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第1章 MCU智能仪器仪表设计概况1

1.1智能仪器仪表概述1

1.1.1智能仪器仪表的发展概况2

1.1.2智能仪器仪表的基本结构4

1.1.3智能仪器仪表的工作原理5

1.2单片微型计算机概述5

1.2.1电子计算机概述5

1.2.2单片机的发展概况7

1.2.3 MCS-51单片机的基本结构10

1.2.4 MCS-51单片机的工作原理11

1.2.5 MCS-51单片机应用系统的设计开发11

习题与思考题14

第2章 MCS-51单片机硬件结构15

2.1 MCS-51单片机内部结构15

2.1.1微处理器16

2.1.2存储器18

2.1.3 I/0端口23

2.1.4中断系统24

2.1.5定时器/计数器25

2.2 MCS-51单片机引脚25

2.2.1 MCS-51单片机引脚及其功能25

2.2.2 MCS-51单片机的时钟电路27

2.2.3 MCS-51单片机的复位电路28

2.3 MCS-51单片机时序29

2.3.1机器周期和指令周期29

2.3.2 MCS-51指令的取指/执行时序30

习题与思考题31

第3章 MCS-51单片机指令系统33

3.1指令系统概述33

3.1.1指令格式33

3.1.2指令的表示形式33

3.1.3指令系统及其分类34

3.2寻址方式35

3.2.1寄存器寻址36

3.2.2直接寻址37

3.2.3立即寻址37

3.2.4寄存器间址38

3.2.5变址寻址38

3.2.6相对寻址39

3.2.7位寻址40

3.3数据传送指令41

3.3.1内部数据传送指令（15条）41

3.3.2外部数据传送指令（7条）43

3.3.3堆栈操作指令（2条）45

3.3.4数据交换指令（4条）46

3.4数据运算指令47

3.4.1算术运算指令（24条）47

3.4.2逻辑运算指令（20条）52

3.4.3移位指令（5条）54

3.5控制转移指令56

3.5.1无条件转移指令56

3.5.2条件转移指令59

3.5.3子程序调用和返回指令62

3.5.4空操作指令64

3.6位操作指令（17条）64

3.6.1位传送指令65

3.6.2位置位和位清零指令65

3.6.3位运算指令65

3.6.4位控制转移指令66

习题与思考题68

第4章 汇编语言程序设计70

4.1汇编语言的构成70

4.1.1程序设计语言70

4.1.2汇编语言语句格式71

4.1.3汇编语言程序构成72

4.2汇编语言源程序的设计方法76

4.2.1汇编语言源程序的设计步骤76

4.2.2汇编语言源程序流程图绘制方法77

4.2.3汇编语言源程序的汇编方法78

4.3基本汇编语言程序结构80

4.3.1顺序程序设计80

4.3.2分支程序设计82

4.3.3循环程序设计84

4.3.4查表程序设计87

4.3.5子程序设计89

4.3.6运算程序设计92

习题与思考题95

第5章 Proteus仿真设计软件96

5.1 Proteus简介96

5.2 Proteus电路设计仿真基本操作97

5.2.1 Proteus设计与仿真流程97

5.2.2 Proteus电路设计SCH98

5.2.3源程序设计106

5.2.4生成目标代码文件107

5.2.5加载目标代码文件、设置时钟频率109

5.2.6单片机系统的Proteus交互仿真109

5.3单片机系统的Proteus源代码调试仿真109

5.3.1调试菜单及调试窗口109

5.3.2存储器窗口111

5.3.3鼠标操作断点113

5.3.4调试中各窗口个性化设置114

5.4单片机电路设计与仿真实例115

5.4.1实验目的115

5.4.2 Proteus电路设计116

5.4.3源程序设计、生成目标代码文件116

5.4.4 Proteus仿真118

习题与思考题120

第6章 半导体存储器原理与设计技术121

6.1半导体存储器基础121

6.1.1半导体存储器的分类和作用121

6.1.2半导体存储器的技术指标122

6.1.3半导体存储器的基本结构123

6.2只读存储器（ROM）125

6.2.1掩模ROM原理125

6.2.2 EPROM原理126

6.2.3 ROM举例127

6.2.4 MCS-51对外部ROM的连接设计131

6.3随机存取存储器（RAM）135

6.3.1静态RAM原理135

6.3.2动态RAM原理136

6.3.3 RAM举例137

6.3.4 MCS-51对外部RAM的连接设计141

6.4设计实践144

习题与思考题145

第7章 数字量并行I/O接口原理与设计技术147

7.1 MCS-51内部并行I/O端口及其应用147

7.1.1 MCS-51内部并行I/O端口147

7.1.2 MCS-51内部并行I/O端口的应用149

7.2 MCS-51外部并行I/O接口的扩展技术150

7.2.1 Intel 8255A150

7.2.2 Intel 8155157

7.2.3 MCS-51并行I/O端口的扩展163

7.2.4设计实践166

7.3 MCS-51对显示器/键盘的接口设计167

7.3.1 MCS-51对LED的接口设计168

7.3.2 MCS-51对非编码键盘的接口设计172

7.3.3键盘和显示器接口设计实践177

习题与思考题179

第8章 模拟量并行I/O接口原理与设计技术181

8.1 MCS-51对D/A转换器的接口设计181

8.1.1 D/A转换器的原理181

8.1.2 D/A转换器的性能指标182

8.1.3 DAC0832183

8.1.4 MCS-51对DAC0832的接口设计184

8.1.5设计实践——信号发生器186

8.2 MCS-51对A/D转换器的接口设计193

8.2.1逐次逼近式A/D转换原理193

8.2.2 A/D转换器的性能指标193

8.2.3 ADC0809194

8.2.4 MCS-51对ADC0809的接口设计195

8.2.5设计实践——数字电压表198

习题与思考题202

第9章 MCS-51中断系统原理与设计技术203

9.1 MCS-51的中断系统203

9.1.1 MCS-51中断系统的结构203

9.1.2 MCS-51的中断源203

9.1.3 MCS-51中断的控制205

9.2 MCS-51的中断处理过程207

9.2.1中断响应条件和时间207

9.2.2中断响应过程208

9.2.3中断返回208

9.2.4外部中断程序设计实践209

9.3 MCS-51内部定时器/计数器210

9.3.1定时器/计数器的结构和工作原理210

9.3.2定时器/计数器的控制211

9.3.3定时器/计数器工作方式212

9.3.4定时器/计数器的初始化214

9.3.5定时器/计数器设计实践215

习题与思考题217

第10章 MCS-51的串行通信原理与设计技术218

10.1串行通信基础218

10.1.1串行通信的基本概念218

10.1.2串行通信接口标准219

10.2 MCS-51的串行接口221

10.2.1串行口的结构221

10.2.2 MCS-51串行口的控制寄存器222

10.2.3 MCS-51串行口的工作方式223

10.3单片机串行口设计225

10.3.1点对点的通信225

10.3.2多机通信228

10.3.3 MCS-51与PC机的串行口通信设计实践234

习题与思考题235

第11章 MCU智能仪器仪表的设计方法和设计实例237

11.1 MCU智能仪器仪表的设计方法237

11.1.1系统设计的步骤237

11.1.2系统设计的基本要求239

11.2 MCU仪器仪表设计实例——等离子体渗氮温度模糊控制系统的设计239

11.2.1确定任务与系统功能239

11.2.2系统方案设计240

11.2.3硬件设计243

11.2.4软件设计246

习题与思考题269

附录A ASCII码表270

附录B MCS-51系列单片机指令表271

参考文献278