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1单片机硬件系统基础1

1.1概述1

1.1.1微型计算机系统1

1.1.2单片机应用系统1

1.2MCS-51单片机的基本结构3

1.2.1MCS-51单片机的组成3

1.2.2MCS-51单片机的信号引脚4

1.2.3时钟电路和复位电路6

1.3MCS-51单片机存储器结构9

1.3.1MCS-51单片机内部数据存储器10

1.3.2特殊功能寄存器12

1.3.3MCS-51单片机内部程序存储器14

练习和思考15

2单片机汇编语言基础16

2.1概述16

2.2MCS-51单片机指令格式16

2.3MCS-51单片机指令寻址方式17

2.3.1立即数寻址17

2.3.2直接寻址17

2.3.3寄存器寻址18

2.3.4寄存器间接寻址18

2.3.5变址寻址18

2.3.6相对寻址19

2.3.7位寻址19

2.4MCS-51单片机指令系统19

2.4.1MCS-51单片机指令分类19

2.4.2MCS-51单片机指令功能19

2.4.3MCS-51单片机执行指令的过程20

2.5MCS-51单片机数据传送指令21

2.5.18位数据传送指令22

2.5.216位数据传送指令23

2.5.3堆栈操作指令23

2.5.4字节交换指令24

2.5.5片外数据传送指令24

练习和思考25

3并行输入／输出口28

3.1项目引入：彩灯控制器28

3.1.1应用场合28

3.1.2基本功能28

3.1.3设计要点29

3.2技术准备：相关知识29

3.2.1ORG和END伪指令29

3.2.2逻辑移位指令29

3.2.3控制转移类指令31

3.2.4子程序调用与返回指令32

3.2.5并行输入／输出P1口的结构33

3.2.6LED的应用34

3.2.7延时子程序的设计36

3.3项目实现：彩灯控制器的设计37

3.3.1硬件电路设计37

3.3.2流程设计39

3.3.3程序代码设计41

3.3.4仿真和调试43

3.4知识综述：并行输入／输出口45

3.4.1P0口45

3.4.2P2口46

3.4.3P3口47

3.5技能提高：彩灯控制器的改进48

练习和思考49

4单片机与键盘、显示器接口50

4.1项目引入：简易计算器50

4.1.1应用场合50

4.1.2基本功能51

4.1.3设计要点51

4.2技术准备：相关知识51

4.2.1常用数制和编码51

4.2.2定义字节伪指令54

4.2.3查表指令55

4.2.4算术运算指令56

4.2.5比较转移指令59

4.2.6逻辑运算指令60

4.2.7延时子程序延时时间的计算61

4.2.8LED 8段数码显示器原理62

4.2.9矩阵键盘的原理63

4.3项目实现：简易计算器的设计64

4.3.1硬件连接64

4.3.2键盘输入程序设计64

4.3.3显示子程序设计67

4.3.4主程序设计68

4.3.5仿真和调试71

4.4知识综述：键盘与LED数码显示接口72

4.4.1键盘接口72

4.4.2LED数码显示接口75

4.5技能提高：简易计算器的改进77

练习和思考77

5单片机中断系统79

5.1项目引入：四人抢答器79

5.1.1应用场合79

5.1.2基本功能79

5.1.3设计要点80

5.2技术准备：相关知识81

5.2.1中断的基本概念81

5.2.2外部中断0的硬件连接82

5.2.3中断控制寄存器的使用82

5.2.4外部中断0的入口地址84

5.2.5外部中断0的响应过程84

5.2.6位操作指令84

5.2.7条件转移指令85

5.2.8中断返回指令86

5.3项目实现：四人抢答器的设计86

5.3.1功能和设计思路86

5.3.2硬件电路设计87

5.3.3程序流程设计88

5.3.4软件编程88

5.3.5仿真和调试91

5.4知识综述：中断系统92

5.4.1MCS-51单片机的中断系统及其管理92

5.4.2中断处理过程98

5.4.3中断请求信号的撤除100

5.4.4外部中断源的扩展101

5.4.5中断的使用说明102

5.5技能提高：四人抢答器的改进102

练习和思考106

6单片机定时／计数器107

6.1项目引入：LED计时显示器107

6.1.1应用场合107

6.1.2基本功能107

6.1.3设计要点107

6.2技术准备：定时／计数器1108

6.2.1定时／计数器1的结构108

6.2.2定时／计数器1的应用实例110

6.3项目实现：LED计时显示器的设计111

6.3.1功能和设计思路111

6.3.2硬件连接112

6.3.3程序流程112

6.3.4程序代码113

6.3.5仿真和调试115

6.4知识综述：定时／计数器综述116

6.4.1定时／计数器的结构和工作原理116

6.4.2工作方式寄存器和控制寄存器118

6.4.3定时／计数器的工作方式121

6.4.4定时器扩充外部中断源128

6.4.5软件定时和硬件定时129

6.4.6定时／计数器编程129

6.5技能提高：LED计时显示器的改进130

练习和思考132

7单片机串行口通信133

7.1项目引入：倒计时显示远程控制器133

7.1.1应用场合133

7.1.2基本功能133

7.1.3设计要点133

7.2技术准备：串行通信方式134

7.2.1异步传送方式134

7.2.2波特率134

7.2.3单片机串行通信接口电路135

7.2.4串行口工作方式1136

7.3项目实现：倒计时显示远程控制器的设计139

7.3.1功能和设计要点139

7.3.2硬件连接140

7.3.3程序流程141

7.3.4程序代码142

7.3.5仿真和调试148

7.4知识综述：单片机串行通信150

7.4.1串行通信概述150

7.4.2MCS-51单片机串行口151

7.4.3MCS-51单片机串行口的工作方式153

7.4.4波特率的计算158

7.4.4多机通信159

7.5技能提高：倒计时显示远程控制器的改进160

练习和思考161

8单片机与A／D、D／A接口162

8.1问题引入162

8.2知识综述：A／D转换器162

8.2.1ADC0809的内部结构和信号引脚162

8.2.2MCS-51单片机与ADC0809的接口164

8.3项目实现：0～5V电压测试仪166

8.3.1项目功能166

8.3.2硬件连接166

8.3.3程序流程168

8.3.4程序代码168

8.3.5仿真和调试170

8.4知识综述：D／A转换器173

8.4.1D／A转换器的原理和性能指标174

8.4.2典型的D／A转换器DAC0832175

8.4.3MCS-51单片机与D／A转换器的接口176

8.4.4DAC0832的模拟输出178

8.5项目实现：波形发生器179

8.5.1项目功能179

8.5.2硬件连接179

8.5.3软件流程180

8.5.4程序代码181

8.5.5实验调试182

8.6技能提高：A／D、D／A接口应用182

练习和思考185

9存储器的扩展186

9.1项目引入：记忆训练器186

9.1.1应用场合186

9.1.2基本功能186

9.1.3设计要点187

9.2技术准备：相关知识187

9.2.1外部数据存储器的读写指令187

9.2.2程序单元的数据读取指令188

9.2.3单片机总线结构188

9.2.4数据存储器和地址锁存器190

9.2.5单片机与数据存储器的连接192

9.3项目实现：记忆训练器的设计193

9.3.1功能和设计思路193

9.3.2硬件连接194

9.3.3程序流程194

9.3.4程序代码195

9.3.5仿真和调试199

9.4知识综述：存储器和I／O口的扩展202

9.4.1数据存储器的扩展202

9.4.2程序存储器的扩展206

9.4.3I／O口的扩展209

9.5技能提高：记忆训练器的改进216

练习和思考217

10综合设计项目218

10.1课题1：乒乓游戏机218

10.2课题2：猜数游戏机222

附录A MCS-51汇编指令汇总表226

附录B KEIL公司μVision2集成开发环境230

附录C Proteus 6.9仿真软件简介240

附录D ASCII码表250

参考文献252