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第1章 概述1

1.1 计算机的发展1

1.2 单片机概述2

1.2.1 单片机的发展历史2

1.2.2 单片机的组成及特点3

1.2.3 单片机的发展趋势5

1.2.4 单片机与嵌入式系统6

1.3 80C51系列单片机7

1.3.1 80C51系列单片机的发展7

1.3.2 89系列单片机的特点及分类8

第2章 计算机基础知识10

2.1 数制与编码10

2.1.1 数制10

2.1.2 计算机中数的表示及运算12

2.1.3 二进制编码14

2.2 计算机的基本组成电路16

2.2.1 常用逻辑电路16

2.2.2 触发器18

2.2.3 寄存器19

2.2.4 常用数据锁存／缓冲／驱动器22

2.3 存储器概述25

2.3.1 存储器的分类26

2.3.2 半导体存储器的分类26

2.3.3 存储单元和存储单元地址28

2.3.4 存储器的主要指标28

2.3.5 存储器的寻址原理29

思考与练习29

3.1 单片机的结构31

3.1.1 标准型单片机的组成与结构31

第3章 单片机的结构及原理31

3.1.2 引脚定义及功能33

3.2 单片机的工作原理36

3.2.1 指令与程序概述36

3.2.2 CPU的工作原理36

3.2.3 单片机执行程序的过程38

3.3 80C51的存储器41

3.3.1 存储器结构和地址空间41

3.3.2 程序存储器42

3.3.3 数据存储器43

3.3.4 特殊功能寄存器46

3.4 输入／输出端口52

3.4.1 P0口52

3.4.2 P1口54

3.4.3 P2口55

3.4.4 P3口56

3.4.5 读引脚与读端口操作57

3.4.6 4个I/O端口的主要异同点58

3.5 CPU时序及时钟电路59

3.5.1 CPU时序及有关概念59

3.5.2 振荡器和时钟电路60

3.5.3 80C51的指令时序62

3.6 复位和复位电路63

3.6.1 内部复位信号的产生64

3.6.2 复位状态64

3.6.3 外部复位电路设计65

3.7 80C51系列单片机的低功耗方式66

3.7.1 电源控制寄存器PCON66

3.7.2 待机方式67

3.7.3 掉电方式67

思考与练习68

4.1 指令系统简介69

第4章 指令系统69

4.2 寻址方式70

4.2.1 符号注释70

4.2.2 寻址方式说明71

4.3 指令系统分类介绍75

4.3.1 数据传送类指令75

4.3.2 算术运算类指令82

4.3.3 逻辑操作类指令87

4.3.4 控制转移类指令90

4.3.5 位操作类指令94

思考与练习97

5.1 概述101

5.1.1 程序设计语言101

第5章 汇编语言程序设计101

5.1.2 汇编语言的规范102

5.1.3 汇编语言程序设计步骤105

5.2 顺序与循环程序设计106

5.2.1 顺序程序设计106

5.2.2 循环程序设计107

5.3 分支程序设计111

5.3.1 分支程序设计综述111

5.3.2 无条件／条件转移程序设计111

5.3.3 散转程序设计112

5.4 查表程序设计114

5.4.1 查表程序综述114

5.4.2 规则变量的查表程序设计115

5.4.3 非规则变量的查表程序设计117

5.5 子程序设计118

5.5.2 子程序调用与返回119

5.5.1 子程序结构与设计注意事项119

5.5.3 子程序嵌套120

5.5.4 子程序设计121

5.6 综合编程举例123

5.6.1 代码转换类程序123

5.6.2 运算类程序124

5.6.3 常用I/O端口程序128

思考与练习129

第6章 定时／计数器132

6.1 定时／计数器T0、T1概述132

6.1.1 定时／计数器T0、T1的结构132

6.1.2 定时／计数器的原理133

6.2 定时／计数器的控制方法134

6.2.1 定时／计数器寄存器134

6.2.3 定时／计数器初值的确定方法136

6.2.2 定时／计数器的初始化与启动136

6.3 定时器T0、T1的工作方式137

6.3.1 方式0137

6.3.2 方式1137

6.3.3 方式2138

6.3.4 方式3139

6.4 定时器T0、T1应用举例140

6.4.1 方式1应用举例140

6.4.2 方式2应用举例141

6.4.3 方式3应用举例143

6.4.4 门控位应用举例144

6.5 定时／计数器T2146

6.5.1 T2的寄存器146

6.5.2 T2的工作方式148

6.5.3 应用例题153

6.6.1 WDT的功能及应用特点154

6.6 WDT监视定时器154

6.6.2 辅助寄存器AUXR155

思考与练习155

第7章 UART串行接口157

7.1 串行通信概述157

7.1.1 同步通信和异步通信方式157

7.1.2 串行通信的数据传送速率159

7.1.3 串行通信的方式159

7.1.4 通信协议160

7.2 80C51串行口简介160

7.2.1 串行口结构与工作原理160

7.2.2 串行口寄存器161

7.2.3 80C51的帧格式163

7.2.4 波特率的设置164

7.3.2 方式1166

7.3 串行通信工作方式166

7.3.1 方式0166

7.3.3 方式2和方式3167

7.3.4 多机通信167

7.4 串行口应用举例169

7.4.1 利用串行口扩展I/O口169

7.4.2 利用串行口进行异步通信171

思考与练习175

第8章 中断系统176

8.1 概述176

8.1.1 中断的概念176

8.1.2 引进中断技术的优点176

8.1.3 中断源177

8.1.4 中断系统的功能178

8.2.2 中断源及中断入口179

8.2.1 中断系统的结构179

8.2 AT89S51单片机的中断系统179

8.2.3 与中断有关的寄存器181

8.3 中断处理过程185

8.3.1 中断响应186

8.3.2 中断处理187

8.3.3 中断返回187

8.3.4 中断请求的撤消188

8.3.5 中断响应时间188

8.3.6 扩充外部中断源189

8.4 中断程序的设计与应用190

8.4.1 中断程序的一般设计方法191

8.4.2 中断程序应用举例194

思考与练习199

9.1 并行扩展概述200

9.1.1 外部并行扩展总线200

第9章 单片机的系统扩展200

9.1.2 并行扩展的寻址方法201

9.2 存储器的并行扩展202

9.2.1 数据存储器扩展概述203

9.2.2 访问片外RAM的操作时序203

9.2.3 数据存储器扩展举例204

9.3 并行I/O接口的扩展205

9.3.1 简单并行I/O接口的扩展206

9.3.2 可编程I/O接口的扩展207

9.4 串行扩展概述211

9.4.1 常用串行总线与串行接口简介212

9.4.2 串行扩展的模拟技术215

9.4.3 串行扩展的主要特点216

9.5 I2C总线216

9.5.1 I2C总线的特点216

9.5.3 I2C总线的传输时序217

9.5.2 I2C总线的组成及基本工作原理217

9.5.4 I2C总线的通用模拟软件包220

9.5.5 I2C总线应用举例224

9.6 SPI串行接口229

9.6.1 SPI串行接口的特点230

9.6.2 SPI系统的组成及基本原理230

9.6.3 SPI串行接口的传输时序231

9.6.4 SPI串行接口的通用软件包231

9.6.5 SPI串行接口应用举例233

思考与练习236

第10章 接口技术237

10.1 键盘接口237

10.1.1 键盘工作原理237

10.1.2 独立式按键239

10.1.3 行列式键盘240

10.2 显示器接口245

10.2.1 LED显示器的结构与原理246

10.2.2 LED静态显示方式248

10.2.3 LED动态显示方式250

10.2.4 液晶显示器概述252

10.2.5 字符型液晶显示模块LCM的组成及原理253

10.2.6 字符型液晶显示模块LCM的引脚及说明256

10.2.7 LCM的指令256

10.2.8 LCM的复位及初始化260

10.2.9 LCM的接口及应用举例261

10.3 数／模转换接口265

10.3.1 D/A转换器原理265

10.3.2 D/A转换器的主要技术指标267

10.3.3 并行D/A转换器267

10.3.4 串行D/A转换器271

10.4 模／数转换器275

10.4.1 A/D转换器的主要技术指标276

10.4.2 逐次逼近式A/D转换器原理277

10.4.3 逐次逼近式并行A/D转换器278

10.4.4 逐次逼近式串行A/D转换器281

思考与练习284

第11章 单片机应用系统的设计与开发285

11.1 应用系统的设计过程285

11.1.1 总体设计285

11.1.2 硬件设计286

11.1.3 软件设计289

11.2 开发工具和开发方法291

11.2.1 开发工具291

11.2.2 单片机开发工具的功能292

11.2.3 单片机应用系统的调试方法294

11.3.1 题目分析296

11.3 单片机用于水位控制系统296

11.3.2 硬件设计297

11.3.3 软件设计297

11.4 粮库温度监测报警系统299

11.4.1 题目分析299

11.4.2 硬件设计299

11.4.3 软件设计301

11.5 单片机用于步进电机的控制306

11.5.1 步进电机的工作原理306

11.5.2 步进电机的控制方法306

11.5.3 步进电机应用举例308

思考与练习313

附录A 80C51指令表314

附录B 常用芯片引脚图320

参考文献322