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第1章 单片机概述1

1.1 计算机的产生与发展1

1.2 计算机中的数制与编码2

1.2.1 计算机中的数制3

1.2.2 计算机中数的表示5

1.2.3 计算机常用编码8

1.3 单片机的发展及应用9

1.3.1 单片机的发展10

1.3.2 单片机的原理及特点12

1.3.3 单片机的应用14

1.4 常用单片机系列介绍15

1.4.1 单片机的种类及产品15

1.4.2 单片机的应用系统结构18

1.4.3 单片机的选用20

1.5 小结与提高21

1.6 思考与练习21

第2章 MCS-51系列单片机的结构及原理22

2.1 MCS-51系列单片机的结构22

2.1.1 MCS-51系列单片机的主要特性22

2.1.2 8051的总体结构23

2.1.3 MCS-51系列单片机的一般结构24

2.2 MCS-51系列单片机的引脚25

2.2.1 MCS-51系列单片机的引脚定义及功能26

2.2.2 MCS-51系列单片机的外部总线构成32

2.3 MCS-51系列单片机的主要组成部分34

2.3.1 MCS-51系列单片机的中央处理部件34

2.3.2 MCS-51系列单片机的存储器结构37

2.3.3 串行I/O接口44

2.4 CPU的时序与时钟电路47

2.4.1 振荡器和时钟电路47

2.4.2 CPU的时序及有关概念48

2.4.3 时序定时单位48

2.4.4 CPU的取指令和执行指令时序50

2.5 MCS-51系列单片机的工作方式51

2.5.1 复位方式51

2.5.2 程序执行方式52

2.5.3 低功耗方式52

2.5.4 EPROM编程和校验方式54

2.6 小结与提高55

2.7 思考与练习55

第3章 MCS-51系列单片机的指令系统56

3.1 指令系统简介56

3.1.1 指令概述56

3.1.2 指令格式57

3.1.3 指令中常用符号说明58

3.2 寻址方式59

3.2.1 立即寻址59

3.2.2 直接寻址59

3.2.3 寄存器寻址60

3,2.4 寄存器间接寻址61

3.2.5 变址寻址62

3.2.6 相对寻址62

3.2.7 位寻址63

3.2.8 MCS-51寻址方式小结63

3.3 指令类型64

3.4 数据传送指令65

3.4.1 内部RAM数据传送指令70

3.4.2 ROM和外部RAM数据存储器传送指令70

3.4.3 程序存储器向累加器A传送数据指令72

3.4.4 数据交换指令74

3.4.5 堆栈操作指令74

3.5 算术运算类指令77

3.5.1 加法运算指令79

3.5.2 减法运算指令81

3.5.3 乘法运算指令（1条）83

3.5.4 除法运算指令（1条）83

3.5.5 十进制调整指令83

3.6 逻辑运算及移位类指令84

3.6.1 两个操作数的逻辑操作指令85

3.6.2 累加器A的逻辑操作指令88

3.6.3 循环移位指令89

3.7 控制转移类指令90

3.7.1 无条件转移指令92

3.7.2 条件转移指令94

3.7.3 子程序调用及返回指令97

3.7.4 空操作指令99

3.8 位操作指令99

3.9 小结与提高102

3.10 思考与练习102

第4章 MCS-51系列单片机程序设计104

4.1 程序设计语言概述104

4.1.1 机器语言104

4.1.2 汇编语言105

4.1.3 高级语言105

4.2 汇编语言源程序的设计与汇编106

4.2.1 汇编语言格式106

4.2.2 汇编语言程序设计步骤及基本结构107

4.2.3 源程序的汇编113

4.2.4 伪指令116

4.3 单片机汇编语言程序设计118

4.3.1 顺序结构程序设计119

4.3.2 分支（选择）结构程序设计120

4.3.3 循环结构程序设计125

4.3.4 子程序结构程序设计131

4.4 单片机汇编语言程序设计举例133

4.4.1 代码转换程序设计133

4.4.2 算术运算程序设计136

4.4.3 逻辑运算程序设计140

4.4.4 查表程序设计141

4.4.5 数据检索程序设计144

4.4.6 数据排序程序设计146

4.5 小结与提高148

4.6 思考与练习148

第5章 MCS-5单片机的定时器/计数器150

5.1 定时器/计数器的结构和工作原理150

5.1.1 定时器/计数器概述150

5.1.2 定时器/计数器结构及工作原理151

5.1.3 定时器/计数器的功能153

5.2 定时器/记数器的控制153

5.2.1 工作方式控制寄存器（TMOD）153

5.2.2 定时器控制寄存器（TCON）154

5.2.3 定时器/计数器的初始化155

5.3 定时器/计数器的工作方式157

5.3.1 工作方式0157

5.3.2 工作方式1159

5.3.3 工作方式2160

5.3.4 工作方式3162

5.4 定时器/计数器应用实例163

5.5 小结与提高172

5.6 思考与练习172

第6章 中断系统173

6.1 中断系统概述173

6.1.1 中断的概念173

6.1.2 中断的功能174

6.1.3 中断过程175

6.1.4 中断类型176

6.1.5 中断源与中断优先级176

6.2 中断控制178

6.2.1 定时器/计数器控制寄存器（TCON）178

6.2.2 串行口控制寄存器（SCON）180

6.2.3 中断允许控制寄存器（IE）180

6.2.4 中断优先级控制寄存器（IP）181

6.3 中断处理过程182

6.3.1 中断请求182

6.3.2 中断处理183

6.3.3 中断返回187

6.3.4 中断请求的撤除188

6.3.5 中断系统的初始化188

6.3.6 中断响应举例189

6.4 中断系统应用实例190

6.4.1 利用定时器实现灯的闪烁190

6.4.2 通过P1.O～P1.7控制发光二极管193

6.4.3 CPU与外部设备的数据传送方式194

6.4.4 中断源的扩展196

6.4.5 键盘控制LED显示电路198

6.5 小结与提高200

6.6 思考与练习200

第7章 串行接口及其通信202

7.1 串行通信基础202

7.1.1 数据通信的基本概念202

7.1.2 串行通信方式204

7.1.3 数据同步技术205

7.1.4 波特率和接收/发送时钟208

7.1.5 信号的调制与解调209

7.1.6 串行通信的差错检测和校验210

7.1.7 串行通信的传输速率与距离211

7.2 串行通信总线标准及其接口212

7.2.1 RS-232C接口标准212

7.2.2 RS-449、RS-422A和RS-423A接口标准216

7.2.3 RS-485 接口标准217

7.2.4 20mA电流环路串行接口218

7.3 MCS-51系列单片机串行接口及工作方式218

7.3.1 串行口的结构219

7.3.2 串行口控制寄存器 SCON 和特殊功能寄存器 PCON219

7.3.3 串行口的4种工作方式221

7.3.4 波特率设计226

7.3.5 串行口4种工作方式的应用及比较228

7.4 MCS-51系列单片机串行通信231

7.4.1 双机串行通信231

7.4.2 多机串行通信235

7.4.3 MCS-51系列单片机与PC的串行通信239

7.5 串行接口的应用实例241

7.5.1 串行通信实例一241

7.5.2 串行通信实例二242

7.6 小结与提高246

7.7 思考与练习246

第8章 并行I/O接口247

8.1 概述247

8.1.1 I/O接口的作用248

8.1.2 外部设备的编址248

8.1.3 I/O数据的4种数据传送方式249

8.1.4 I/O接口的类型250

8.2 MCS-51并行I/O端口及其应用251

8.2.1 MCS-51并行I/O端口251

8.2.2 MCS-51并行I/O端口的应用实例254

8.3 并行I/O接口扩展256

8.3.1 概述256

8.3.2 常用的I/O接口扩展形式257

8.3.3 8255A可编程接口及扩展技术262

8.3.4 8155通用并行接口芯片268

8.4 小结与提高277

8.5 思考与练习277

第9章 MCS-51系列单片机的存储器扩展及接口技术279

9.1 存储器的扩展279

9.1.1 数据存储器的扩展279

9.1.2 程序存储器的扩展280

9.2 打印机及接口282

9.2.1 打印机概述282

9.2.2 PP40微型打印机与单片机接口的设计283

9.2.3 其他打印机的工作原理288

9.3 键盘及接口289

9.3.1 键盘工作原理290

9.3.2 中断扫描方式293

9.4 显示器及接口294

9.4.1 显示器的结构294

9.4.2 显示器的工作方式和显示程序设计295

9.5 A/D转换接口和D/A转换接口298

9.5.1 A/D转换接口298

9.5.2 D/A转换接口301

9.6 小结与提高305

9.7 思考与练习305

第10章 单片机应用系统中抗干扰技术设计307

10.1 干扰源307

10.1.1 共模干扰307

10.1.2 串模干扰309

10.1.3 电源干扰309

10.1.4 单片机应用系统出错的主要现象与原因310

10.1.5 干扰对单片机应用系统的影响311

10.2 软件的抗干扰设计312

10.2.1 程序执行过程中的软件抗干扰312

10.2.2 系统的恢复321

10.3 硬件的抗干扰设计325

10.3.1 串模干扰的抑制325

10.3.2 共模干扰的抑制326

10.3.3 地线系统干扰的抑制328

10.3.4 电源与电网干扰的抑制329

10.3.5 输入输出通道干扰的抑制329

10.3.6 电路板工艺与布线抗干扰设计330

10.4 小结与提高331

10.5 思考与练习331

第11章 单片机系统设计与开发333

11.1 单片机系统的基本要求333

11.2 单片机系统结构及设计内容334

11.2.1 单片机系统的结构特点335

11.2.2 单片机系统设计的内容336

11.3 单片机系统设计过程336

11.3.1 确定任务337

11.3.2 总体设计338

11.3.3 软件设计338

11.3.4 硬件设计342

11.4 单片机系统开发工具344

11.5 单片机系统的调试347

11.5.1 软件调试347

11.5.2 硬件调试347

11.6 单片机系统设计实例—高校作息时间安排349

11.6.1 控制任务与控制原理349

11.6.2 作息时间单片机系统硬件设计350

11.6.3 作息时间单片机系统软件设计352

11.7 单片机系统设计实例—倒计时计时器设置360

11.7.1 日历时钟芯片 DS12C887 的介绍360

11.7.2 倒计时计时器硬件的电路设计364

11.7.3 倒计时计时器的软件设计364

11.8 单片机系统设计实例—单片机驱动直流小电机366

11.8.1 驱动电路的基本原理366

11.8.2 驱动芯片—TA7267BP 的使用369

11.8.3 软件系统程序的设计370

11.8.4 电路的设计370

11.9 小结与提高372

11.10 思考与练习372

附录A 标准ASCⅡ码字符表373

附录B MCS-51系列单片机指令表375

主要参考文献380