片机的发展概况3

1.1.3 单片机的特点和应用5

1.1.4　单片机的系列产品介绍6

1.2　单片机的数制表示法8

1.2.1 二进制、十进制与十六进制8

1.2.2　数制的转换9

1.2.3 原码、反码与补码11

1.2.4　计算机中常用的编码13

1.3　单片机常用逻辑电路简介16

1.3.1 基本门电路16

1.3.2　触发器17

1.3.3 寄存器19

1.3.4　计数器20

1.3.5　三态门与缓冲器21

1.3.6 译码器22

本章小结23

习题一24

2.1 单片机的内部结构25

2.1.1 内部结构25

本章学习目标25

第2章　单片机的内部结构及工作原理25

2.1.2　引脚定义及功能27

2.2　单片机的存储器结构29

2.2.1 内部数据存储器及专用寄存器29

2.2.2 外部数据存储器33

2.2.3 程序存储器35

2.3 单片机并行I/O口36

2.3.1 P0口的结构及特点36

2.3.2 P1口的结构及特点37

2.3.3 P2口的结构及特点38

2.3.4 P3口的结构及特点38

2.4　单片机的时钟与时序39

2.4.1 时钟电路39

2.4.2 单片机的CPU时序40

2.5　单片机的工作方式42

2.5.1 程序执行方式42

2.5.2　节电工作方式42

2.5.3 复位44

本章小结46

习题二46

第3章　单片机的指令系统47

本章学习目标47

3.1 单片机指令系统概述47

3.1.1 指令格式47

3.1.2 指令符号48

3.1.3　指令分类48

3.2 寻址方式50

3.2.3 寄存器寻址51

3.2.4 间接寻址51

3.2.2 直接寻址51

3.2.1 立即寻址51

3.2.5 相对寻址52

3.2.6 变址寻址53

3.2.7　位寻址53

3.3 指令系统54

3.3.1 数据传送类指令54

3.3.2　算术运算类指令58

3.3.3　逻辑运算指令62

3.3.4　移位指令62

3.3.5　控制转移类指令63

3.3.6　位操作指令66

3.4.3　数据地址赋值伪指令68

3.4.2　汇编结束伪指令68

3.4.1 起始地址伪指令68

3.4　伪指令68

3.4.4　赋值伪指令69

3.4.5　定义字节伪指令69

3.4.6　定义字伪指令69

3.4.7　位地址赋值伪指令69

3.4.8　定义存储区伪指令70

本章小结70

习题三70

第4章　程序设计74

本章学习目标74

4.1 简单汇编语言程序设计74

4.1.1 分支程序74

4.1.2　循环程序77

4.1.3　延时程序79

4.2.1 代码转换类程序设计80

4.2　MCS-51常用子程序80

4.2.2　查表程序设计82

4.2.3　定点数运算子程序83

4.2.4　浮点数运算子程序89

本章小结96

习题四97

第5章　单片机的中断系统99

本章学习目标99

5.1 中断系统99

5.1.1 中断的功能100

5.1.2 中断请求101

5.1.3 中断的控制103

5.1.4 中断响应104

5.2 外部中断105

5.2.1 外部中断的方式选择105

5.2.2　外部中断的系统设计应用106

5.2.3　多级外部中断的扩展应用109

本章小结110

习题五110

第6章　单片机的定时器／计数器112

本章学习目标112

6.1 单片机的定时器／计数器的工作原理112

6.1.1 定时／计数器的结构112

6.1.2 定时／计数器的方式寄存器和控制寄存器113

6.1.3 定时／计数器的工作方式114

6.2 单片机定时器／计数器的应用117

6.2.1 定时器方式0的应用117

6.2. 2定时器方式1的应用118

6.2.3 外部脉冲宽度的测量119

习题六120

本章小结120

第7章　单片机的串行通信122

本章学习目标122

7.1 串行通信的概念122

7.1.1 异步通信与同步通信122

7.1.2　串行通信的波特率123

7.1.3 串行通信的方式123

7.2 单片机串行的通信原理及工作方式124

7.2.1 单片机串行口的结构124

7.2.2　单片机串行口的控制125

7.2.3 单片机串行口的工作方式126

7.3　单片机串行口的应用128

7.3.1 串行口扩展显示器128

7.3.2 串行口扩展的键盘130

7.3.3 双机通信131

7.3.4　多机通信132

7.3.5 计算机与单片机的通信138

本章小结140

习题七140

第8章　单片机C51程序设计141

本章学习目标141

8.1 C51的程序结构141

8.1.1 C51的结构特点142

8.1.2 C51的数据类型142

8.1.3　C51的常量与变量143

8.2　C51程序的格式146

8.2.1　C51的运算符146

8.2.2　C51的基本语句153

8.3.1 头文件156

8.3　C51程序设计156

8.3.2　特殊功能寄存器的读写157

8.3.3　位的控制158

8.3.4　基本I/O口159

8.3.5 中断的设计160

8.4 C51程序应用161

8.4.1 延时程序161

8.4.2　I/O口的应用164

8.4.3 LED显示器的扩展166

8.4.4　方波发生器167

本章小结168

习题八169

9.1　I/O扩展概述171

9.1.1 I/O接口电路的功能171

本章学习目标171

第9章　并行I/O口的应用与扩展171

9.1.2　I/O端口的编址172

9.2 基本I/O口的应用与扩展172

9.2.1 I/O口的直接应用172

9.2.2 简单并行I/O接口的扩展174

9.3　键盘与显示器的扩展175

9.3.1 基本LED显示原理175

9.3.2　矩阵式键盘的扩展177

9.3.3 LCD显示的扩展181

9.3.4　8255A的应用188

9.3.5　8155的应用193

9.3.6　8279的应用197

9.4.1 利用P0口与P2口扩展数据存储器206

9.4　存储器扩展206

9.4.2　串行数据存储器的扩展209

本章小结213

习题九214

第10章　A/D、D/A转换器的应用215

本章学习目标215

10.1　A/D转换器的应用215

10.1.1 8位逐次比较式A/D转换器0809的应用215

10.1.2 12位串行接口A/D转换器的应用219

10.1.3 12位并行A/D转换器的应用222

10.2　D/A转换器的应用226

10.2.1 8位D/A转换器0832的应用226

10.2.2 I2C总线接口芯片pCF8591的应用230

习题十239

本章小结239

第11章　单片机的应用实例241

本章学习目标241

11.1 三相步进电机的控制241

11.1.1 步进电机工作原理241

11.1.2　步进电机控制原理242

11.1.3　步进电机接口技术与软件设计243

11.2　温度巡检系统的设计247

11.2.1 设计方案247

11.2.2　软件设计248

11.3 IC卡读写器的设计254

11.3.1 SLE4442 IC卡254

11.3.2 SLE4442的通信协议255

11.3.3　80C51单片机和SLE4442卡的接口设计257

11.4　64路数据采集系统的设计259

11.4.1 系统结构框图260

11.4.2　系统原理260

11.4.3　工作原理262

11.4.4　系统应用软件262

本章小结263

习题十一264

第12章　单片机的可靠性设计与抗干扰设计265

本章学习目标265

12.1 单片机应用系统的可靠性设计265

12.1.1 可靠度265

12.1.2　提高可靠性的措施266

12.2　抗干扰的设计原则266

12.3.1 滤波技术267

12.3　硬件抗干扰的设计267

12.2.2　抗干扰的设计原则267

12.2.1 干扰的来源267

12.3.2　隔离技术268

12.3.3 接地技术270

12.3.4　单片机的自动复位与电源的监测技术271

12.4　软件抗干扰的设计272

12.4.1 软件冗余272

12.4.2　软件陷阱272

12.4.3　软件看门狗技术273

12.4.4　数字滤波的设计273

本章小结276

习题十二276

附录1 MCS-51系列单片机指令集278

附录2　MCS-51系列单片机反汇编指令表282

参考文献284