单片机原理及应用

第1章 绪论1

1.1 微型计算机的发展历史1

1.2 微型计算机的组成2

1.2.1 微型计算机系统的层次关系和

体系结构2

1.2.2 微处理器5

1.2.3 存储器6

1.2.4 I/O接口7

1.3 微型计算机的数制和编码7

1.3.1 数制8

1.3.2 数据在计算机中的表示10

1.3.3 常用编码11

1.4 单片机简介13

1.4.1 单片机的发展和应用13

1.4.2 MCS-51系列单片机概况13

1.5 小结13

1.6 习题14

第2章 MCS-51单片机的基本结构15

2.1 MCS-51单片机的体系结构15

2.2 MCS-51单片机的内部资源16

2.2.1 中央处理器（CPU）17

2.2.2 存储器和寄存器18

2.2.3 常用特殊功能寄存器的功能23

2.3 MCS-51单片机的引脚功能24

2.4 并行I/O端口的引脚特性27

2.4.1 P0口的引脚特性27

2.4.2 P1口的引脚特性29

2.4.3 P2口的引脚特性29

2.4.4 P3口的引脚特性30

2.5 MCS-51/52单片机的最小系统

电路31

2.5.1 时钟电路和时钟信号31

2.5.2 复位电路31

2.6 小结33

2.7 习题33

第3章 MCS-51单片机汇编语言程序

设计35

3.1 汇编语言的伪指令35

3.2 指令格式和相关符号39

3.2.1 指令格式39

3.2.2 指令的分类和指令描述符号40

3.3 指令的寻址方式41

3.3.1 立即数寻址41

3.3.2 寄存器寻址41

3.3.3 直接寻址42

3.3.4 寄存器间接寻址42

3.3.5 位寻址42

3.3.6 变址寻址43

3.3.7 相对寻址43

3.4 MCS-51指令集44

3.4.1 数据传送指令44

3.4.2 算术运算指令51

3.4.3 逻辑运算指令55

3.4.4 移位指令58

3.4.5 控制转移指令58

3.5 汇编语言程序设计65

3.5.1 顺序程序设计65

3.5.2 分支程序设计67

3.5.3 循环程序设计72

3.5.4 子程序设计78

3.6 小结86

3.7 习题86

第4章 MCS-51单片机的内部功能

单元88

4.1 中断系统88

4.1.1 单片机与外部设备的数据传送方式88

4.1.2 MCS-51单片机中断系统的功能和

结构89

4.2 外部中断95

4.2.1 外部中断的初始化设置95

4.2.2 中断程序设计方法96

4.2.3 外部中断请求的撤除98

4.2.4 外部中断源的扩展98

4.3 定时/计数器100

4.3.1 定时/计数器的基本工作原理100

4.3.2 与定时/计数器相关的寄存器101

4.3.3 定时/计数器的工作方式102

4.3.4 定时/计数器的初始化104

4.3.5 定时功能应用举例106

4.3.6 计数功能应用举例109

4.3.7 测高电平时长举例111

4.4 串行通信接口112

4.4.1 串行通信的基础知识113

4.4.2 串行通信的类型114

4.4.3 MCS-51单片机串口的基本结构115

4.4.4 MCS-51单片机串口的相关特殊

功能寄存器115

4.4.5 串口的工作方式118

4.4.6 RS-232C串行通信接口125

4.4.7 RS-485串行通信接口127

4.5 小结128

4.6 习题128

第5章 MCS-51单片机的并行扩展130

5.1 MCS-51单片机的片外并行

总线130

5.1.1 总线的作用130

5.1.2 MCS-51单片机片外总线的构成130

5.2 片外存储器的扩展132

5.2.1 片外程序存储器的连接与访问132

5.2.2 片外数据存储器的连接与访问135

5.2.3 单片机访问片外存储空间的

时序144

5.3 并行I/O接口的扩展147

5.3.1 I/O接口概述147

5.3.2 MCS-51单片机并行I/O口的

使用149

5.3.3 简单并行I/O接口的扩展149

5.4 并行接口芯片8255A的扩展153

5.4.1 8255A的内部结构和引脚153

5.4.2 8255A的控制字155

5.4.3 8255A的工作方式157

5.4.4 应用举例161

5.5 显示器与键盘接口的扩展163

5.5.1 显示器的扩展163

5.5.2 键盘的扩展171

5.6 D-A和A-D接口的扩展176

5.6.1 D-A转换器的工作原理和性能

指标177

5.6.2 DAC0832芯片的接口扩展179

5.6.3 A-D转换器的工作原理和性能

指标185

5.6.4 ADC0809芯片的接口扩展188

5.7 小结193

5.8 习题193

第6章 常用串行总线接口技术195

6.1 SPI总线195

6.1.1 SPI总线的引脚功能和时序195

6.1.2 SPI总线A-D转换芯片TLC2543196

6.1.3 TLC2543的应用实例199

6.2 I2C总线200

6.2.1 I2C总线的引脚功能和时序200

6.2.2 I2C总线日历时钟芯片PCF8563202

6.2.3 PCF8563的应用实例205

6.3 单总线206

6.3.1 单总线的引脚功能和时序206

6.3.2 DS18B20的使用方法208

6.3.3 DS18B20的应用实例210

6.4 小结211

6.5 习题211

第7章 Keil ?Vision4集成开发环境

使用212

7.1 建立Keil工程212

7.2 生成源程序文件214

7.3 工程的基本设置215

7.4 程序的运行和调试218

7.4.1 程序的编译和链接219

7.4.2 程序的调试220

7.5 小结227

7.6 习题227

第8章 C51语言程序设计基础228

8.1 计算机程序设计语言概述228

8.2 C51语言的变量229

8.2.1 变量的数据类型229

8.2.2 变量的存储231

8.3 C51语言的常量232

8.4 运算符233

8.5 数组235

8.6 C51语言的基本语句235

8.6.1 条件语句235

8.6.2 开关语句236

8.6.3 循环语句236

8.7 函数237

8.7.1 函数的定义237

8.7.2 函数的调用238

8.8 C51程序设计实例238

8.8.1 外部中断程序设计238

8.8.2 定时/计数器程序设计239

8.8.3 串行接口程序设计239

8.8.4 并行接口程序设计239

8.8.5 键盘显示器接口程序设计240

8.9 小结241

8.10 习题241

第9章 Proteus虚拟仿真242

9.1 集成环境ISIS的使用242

9.1.1 原理图的绘制243

9.1.2 虚拟模型的仿真运行251

9.1.3 基于ISIS的汇编语言程序设计255

9.1.4 ISIS和Keil的联机调试257

9.2 虚拟仿真实例258

9.2.1 简易音乐演奏系统设计258

9.2.2 直流电动机转速PWM控制260

9.2.3 字符液晶显示模块LCD1602的

使用262

9.2.4 液晶显示模块LCD12864的

使用268

9.2.5 超声波测距模块HC-SR04的

使用274

9.2.6 基于L298N芯片和PID算法的

直流电动机转速控制276

9.3 小结283

9.4 习题283

参考文献284

本书全面系统地介绍了MCS-51系列单片机的基本结构、工作原理及应用技术。主要内容包括：微型计算机的基础知识、MCS-51单片机的基本结构、汇编语言和C51语言程序设计方法、中断系统和定时器等内部功能单元的应用技术、并行接口和串行接口的扩展方法，以及Keil软件和Proteus软件联合调试的方法等。书中大部分例题具有汇编语言和C51语言的双语对照程序，便于读者选择学习。