单片机原理与应用 基于Keil+Proteus

“单片机原理与应用”是电气工程、自动化、电子信息、计算机、机械等工科专业非常重要的基础课程，也是一门知识性、应用性、实践性很强的综合性技术课程。通过该课程，可以锻炼学生独自开发小型单片机应用系统的硬件设计、分析、制作与软件编写、调试的能力，提高学生的动手实践能力，培养学生的创新意识与创造性思维，终为学生在校期间参加全国性竞赛（如大学生机器人大赛、智能车大赛等），以及学会采用单片机设计相关控制系统解决专业中的各种具体问题奠定坚实的理论与实践基础，使他们毕业时能获得更好的就业机会与岗位，并成为未来工作中负责应用系统研究开发的技术骨干。可以说，“单片机原理与应用”是一门非常重要的课程。
传统的单片机课程教学主要存在三大问题：一是教学模式采用“先理论讲解，再动手实验”，导致“教学-实验”分离、“理论-实践”不同步，不仅使学生理论理解困难，而且感觉枯燥乏味，使初学者感觉入门较难，难以培养兴趣甚至厌学，终造成单片机课程教学效果不理想；二是实验教学采用统一的单片机实验箱（板），存在硬件电路固定、实验内容固定、学生不能随意更改、程序无法实时在线仿真调试、与工程实际应用脱节等缺点，很难培养学生的实践动手能力与创造性思维；三是缺乏对单片机系统化设计的培养，教学中通常将软硬件分离介绍，加上实验采用现成的电路板，大多只完成简单、分块的验证性程序设计，基本不涉及硬件设计，导致学生硬件设计与复杂软件设计能力薄弱，在构建实际的单片机应用系统时缺乏硬件平台搭建与系统软件调试能力，终造成学生的单片机应用系统综合设计能力严重不足。
鉴于传统教学模式存在的不足，本书编者对单片机课程教学进行改革，提出了一种基于Proteus与Keil联调及项目导向的新型单片机教学模式。它的核心思想是将单片机课程教学围绕具体应用项目展开，使项目设计贯穿整个教学过程，授课时将每个应用项目分解为进阶式的多个子模块，按照模块化思路讲解相关软硬件设计的知识点，并采用Proteus与Keil软件构成虚拟实验平台，实现“教师边讲边指导、学生边学边实践”的教学形式，达到理论与实践教学的同步。这种教学形式对学生来说，增强了单片机学习的直观性和生动有趣的真实感，激发了他们的学习兴趣与积极主动性，提高了他们的学习成就感，终在整体上提高了学生的单片机综合设计能力，使教学效率和教学质量得到大幅度提升；对教师来说，在普通机房或教室（学生自带笔记本计算机）授课即可实现理论与实践结合，不依赖于实验室及其单片机开发板，并能及时了解学生学习单片机时存在的问题与不足，做到及时和有针对性的辅导，提高与巩固教学效果。
本书以工程应用为主调，是编者在单片机教学与开发过程中，对教学模式与教学方法改革成果、实践经验教训、心得感悟的总结和整理。全书围绕“Keil Proteus联调技术”核心方法，通过多个“Keil Proteus实际应用案例”帮助学生掌握所学内容，增强对单片机硬件资源的理解与使用，提高学生的实际硬件设计与编程调试能力，使学生在课后易于根据教材自行学习，并采用Keil与Proteus软件进行单片机仿真实验。
本书共11章，内容包括绪论、MCS-51单片机的硬件结构及工作原理、C语言基础与C51程序设计、MCS-51中断系统、MCS-51定时/计数器、MCS-51串行口、MCS-51系统扩展技术、MCS-51单片机接口技术、MCS-51单片机总线技术、Keil C51和Proteus仿真软件及联合调试技术、单片机应用系统设计实例。在每一章前列出了本章的学习目标或重要知识点，每章结尾给出本章小结，以便帮助读者回顾和复习。需要说明的是，由于C语言是当今微控制器或微处理器应用系统的主要开发语言，因此本书不介绍汇编语言，仅在附录列出MCS-51单片机的汇编指令，教师可根据讲解单片机工作原理的需要，自行增加部分汇编语言的基本讲解。
本书部分图片保留了软件固有的元器件符号，可能会与国家标准中的符号不一致，读者可查阅相关资料。
本书获得厦门理工学院教材建设基金资助。全书由陈志英副教授、徐敏教授主编，并参与全书的执笔编写；林峰和曾汉超参编，并为本书做了许多校对工作，在此表示衷心的感谢。
本书编写过程中参阅借鉴了一些相关教材和文献，在此向其编著者表示谢意。由于编者水平有限，书中疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。

《单片机原理与应用——基于Keil Proteus》围绕“Keil Proteus联调技术”核心方法，通过多个“Keil Proteus实际应用案例”帮助读者掌握所学内容，增强对单片机硬件资源的理解与使用，并从软件设计、硬件设计以及实时在线调试三方面提高读者的单片机应用能力。
《单片机原理与应用——基于Keil Proteus》共11章，包括单片机基础知识、单片机硬件结构及工作原理、C51程序设计、中断系统、定时/计数器、串行口、系统扩展技术（存储器扩展和I/O端口扩展）、接口技术（键盘、LED、LCD、A/D、D/A等）、总线技术、Keil C51和Proteus仿真软件及联合调试技术、单片机应用系统设计实例等。
《单片机原理与应用——基于Keil Proteus》既可作为大中专院校电气与电子信息类、计算机类、机械类等专业的教学用书，也可供从事单片机应用与产品开发工作的工程技术人员参考。

《单片机原理与应用——基于Keil Proteus》围绕“Keil Proteus联调技术”核心方法，通过多个“Keil Proteus实际应用案例”帮助读者掌握所学内容，增强对单片机硬件资源的理解与使用，并从软件设计、硬件设计以及实时在线调试三方面提高读者的单片机应用能力。
《单片机原理与应用——基于Keil Proteus》共11章，包括单片机基础知识、单片机硬件结构及工作原理、C51程序设计、中断系统、定时/计数器、串行口、系统扩展技术（存储器扩展和I/O端口扩展）、接口技术（键盘、LED、LCD、A/D、D/A等）、总线技术、Keil C51和Proteus仿真软件及联合调试技术、单片机应用系统设计实例等。
《单片机原理与应用——基于Keil Proteus》既可作为大中专院校电气与电子信息类、计算机类、机械类等专业的教学用书，也可供从事单片机应用与产品开发工作的工程技术人员参考。

前言
第1章绪论
11单片机的基本概念
111单片机的分类
112单片机的指标
12单片机的发展
121单片机的发展概况
122单片机的发展趋势
13单片机的特点和应用
14微型计算机的组成与工作原理
141微型计算机的组成
142微型计算机的工作原理
15计算机中的数与编码
151计算机中的数制
152数制之间的转换
153原码、反码、补码
154二进制数的算术运算
155常用编码
本章小结
习题1
第2章MCS-51单片机的硬件结构及工作原理
21MCS-51单片机内部结构和引脚功能
211MCS-51单片机内部结构
212MCS-51单片机的引脚功能
22MCS-51的CPU
221运算器
222控制器
23MCS-51存储器的结构
231程序存储器（使用MOVC访问) 
232外部数据存储器（使用MOVX访问）
233内部数据存储器（使用MOV访问）
234特殊功能寄存器SFR(使用MOV访问）
235位地址空间
24并行I/O口
241P0口
242P1口 
243P2口
244P3口
245使用P0～P3口时应注意的问题
246P0～P3口的使用操作
25时钟电路与时序
251时钟电路
252时钟周期、机器周期与指令周期
253MCS-51指令的取指/执行时序 
254访问片外ROM/RAM的指令时序
26复位操作和复位电路
27低功耗运行模式
28单片机小系统
本章小结
习题2
第3章C语言基础与C51程序设计
31C51语言概述
32C51语言的基本语法
321C51的标识符和关键字
322C51的数据类型
323变量的存储种类和存储类型
324地址的访问
325C51的运算符和表达式
33中断服务函数
34C51的库函数
35C51程序设计与应用技巧
36基于Keil与Proteus联调的C51应用编程举例
本章小结
习题3
第4章MCS-51中断系统
41中断系统概述
42MCS-51单片机的中断系统
421中断源及中断入口
422中断控制
43中断处理过程
431中断响应
432中断处理
433中断返回
434中断响应时间
435中断请求的撤除
44中断程序设计结构及应用举例
441中断程序的一般设计方法
442基于Keil与Proteus联调的中断程序应用举例
443采用查询方式处理中断请求
444外部中断的扩展
本章小结
习题4
第5章MCS-51定时/计数器
51定时/计数器概述
511定时/计数器T0、T1的结构
512定时/计数器的工作原理
52定时/计数器的控制
53定时/计数器的工作方式
54定时/计数器的应用编程
541定时/计数器的初始化
542基于Keil与Proteus联调的定时器应用举例
543基于Keil与Proteus联调的计数器应用举例
544门控制位GATE的应用举例
本章小结
习题5
第6章MCS-51串行口
61串行通信的基本概念
62MCS-51串行口结构与工作原理
621串行口控制寄存器SCON
622特殊功能寄存器PCON
623波特率的设置
63串行口的４种工作方式
631方式0
632方式1
633方式2
634方式3
64串行口的应用编程
641串行口的初始化与发送/接收步骤
642串行口应用程序的一般结构
643基于Keil与Proteus联调的串行口应用举例
65多机通信
66串行通信接口标准
661RS-232C接口
662RS-485接口
本章小结
习题6
第7章MCS-51系统扩展技术
71存储器概述
711存储器的分类
712存储器的主要性能指标
713存储器常用芯片
72系统扩展结构与总线构造
721系统扩展结构
722系统总线构造
723系统扩展常用芯片
73存储器扩展方法
731线选法
732译码法
733存储器扩展具体步骤
734外部存储器的C51访问方法
74程序存储器的扩展与应用
75数据存储器的扩展与应用
76存储器的综合扩展
77输入/输出（I/O）接口的扩展
771I/O接口扩展概述
772TTL芯片扩展
7738255A可编程并行I/O接口
本章小结
习题7
第8章MCS-51单片机接口技术
81键盘接口技术
811键盘工作原理及消抖
812键盘接口的工作原理
813矩阵键盘设计实例
82LED数码显示器
821LED显示器的结构与原理
822LED显示方式
823LED与单片机的接口与应用
83LCD液晶显示器
831字符型液晶显示模块的组成和基本特点
832LCD1602模块接口引脚功能
833LCD1602内部结构
834LCD1602模块的操作命令
835LCD1602与单片机接口及编程
84A/D、D/A转换器的接口及应用
841A/D转换器概述
842ADC0809与MCS-51的接口
843D/A转换器概述
844MCS-51与8位DAC0832的接口
本章小结
习题8
第9章MCS-51单片机总线技术
91SPI总线接口技术
911SPI总线接口工作原理
912SPI接口应用举例
92I2C总线接口技术
921I2C总线工作原理
922I2C总线的数据传输
923MCS-51单片机扩展I2C总线器件的接口设计
93单总线接口技术
931单总线简介
932单总线协议
933单总线应用案例
本章小结
习题9
第

《单片机原理与应用——基于Keil Proteus》围绕“Keil Proteus联调技术”核心方法，通过多个“Keil Proteus实际应用案例”帮助读者掌握所学内容，增强对单片机硬件资源的理解与使用，并从软件设计、硬件设计以及实时在线调试三方面提高读者的单片机应用能力。
《单片机原理与应用——基于Keil Proteus》共11章，包括单片机基础知识、单片机硬件结构及工作原理、C51程序设计、中断系统、定时/计数器、串行口、系统扩展技术（存储器扩展和I/O端口扩展）、接口技术（键盘、LED、LCD、A/D、D/A等）、总线技术、Keil C51和Proteus仿真软件及联合调试技术、单片机应用系统设计实例等。
《单片机原理与应用——基于Keil Proteus》既可作为大中专院校电气与电子信息类、计算机类、机械类等专业的教学用书，也可供从事单片机应用与产品开发工作的工程技术人员参考。

配套资源：电子课件、习题答案、Proteus原理图、Keil代码。

本书特色;

★将单片机课程教学围绕具体应用项目展开，使项目设计贯穿整个教学过程。

★通过多个“Keil Proteus实际应用案例”帮助学生掌握所学内容，增强对单片机硬件资源的理解与使用，提高学生的实际硬件设计与编程调试能力。