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第1篇 基础篇1

绪论1

习题13

第1章 单片机结构及设计基础14

1.1信息和数制14

1.1.1信息14

1.1.2数制15

1.1.3数制的转换17

1.2数的表示及编码20

1.2.1计算机中的数据类型20

1.2.2数的表示20

1.2.3计算机常用码制和编码23

1.3二进制运算25

1.4单片机系统组成原理26

1.4.1单片机系统的组成结构26

1.4.2单片机系统的基本工作原理28

1.5 AT89S51单片机内部结构29

1.5.1 MCS-51单片机外部引脚36

1.5.2 MCS-51单片机的工作方式38

1.6单片机的时序41

1.6.1 MCS-51的时序单位41

1.6.2 MCS-51指令的取指/执行时序41

1.6.3访问片外ROM/RAM指令的时序41

1.7 AT89S51最小系统设计43

习题44

第2章 汇编语言与程序设计45

2.1单片机编程语言概述45

2.1.1汇编语言45

2.1.2高级语言45

2.2 51系列单片机的汇编指令系统46

2.2.1指令格式46

2.2.2标志位46

2.2.3寻址方式47

2.2.4寻址空间及表示符号49

2.3指令系统50

2.3.1数据传送指令50

2.3.2算术操作指令55

2.3.3逻辑操作类指令59

2.3.4控制转移类指令61

2.3.5布尔变量操作类指令65

2.3.6指令小结66

2.4伪指令70

2.5 51单片机汇编程序设计72

2.5.1 MCS-51汇编语言格式72

2.5.2 MCS-51程序设计73

2.5.3子程序设计73

2.5.4汇编程序的基本结构74

2.6常见程序的编写76

2.6.1运算程序76

2.6.2数据转换程序78

2.6.3查表程序78

2.6.4散转程序79

2.6.5常见子程序范例79

习题80

第3章 51单片机的C语言设计82

3.1概述82

3.1.1 51C源程序的结构82

3.1.2 C语言的词汇83

3.1.3 C51的数据类型84

3.1.4 C51的存储种类和存储器85

3.1.5 C51的运算符和表达式86

3.2 C语言程序设计88

3.2.1概述88

3.2.2分支程序90

3.2.3循环语句92

3.2.4 break和continue语句94

3.3数组95

3.3.1数组的定义95

3.3.2数组元素的表示方法95

3.3.3二维数组96

3.3.4字符数组96

3.4函数97

3.4.1函数的分类97

3.4.2函数的定义98

3.4.3函数的调用99

3.4.4函数值99

3.4.5函数的递归调用100

3.5指针100

3.5.1指针变量的类型说明100

3.5.2指针变量的赋值100

3.5.3指针变量的运算101

3.5.4数组指针变量的使用101

3.6位运算102

3.7预处理103

3.7.1宏定义103

3.7.2文件的包含104

3.7.3条件编译104

3.8混合编程105

3.8.1在C51语言中内嵌汇编105

3.8.2参数传递106

习题106

第4章 单片机的中断系统108

4.1微机的输入/输出方式108

4.2中断的概念109

4.3 MCS-51单片机的中断系统及其管理110

4.3.1 MCS-51单片机的中断系统110

4.3.2 MCS-51单片机的中断源和中断优先级别110

4.3.3 MCS-51单片机的中断入口地址111

4.3.4 MCS-51单片机的中断管理111

4.3.5 MCS-51单片机的中断服务程序113

4.4中断应用举例113

习题115

第5章 单片机的定时器/计数器116

5.1定时器/计数器的基本概念116

5.2定时器/计数器的工作方式和控制字117

5.2.1定时器/计数器的内部结构和功能117

5.2.2定时器/计数器的工作原理117

5.2.3定时器/计数器的控制字设置119

5.3定时器/计数器的编程和应用实例121

习题123

第6章 并行总线扩展124

6.1总线的概念124

6.2并行RAM扩展125

6.2.1并行RAM扩展硬件设计125

6.2.2并行RAM的汇编编程125

6.3并行Flash存储器扩展127

6.3.1并行Flash扩展设计127

6.3.2并行Flash的C语言编程129

6.4并行1/O扩展130

6.4.1 8255A并行I/O扩展芯片130

6.4.2并行I/O的汇编编程131

6.5系统键盘扩展134

习题139

第7章 串行通信及接口140

7.1串行通信的基本原理140

7.2通信协议141

7.3 51单片机串行口的结构142

7.3.1串口控制寄存器SCON142

7.3.2特殊功能寄存器PCON142

7.3.3串口工作方式143

7.4串行I/O扩展144

7.5单机通信145

7.5.1 PC与单片机通信145

7.5.2单片机与单片机通信147

7.5.3多机通信147

7.6通信程序的调试149

习题150

第8章 A/D扩展151

8.1 A/D的分类及工作原理151

8.1.1积分式A/D151

8.1.2逐次比较型A/D151

8.1.3并行比较型/串并行比较型A/D151

8.1.4？-△调制型A/D152

8.1.5电容阵列逐次比较型A/D152

8.1.6 V-F型A/D152

8.2 A/D的选型及指标152

8.2.1 A/D转换器的主要技术指标152

8.2.2常见A/D介绍153

8.3并行A/D的扩展153

8.3.1 8位ADC0809并行的扩展154

8.3.2 12位ADC574并行转换器的扩展157

8.4串行A/D的扩展160

8.4.1 8位串行ADC0832的扩展原理160

8.4.2 16位高精度A/D转换芯片ADS7809163

习题166

第9章 D/A扩展167

9.1 D/A的分类和特性167

9.2 D/A的选型及实用技术168

9.2.1 D/A转换器的主要技术指标168

9.2.2常见D/A介绍168

9.3并行D/A扩展170

9.3.1单缓冲方式171

9.3.2双缓冲方式171

9.3.3 8位并行DAC0830/0831/0832的扩展原理172

9.3.4 DAC0830扩展范例175

9.3.5 12位并行DAC1208转换器的扩展原理177

9.3.6 DAC1208与8031单片机的接口设计范例178

9.4串行D/ A扩展179

9.4.1 12位串行AD7543的扩展原理179

9.4.2 12位串行AD7543的扩展范例180

习题181

第10章 教学实验及开发调试环境182

10.1单片机系统开发182

10.1.1单片机系统的开发方法182

10.1.2单片机系统的软件调试工具183

10.2 Keil μVision3编译器的使用184

10.2.1 Keil工程文件的建立184

10.2.2工程设置191

10.2.3编译、连接192

10.2.4仿真调试193

10.3在线下载195

10.4硬件调试系统197

10.5教学实验199

10.5.1认识实验平台200

10.5.2移位及霓虹灯实验202

10.5.3键盘扫描实验206

10.5.4数字显示实验211

10.5.5定时器实验214

10.5.6中断处理实验217

10.5.7串行通信实验220

习题223

第2篇 应用提高篇224

第11章 单片机应用系统人机接口技术224

11.1 PS/2设备接口224

11.1.1 PS/2的电气特性224

11.1.2 PS/2协议介绍225

11.1.3 PS/2设备到主机的通信过程225

11.1.4主机到PS/2设备的通信过程226

11.2常用输入接口227

11.2.1键盘简介227

11.2.2扫描码228

11.2.3鼠标230

11.2.4触摸屏232

11.3常用显示器233

11.3.1 LED数码管和LED点阵233

11.3.2液晶234

11.3.3 12864液晶模块的应用234

11.4 PS/2键盘与液晶显示实例237

11.4.1程序设计238

11.4.2 LCD显示程序240

11.4.3 PS/2解码程序249

11.4.4 main主程序250

第12章 单片机设备驱动新技术254

12.1 I/O输出驱动254

12.1.1机械继电器输出254

12.1.2固态继电器254

12.1.3晶闸管输出256

12.1.4集成功率开关输出257

12.2步进电机的驱动257

12.2.1步进电机的分类及原理257

12.2.2步进电机控制实例257

12.3外部存储设备的驱动258

12.3.1串行Flash简介258

12.3.2串行Flash的应用260

12.4设计实例——非接触IC卡读/写器设计263

12.4.1硬件设计263

12.4.2软件设计264

12.5设计实例——地税局自动盖章系统设计265

12.5.1系统功能说明265

12.5.2应用系统设计265

第13章 单片机串行总线技术266

13.1 I2C总线接口266

13.1.1 12 C总线的协议266

13.1.2 12 C总线的实例——AT24CXX的读写267

13.2 RS-232总线267

13.2.1 232通信总线协议267

13.2.2 MAX232芯片及应用电路269

13.3 RS-422、RS-485总线271

13.3.1 RS-422、RS-485总线协议271

13.3.2常用422、485总线芯片273

13.4 CAN总线274

13.4.1 CAN通信总线协议275

13.4.2常用CAN总线芯片279

13.5 USB总线279

13.5.1 USB通信总线协议280

13.5.2 USB标准设备请求280

13.5.3常用USB通信总线芯片281

第14章 单片机系统硬件设计技术282

14.1单片机应用系统的结构282

14.2系统硬、软件的设计方法282

14.3单元电路的设计283

14.4单元电路的级联283

14.5录音系统设计实例284

第15章 应用软件设计286

15.1应用软件设计的原则286

15.2模块化设计技术286

15.3监控程序287

15.3.1监控主程序287

15.3.2初始化管理和任务管理288

15.3.3系统的自检289

第16章 嵌入式操作系统291

16.1 RTOS操作系统简介291

16.2 RTOS操作系统的工作原理291

16.3 RTX51函数292

16.4 RTOS操作系统的应用294

第17章 电源和抗干扰技术296

17.1电源设计296

17.1.1开关稳压电源296

17.1.2线性稳压电源296

17.2抗干扰技术297

17.2.1干扰源的分类297

17.2.2硬件抗干扰技术298

17.2.3软件抗干扰技术299

17.2.4软硬件结合抗干扰技术300

17.3系统恢复技术301

17.3.1软件复位301

17.3.2信息恢复301

附录 配套教学资源说明302

参考文献304