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第1章 概述1

1.1 单片机的结构组成、特点和指标1

1.1.1 微型计算机的基本结构1

1.1.2 单片机的基本结构2

1.1.3 单片机的特点3

1.1.4 单片机的重要指标3

1.2 单片机的发展历史和产品类型4

1.2.1 单片机的发展历史4

1.2.2 单片机的产品类型5

1.2.3 80C51系列单片机5

1.2.4 其他系列单片机9

1.3 单片机的应用9

1.3.1 单片机应用领域9

1.3.2 单片机应用举例10

1.4 单片机技术相关网站14

习题与思考题115

第2章 MCS-51单片机硬件结构和原理16

2.1 MCS-51系列单片机的分类16

2.2 单片机硬件结构16

2.2.1 单片机的引脚功能16

2.2.2 单片机的内部结构18

2.3 中央处理器（CPU）19

2.3.1 运算器19

2.3.2 控制器20

2.3.3 布尔（位）处理器21

2.4 存储器21

2.4.1 程序存储器22

2.4.2 数据存储器22

2.5 并行输入／输出（I/O）端口26

2.5.1 P1口27

2.5.2 P2口27

2.5.3 P3口28

2.5.4 P0口29

2.5.5 并行口的应用30

2.6 时钟电路和时序32

2.6.1 时钟电路32

2.6.2 时序33

2.7 单片机的工作方式35

2.7.1 复位方式35

2.7.2 程序执行方式36

2.7.3 低功耗运行方式36

习题与思考题237

第3章 MCS-51单片机指令系统38

3.1 指令系统简介38

3.1.1 指令系统的分类38

3.1.2 指令格式39

3.1.3 指令中的常用符号39

3.1.4 寻址方式40

3.2 指令系统44

3.2.1 数据传送指令44

3.2.2 算术运算指令48

3.2.3 逻辑运算指令52

3.2.4 控制转移指令55

3.2.5 位操作指令59

习题与思考题361

第4章 MCS-51汇编语言程序设计64

4.1 程序设计概述64

4.1.1 程序设计的步骤64

4.1.2 程序设计的方法65

4.1.3 汇编语言的规范65

4.1.4 汇编语言程序编辑和汇编68

4.2 结构化程序设计方法69

4.2.1 顺序结构程序69

4.2.2 分支结构程序70

4.2.3 循环结构程序71

4.2.4 查表程序74

4.2.5 子程序75

4.3 汇编语言程序设计实例78

4.3.1 算术运算程序78

4.3.2 数据排序程序82

4.3.3 数制转换程序83

4.3.4 线性标度变换程序86

习题与思考题486

第5章 MCS-51单片机C51程序设计88

5.1 C51概述88

5.2 C51语法基础89

5.2.1 标识符和关键字89

5.2.2 数据类型90

5.2.3 C51运算符和表达式92

5.2.4 程序结构93

5.3 C51对MCS-51单片机的访问94

5.3.1 存储类型94

5.3.2 存储模式95

5.3.3 对特殊功能寄存器的访问96

5.3.4 对存储器和并行口的访问97

5.3.5 位地址访问100

5.4 C51函数100

5.4.1 函数的分类101

5.4.2 函数的定义101

5.4.3 函数的调用102

5.4.4 对被调函数的说明102

5.4.5 中断函数103

5.5 C51结构化程序设计104

5.5.1 顺序结构程序104

5.5.2 选择结构程序104

5.5.3 循环结构程序107

5.6 C51程序设计实例109

5.6.1 查表程序109

5.6.2 单片机内／外部资源应用程序设计110

5.6.3 C51语言和MCS-51汇编语言混合编程116

5.6.4 编程优化的概念118

习题与思考题5118

第6章 MCS-51单片机中断系统120

6.1 中断概述120

6.1.1 CPU与外设的输入／输出方式120

6.1.2 中断的概念121

6.2 MCS-51中断系统123

6.2.1 中断系统的内部结构123

6.2.2 中断源与中断方式123

6.2.3 中断控制寄存器125

6.2.4 中断响应129

6.3 中断应用举例131

6.3.1 中断服务程序设计131

6.3.2 中断系统应用实例132

习题与思考题6136

第7章 MCS-51单片机定时／计数器和串行接口137

7.1 定时／计数器137

7.1.1 定时／计数器的结构与原理137

7.1.2 定时／计数器的工作方式139

7.1.3 定时／计数器对输入信号的要求142

7.1.4 定时／计数器的应用142

7.2 串行通信接口149

7.2.1 串行通信基础知识149

7.2.2 MCS-51串行通信接口151

7.2.3 串行通信接口的应用155

习题与思考题7162

第8章 单片机系统基本并行扩展技术164

8.1 概述164

8.2 外部总线扩展164

8.3 外部存储器扩展165

8.3.1 外部程序存储器扩展165

8.3.2 外部数据存储器扩展170

8.3.3 多片存储器芯片扩展172

8.4 并行接口扩展173

8.4.1 并行接口的简单扩展方法173

8.4.2 8155可编程并行I/O接口扩展175

8.5 显示器与键盘扩展179

8.5.1 LED显示器接口扩展179

8.5.2 LCD显示器接口扩展181

8.5.3 键盘接口扩展183

8.5.4 键盘和显示器接口设计实例187

8.6 打印机扩展189

8.6.1 TPμP-16A/40A微型打印机189

8.6.2 打印机接口扩展方法190

习题与思考题8192

第9章 单片机系统常用串行扩展技术194

9.1 常用串行总线协议194

9.1.1 I2C串行总线194

9.1.2 SPI总线198

9.1.3 单线总线201

9.2 串行存储器扩展204

9.2.1 I2C接口EEPROM的存储器扩展204

9.2.2 SPI接口的大容量Flash存储器扩展209

9.3 串行转并行I/O接口扩展214

9.3.1 串行转并行I/O扩展芯片的工作原理214

9.3.2 串行总线扩展I/O接口实例216

9.4 串行键盘和LED显示器扩展218

9.4.1 串行键盘和LED显示器控制芯片的工作原理218

9.4.2 串行键盘和LED显示器扩展实例221

9.5 串行总线扩展实例简介226

习题与思考题9228

第10章 单片机系统模拟量及其他扩展技术229

10.1 A/D转换扩展229

10.1.1 并行A/D转换扩展229

10.1.2 串行A/D转换扩展231

10.2 D/A转换扩展241

10.2.1 并行D/A转换扩展241

10.2.2 串行D/A转换扩展244

10.3 日历时钟芯片扩展248

10.3.1 日历时钟芯片8563248

10.3.2 单片机与日历时钟芯片的接口方法250

10.4 IC卡扩展251

10.4.1 SLE4442 IC卡251

10.4.2 SLE4442 IC卡数据传送协议252

10.4.3 SLE4442 IC卡操作命令254

10.4.4 单片机与SLE4442 IC卡的接口方法255

习题与思考题10256

第11章 单片机系统无线扩展技术257

11.1 点对点无线通信257

11.1.1 nRF905芯片介绍257

11.1.2 应用nRF905扩展单片机无线接口261

11.2 ZigBee无线网络技术简介265

11.2.1 ZigBee网络框架266

11.2.2 ZigBee网络中的设备266

11.2.3 ZigBee网络拓扑结构266

11.2.4 ZigBee技术的特点和应用领域267

11.3 ZigBee无线网络技术应用实例268

11.3.1 支持ZigBee无线网络的单片机选择268

11.3.2 串行总线接口的数字式温湿度传感器选择272

11.3.3 ZigBee无线网络节点的硬件电路设计276

11.3.4 软件设计277

习题与思考题11280

第12章 单片机系统电源设计281

12.1 单片机系统电源设计的考虑因素281

12.2 线性稳压供电电源281

12.2.1 三端固定输出集成稳压器电源电路282

12.2.2 三端可调输出集成稳压器电源电路282

12.2.3 低压差线性稳压器（LDO）电源电路283

12.3 DC/DC供电电源284

12.3.1 降压型DC/DC电源电路284

12.3.2 升压型DC/DC电源电路286

12.3.3 DC/DC模块电源的选择与应用288

12.4 AC/DC供电技术289

12.4.1 AC/DC电源技术289

12.4.2 AC/DC模块电源291

12.5 基准电源的产生方法292

12.5.1 稳压管基准电压源电路292

12.5.2 集成块基准电压源电路292

习题与思考题12295

第13章 单片机应用系统抗干扰技术296

13.1 干扰源及其分类296

13.1.1 干扰的定义296

13.1.2 干扰的种类296

13.2 干扰对单片机应用系统的影响298

13.3 硬件抗干扰技术299

13.3.1 无源滤波299

13.3.2 有源滤波299

13.3.3 去耦电路299

13.3.4 屏蔽技术300

13.3.5 隔离技术300

13.3.6 接地技术302

13.4 软件抗干扰技术304

13.4.1 软件抗干扰的一般方法304

13.4.2 指令冗余技术305

13.4.3 软件陷阱技术305

13.4.4 “看门狗”技术308

13.5 数字滤波技术310

13.5.1 一阶低通滤波法310

13.5.2 程序判断滤波法311

13.5.3 算术平均滤波法311

13.5.4 中位值平均滤波法312

13.5.5 中值滤波法313

13.5.6 递推平均滤波法313

13.5.7 防脉冲干扰平均值滤波法314

习题与思考题13315

第14章 单片机系统开发工具与设计实例316

14.1 单片机应用系统开发环境316

14.1.1 开发系统的功能316

14.1.2 开发系统的分类316

14.2 Keil C51开发工具及仿真调试方法317

14.2.1 Keil C51开发工具317

14.2.2 应用Keil C51进行单片机软件开发调试的方法319

14.2.3 应用Keil C51调试C51应用程序举例322

14.3 Proteus电路分析与实物仿真软件及调试方法325

14.3.1 Proteus仿真软件325

14.3.2 应用Proteus进行单片机应用系统仿真调试的方法326

14.3.3 应用Proteus进行单片机系统仿真调试举例327

14.4 单片机应用系统设计举例331

14.4.1 需求分析331

14.4.2 功能说明332

14.4.3 体系结构设计332

14.4.4 硬件系统设计334

14.4.5 软件系统设计335

14.4.6 系统调试339

习题与思考题14339

第15章 实验及课程设计340

15.1 概述340

15.2 实验340

15.2.1 实验1——BCD码／十六进制码转换340

15.2.2 实验2——排序程序341

15.2.3 实验3——定时／计数器343

15.2.4 实验4——基本输入／输出347

15.2.5 实验5——外部中断349

15.2.6 实验6——并行接口扩展351

15.2.7 实验7——A/D转换354

15.2.8 实验8——D/A转换355

15.2.9 实验9——单片机与PC通信356

15.2.10 实验10——综合实验（温度控制系统设计实例）360

15.3 课程设计364

15.3.1 课程设计的目的364

15.3.2 课程设计要求364

15.3.3 课程设计题目及要求365

附录A MCS-51汇编指令-机器码对照表369

附录B ASCII编码表371

参考文献372