单片机原理与应用设计（C51编程+Proteus仿真 第2版）

图书标准信息

• 作者 张毅刚 编
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2015-06
• 版次 2
• ISBN 9787121263071
• 定价 45.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 360页
• 字数 99999千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 高等学校规划教材

【内容简介】

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材再版教材和国家精品课程主讲教材。详细介绍美国ATMEL公司的AT89S51单片机的片内硬件资源及工作原理，采用C51语言编程，并以虚拟仿真平台Proteus作为设计与开发工具，还简要介绍了Keil μVision 3的使用方法。从应用角度出发，重点介绍单片机应用的各种技术实现，如信息的显示与输入、中断、定时/计数、串行通信、模/数与数/模转换、系统的并行/串行扩展、应用系统设计等，书中给出较多虚拟仿真设计案例，并在附录A提供实验和课程设计题目。本书还为任课老师提供电子课件和习题参考答案。

【作者简介】

主编张毅刚，哈工大教授，国家精品课程“单片机原理”负责人，其教学和科研经验丰富，是国内知名的畅销单片机教材作者。

【目录】

第1章  单片机概述1
1．1  单片机简介1
1．2  单片机的发展历史1
1．3  单片机的特点2
1．4  单片机的应用领域3
1．5  单片机的发展趋势3
1．6  MCS-51系列与AT89S5x系列单片机4
1．6．1  MCS-51系列单片机5
1．6．2  AT89S5x系列单片机5
1．7  各种衍生品种的8051单片机7
1．7．1  STC系列单片机7
1．7．2  C8051Fxxx单片机8
1．7．3  ADC812单片机8
1．7．4  华邦W77系列、W78系列单片机9
1．8  PIC系列单片机与AVR系列单片机9
1．8．1  PIC系列单片机9
1．8．2  AVR系列单片机10
1．9  其他嵌入式处理器简介11
1．9．1  嵌入式DSP处理器11
1．9．2  嵌入式微处理器11
思考题及习题112
第2章  AT89S51单片机的片内硬件结构13
2．1  AT89S51单片机的硬件组成13
2．2  AT89S51的引脚功能14
2．2．1  电源及时钟引脚15
2．2．2  控制引脚15
2．2．3  并行I/O口引脚16
2．3  AT89S51的CPU17
2．3．1  运算器17
2．3．2  控制器18
2．4  AT89S51单片机存储器的结构18
2．4．1  程序存储器空间19
2．4．2  数据存储器空间20
2．4．3  特殊功能寄存器20
2．4．4  位地址空间23
2．5  AT89S51单片机的并行I/O端口24
2．5．1  P0口24
2．5．2  P1口26
2．5．3  P2口26
2．5．4  P3口27
2．6  时钟电路与时序28
2．6．1  时钟电路设计28
2．6．2  机器周期、指令周期与指令时序29
2．7  复位操作和复位电路30
2．7．1  复位操作30
2．7．2  复位电路设计30
2．8  看门狗定时器（WDT）的使用31
2．9  低功耗节电模式32
2．9．1  空闲模式33
2．9．2  掉电运行模式33
2．9．3  掉电模式和空闲模式下的WDT33
思考题及习题234
第3章  C51语言编程基础与Keil Vision3开发平台36
3．1  C51编程语言概述36
3．1．1  C51语言与8051汇编语言的比较36
3．1．2  C51语言与标准C语言的比较36
3．2  C51语言程序设计基础37
3．2．1  C51语言中的数据类型与存储类型37
3．2．2  C51语言的特殊功能寄存器及位变量定义41
3．2．3  C51语言的绝对地址访问43
3．2．4  C51语言的基本运算45
3．2．5  C51语言的分支与循环程序结构47
3．2．6  C51语言的数组53
3．2．7  C51语言的指针55
3．3  C51语言的函数55
3．3．1  函数的分类56
3．3．2  函数的参数与返回值57
3．3．3  函数的调用57
3．3．4  中断服务函数58
3．3．5  变量及存储方式59
3．3．6  宏定义与文件包含59
3．3．7  库函数60
3．4  Keil Vision3环境下的C51语言程序开发60
3．4．1  KeilVision3的基本操作60
3．4．2  添加用户源程序文件62
3．4．3  程序的编译与调试64
3．4．4  工程的设置66
思考题及习题368
第4章  虚拟仿真平台Proteus的使用69
4．1  Proteus功能概述69
4．2  Proteus ISIS的虚拟仿真70
4．3  Proteus ISIS环境简介71
4．3．1  ISIS各窗口简介71
4．3．2  主菜单栏72
4．3．3  主工具栏75
4．3．4  工具箱75
4．3．5  仿真工具栏77
4．3．6  元件列表77
4．3．7  预览窗口77
4．3．8  原理图编辑窗口78
4．4  Proteus ISIS的编辑环境设置78
4．4．1  选择模板78
4．4．2  选择图纸79
4．4．3  设置文本编辑器79
4．4．4  网格开关与格点间距设置79
4．5  Proteus ISIS的系统运行环境设置79
4．6  单片机系统的原理电路设计与虚拟仿真80
4．6．1  原理电路设计与虚拟仿真的步骤80
4．6．2  新建或打开一个设计文件81
4．6．3  选择需要的元件到元件列表82
4．6．4  放置元件并连接电路83
4．6．5  加载目标代码文件、设置时钟频率及仿真运行87
4．7  Proteus的各种虚拟仿真调试工具88
4．7．1  虚拟信号源88
4．7．2  虚拟仪器93
4．7．3  虚拟仪器的图表仿真102
4．7．4  诊断模式的设定105
4．7．5  硬件断点的设置105
第5章  单片机开关检测、键盘输入与显示接口设计108
5．1  单片机控制发光二极管显示108
5．1．1  单片机与发光二极管的连接108
5．1．2  I/O端口的编程控制109
5．2  开关状态检测112
5．2．1  开关检测实例1112
5．2．2  开关检测实例2113
5．3  单片机控制LED数码管的显示114
5．3．1  LED数码管的显示原理114
5．3．2  LED数码管的静态显示与动态显示116
5．4  单片机控制LED点阵显示器显示119
5．4．1  LED点阵显示器的结构与显示原理120
5．4．2  控制16×16 LED点阵显示屏的实例121
5．5  单片机控制LCD 1602液晶显示器的显示123
5．5．1  LCD 1602液晶显示模块简介123
5．5．2  单片机控制字符型LCD 1602显示实例129
5．5  键盘接口设计132
5．5．1  键盘接口设计需解决的问题132
5．5．2  独立式键盘接口设计实例133
5．5．3  矩阵式键盘的接口设计实例140
5．5．4  非编码键盘扫描方式的选择143
5．5．5  单片机与专用键盘/显示器芯片HD7279A的接口设计143
思考题及习题5153
第6章  中断系统的工作原理及应用155
6．1  AT89S51中断技术概述155
6．2  AT89S51中断系统结构155
6．2．1  中断请求源155
6．2．2  中断请求标志寄存器156
6．3  中断允许与中断优先级的控制157
6．3．1  中断允许寄存器IE157
6．3．2  中断优先级寄存器IP158
6．4  响应中断请求的条件159
6．5  外部中断的响应时间160
6．6  外部中断的触发方式选择160
6．6．1  电平触发方式160
6．6．2  跳沿触发方式161
6．7  中断请求的撤销161
6．8  中断函数162
6．9  中断系统应用举例163
6．9．1  单一外中断的应用163
6．9．2  两个外中断的应用164
6．9．3  中断嵌套的应用166
思考题及习题6167
第7章  定时器/计数器的工作原理及应用168
7．1  定时器/计数器的结构168
7．1．1  工作方式控制寄存器TMOD168
7．1．2  定时器/计数器控制寄存器TCON169
7．2  定时器/计数器的4种工作方式169
7．2．1  方式0169
7．2．2  方式1170
7．2．3  方式2171
7．2．4  方式3171
7．3  对外部输入的计数信号的要求173
7．4  定时器/计数器的编程和应用173
7．4．1  用P1口控制8只LED每0．5s闪亮一次173
7．4．2  计数器的应用174
7．4．3  控制P1．0引脚产生周期为2ms的方波176
7．4．4  利用T1控制发出1kHz的音频信号177
7．4．5  LED数码管秒表的制作179
7．4．6  测量脉冲宽度――门控位GATEx的应用181
7．4．7  LCD时钟的设计183
思考题及习题7185
第8章  串行口的工作原理及应用187
8．1  串行口的结构187
8．1．1  串行口控制寄存器SCON187
8．1．2  特殊功能寄存器PCON188
8．2  串行口的4种工作方式189
8．2．1  方式0189
8．2．2  方式1193
8．2．3  方式2194
8．2．4  方式3195
8．3  多机通信195
8．4  波特率的制定方法197
8．4．1  波特率的定义197
8．4．2  计算定时器T1产生的波特率197
8．5  串行口应用设计实例198
8．5．1  串行通信标准接口RS-232C、RS-422A与RS-485简介199
8．5．2  方式1的应用设计实例201
8．5．3  方式2和方式3的应用设计208
8．5．4  多机通信的应用设计实例210
8．5．5  单片机与PC机串行通信的设计实例216
8．5．6  PC机与单片机或与多个单片机的串行通信220
思考题及习题8221
第9章  单片机系统的并行扩展223
9．1  系统并行扩展技术223
9．1．1  系统并行扩展结构223
9．1．2  地址空间分配224
9．1．3  外部地址锁存器226
9．2  外部数据存储器的并行扩展228
9．2．1  常用的静态RAM（SRAM）芯片228
9．2．2  读/写片外RAM的操作时序229
9．2．3  并行扩展数据存储器的设计230
9．2．4  单片机外扩数据存储器RAM 6264的设计实例232
9．3  片内Flash存储器的编程233
9．3．1  使用通用编程器写入程序234
9．3．2  使用下载线的ISP编程234
9．4  E2PROM的并行扩展235
9．4．1  并行E2PROM芯片简介235
9．4．2  AT89S51单片机扩展E2PROM 2864A芯片的设计236
9．5  AT89S51单片机扩展并行I/O接口芯片82C55的设计237
9．5．1  I/O接口扩展概述237
9．5．2  并行I/O接口芯片82C55简介238
9．5．3  82C55的3种工作方式241
9．5．4  AT89S51单片机与82C55的接口设计245
9．6  利用74LSTTL电路扩展并行I/O接口设计实例247
9．7  用AT89S51单片机的串行口扩展并行输入/输出接口设计实例248
9．7．1  用74LS165扩展并行输入接口实例248
9．7．2  用74LS164扩展并行输出接口实例249
思考题及习题9250
第10章  AT89S51单片机系统的串行扩展252
10．1  单总线串行扩展252
10．1．1  单总线扩展的典型应用――DS18B20的温度测量系统252
10．1．2  设计实例――单总线DS18B20温度测量系统255
10．2  SPI总线串行扩展258
10．3  I2C总线的串行扩展259
10．3．1  I2C串行总线系统的基本结构259
10．3．2  I2C总线的数据传送规定260
10．3．3  AT89S51单片机的I2C总线扩展系统262
10．3．4  I2C总线数据传送的模拟263
10．3．5  利用I2C总线扩展E2PROM AT24C02的IC卡设计实例266
思考题及习题10272
第11章  AT89S51单片机与DAC、ADC的接口273
11．1  单片机扩展DAC概述273
11．2  单片机扩展并行8位DAC0832芯片的设计274
11．2．1  DAC0832芯片简介274
11．2．2  设计实例1――单片机扩展DAC0832的程控电压源275
11．2．3  设计实例2――波形发生器的制作276
11．3  单片机扩展串行10位DAC-TLC5615281
11．3．1  串行DAC-TLC5615简介281
11．3．2  设计实例――单片机扩展串行DAC-TLC5615的设计282
11．4  单片机扩展ADC概述284
11．5  单片机并行扩展8位A/D转换器ADC0809286
11．5．1  设计实例――单片机控制ADC0809进行A/D转换287
11．5．2  设计实例――两路输入的数字电压表的设计288
11．6  单片机扩展串行8位A/D转换器TLC549291
11．6．1  TLC549芯片的特性及工作原理292
11．6．2  设计实例――单片机扩展TLC549的设计293
11．7  单片机扩展串行12位ADC-TLC2543的设计295
11．7．1  TLC2543芯片的特性及工作原理295
11．7．2  设计实例――单片机扩展TLC2543的设计297
思考题及习题11299
第12章   AT89S51单片机的应用系统设计301
12．1  单片机应用系统的设计步骤301
12．2  单片机应用系统设计应当考虑的问题302
12．2．1  硬件设计应考虑的问题302
12．2．2  典型的单片机应用系统组成303
12．2．3  系统设计中的总线驱动304
12．2．4  AT89S51单片机的最小应用系统305
12．3  单片机应用系统的仿真开发与调试306
12．4  单片机应用系统设计实例309
12．4．1  设计实例1――单片机控制步进电机的设计309
12．4．2  设计实例2――单片机控制直流电机的设计311
12．4．3  设计实例3――频率计的制作313
12．4．4  设计实例4――模拟电话拨号的设计316
12．4．5  设计实例5――8位竞赛抢答器设计321
12．4．6  设计实例6――基于时钟/日历芯片DS1302的电子钟设计326
思考题及习题12332
附录A  实验与课程设计题目333
题目1  单片机I/O口实验――LED流水灯333
题目2  单个外部中断实验333
题目3  中断嵌套实验334
题目4  定时器/计数器的定时实验334
题目5  定时器/计数器的计数实验335
题目6  串行口方式0扩展并行输出口实验335
题目7  串行口方式0扩展并行输入口实验335
题目8  双单片机串行通信336
题目9  单片机与PC之间串行通信实验336
题目10  扩展82C55并行I/O接口实验337
题目11  独立式键盘实验337
题目12  矩阵式键盘扫描实验338
题目13  单片机驱动1602液晶显示模块338
题目14  DAC0832的D/A转换实验339
题目15  ADC0809的A/D转换实验339
题目16  I2C总线串行扩展AT24C02存储器读/写339
题目17  单片机控制16×16 阵列LED的显示340
题目18  温度传感器DS18B20实验340
题目19  直流电机控制实验341
题目20  步进电机控制实验341
附录B  头文件"LCD1602．h"和"DS1302．h"清单342
B．1  头文件"LCD1602．h"清单342
B．2  头文件"DS1302．h"清单343
参考文献348