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第1章51系列单片机的硬件结构1

1.1单片机概述1

1.1.1微型计算机的基本功能构件1

1.1.2单片机的发展概况2

1.1.3 51系列8位单片机的基本类型4

1.2 51系列单片机芯片结构5

1.2.1 51系列单片机基本组成结构5

1.2.2 51系列单片机的引脚及其功能7

1.3 51系列单片机的中央处理器9

1.3.1运算部件9

1.3.2控制部件12

1.3.3 CPU的工作时序13

1.4存储器结构及存储空间14

1.4.1程序存储器14

1.4.2片内数据存储器15

1.4.3特殊功能寄存器17

1.4.4片外数据存储器20

1.5并行I/O接口20

1.5.1 P0口的结构及功能20

1.5.2 P1口的结构及功能22

1.5.3 P2口的结构及功能22

1.5.4 P3口的结构及功能23

1.5.5 I/O口的带载能力及要求24

1.6 51系列单片机的工作方式25

1.6.1复位方式25

1.6.2程序执行方式26

1.6.3低功耗方式26

1.6.4编程方式28

1.6.5加密方法28

练习与思考28

第2章 指令系统30

2.1指令系统概述30

2.1.1指令格式30

2.1.2指令分类30

2.1.3符号说明31

2.2寻址方式31

2.2.1立即寻址31

2.2.2直接寻址32

2.2.3寄存器寻址32

2.2.4寄存器间接寻址33

2.2.5基址加变址间接寻址33

2.2.6相对寻址34

2.2.7位寻址35

2.3指令系统及应用36

2.3.1数据传输类指令36

2.3.2算术运算类指令40

2.3.3逻辑运算类指令43

2.3.4控制转移类指令45

2.3.5位操作类指令48

2.4伪指令49

2.5部分指令用法说明51

练习与思考53

第3章51系列单片机内部功能56

3.1定时器／计数器功能56

3.1.1定时器／计数器T0、T1的结构及原理56

3.1.2定时器／计数器T0、T1的工作模式58

3.1.3定时器／计数器T261

3.1.4定时器／计数器的初始化63

3.1.5利用门控位GATE测量脉冲宽度65

3.2中断系统功能65

3.2.1中断源和中断向量66

3.2.2中断控制68

3.2.3中断响应70

3.2.4中断服务程序及其初始化72

3.2.5运用中断功能的程序单步调试72

3.3串行口通信功能73

3.3.1串行通信基本知识73

3.3.2串行口控制器74

3.3.3串行口的工作方式76

3.3.4串行口的多机通信80

3.3.5串行通信的波特率81

3.3.6异步通信的奇偶校验83

3.3.7串行口的通信应用85

练习与思考88

第4章 并行总线扩展技术90

4.1并行总线扩展90

4.1.1并行总线扩展方法90

4.1.2单片机的最小系统90

4.1.3并行总线的地址译码91

4.2常用扩展器件93

4.2.1 8位D锁存器93

4.2.2 8位单向总线驱动器93

4.2.3 8位双向总线驱动器94

4.2.4 3-8译码器95

4.2.5 4-16译码器95

4.3存储器的扩展96

4.3.1程序存储器的扩展96

4.3.2数据存储器的扩展99

4.3.3混合存储器的扩展101

4.4 I/O口扩展102

4.4.1锁存器扩展输出口102

4.4.2锁存器扩展输入口103

4.4.3三态门扩展输入口103

4.4.4 I/O口的混合扩展104

练习与思考106

第5章 外围接口技术108

5.1键盘接口108

5.1.1独立式键盘接口109

5.1.2拨码盘接口109

5.1.3矩阵键盘扫描法112

5.1.4矩阵键盘反极法113

5.1.5矩阵键盘位操作法114

5.1.6矩阵键盘接口的工作方式117

5.2 LED显示器接口119

5.2.1 LED显示器结构119

5.2.2 LED静态显示方式119

5.2.3 LED动态显示方式123

5.3 A/D转换器接口124

5.3.1 A/ D转换器概述124

5.3.2 8位并行A/D转换器ADC0809125

5.3.3 8位串行A/D转换器TC1548/549128

5.4 D/A转换器接口131

5.4.1 D/A转换器概述131

5.4.2 8位并行DAC0832转换器132

5.5隔离、执行机构与单片机接口134

5.5.1光电耦合器与单片机接口135

5.5.2继电器与单片机接口138

5.5.3固态继电器与单片机接口139

5.5.4集电极开路门接口电路140

5.5.5达林顿晶体管阵列驱动电路141

练习与思考143

第6章单片机应用系统设计与调试144

6.1单片机应用系统的设计环节144

6.2硬件功能的设计原则146

6.2.1单片机应用系统的硬件组成146

6.2.2硬件设计的考虑146

6.3软件功能的设计原则147

6.4 51系列单片机开发工具与方式149

6.4.1在线仿真149

6.4.2软件仿真150

6.4.3在线编程150

6.5单片机应用系统的调试151

6.5.1硬件调试152

6.5.2软件调试153

练习与思考155

第7章 单片机技术应用实践156

7.1定时器／计数器在音乐发生器中的应用156

7.1.1设计思路与依据156

7.1.2硬件电路设计158

7.1.3软件设计159

7.1.4应用说明169

7.2中断技术的双向识别169

7.2.1设计思路和依据169

7.2.2硬件设计170

7.2.3软件设计171

7.2.4应用说明179

7.3串行通信的自发自收179

7.3.1设计思路和依据180

7.3.2硬件设计180

7.3.3软件设计182

7.3.4应用说明191

7.4融合定时控制的键盘输入191

7.4.1设计思路和依据191

7.4.2硬件设计192

7.4.3软件设计193

7.4.4应用说明199

7.5混合控制技术的红外遥控200

7.5.1设计思路和依据200

7.5.2硬件设计203

7.5.3软件设计204

7.5.4应用说明211

练习与思考212

第8章 单片机工程技术进阶214

8.1中断返回与抗干扰214

8.1.1硬件Watchdog及与单片机的接口214

8.1.2 Watchdog脉冲设置与复位可靠性分析216

8.1.3中断返回与软件Watchdog机理217

8.1.4中断返回与软件Watchdog实验验证219

8.1.5软件Watchdog的热启动改进措施225

8.1.6防错位干扰的空操作措施227

8.2待机与键盘唤醒技术228

8.2.1待机与唤醒方法的考虑228

8.2.2待机方式的键盘唤醒电路228

8.3数据冗余恢复技术233

8.3.1冗余数据的存放区域考虑233

8.3.2数据冗余恢复的表决策略233

8.4交流电断电检测与信息保护技术234

8.4.1交流电断电检测模块的构思与实现235

8.4.2交流电断电检测的信息保护237

8.5 PC与多单片机通信的工程问题250

8.5.1 PC与单片机的逻辑电平转换接口251

8.5.2 PC与多单片机通信的问题分析252

8.5.3 PC与多单片机通信的处理措施253

8.5.4 PC与多单片机通信的实验验证254

8.6点阵字符LCM造字与显示技术260

8.6.1点阵字符LCM的功能结构简介261

8.6.2点阵字符LCM的用户造字264

8.6.3点阵字符LCM的时序265

8.6.4点阵字符LCM的指令系统267

8.6.5单片机与LCM接口的编程方法269

8.7实时日历时钟274

8.7.1 DS12C887的引脚及存储器275

8.7.2 DS12C887寄存器A～D的功能276

8.7.3 DS12C887的读数方法与复位278

8.7.4 DS12C887的读／写时序279

8.7.5 DS12C887与单片机的接口电路279

练习与思考282

第9章 串行总线扩展技术284

9.1 SPI总线扩展技术284

9.1.1 SPI总线概述284

9.1.2 SPI总线扩展电路285

9.1.3 SPI总线数据交换原理286

9.1.4 SPI时钟相位和极性287

9.1.5 SPI总线采样的软件实现288

9.1.6 51系列单片机的SPI扩展应用290

9.2 Microwire总线扩展技术293

9.2.1 Microwire总线概述293

9.2.2 Microwire总线扩展电路293

9.2.3 Microwire总线串行E2 PROM的数据传输294

9.2.4 51系列单片机与Microwire串行E2 PROM的应用298

9.3 I2C总线扩展技术303

9.3.1 I2C总线概述303

9.3.2 I2C总线时序304

9.3.3 I2 C总线串行器件的数据传输方法306

9.3.4 51系列单片机与I2C串行E2PROM的扩展应用310

9.4单总线扩展技术319

9.4.1单总线概述319

9.4.2单总线工作原理320

9.4.3单总线信号传输时序321

9.4.4单总线的ROM命令323

9.4.5单总线的功能命令324

9.4.6 51系列单片机与单总线器件的扩展应用324

9.5几种串行总线技术的比较337

练习与思考339

附录341

附录A 51系列单片机按字母顺序排列的指令表341

附录B特殊功能寄存器综览表344

附录C内部RAM空间结构布局图346

附录D IC封装含义汇总347

附录E SPI总线的8位 MCU348

附录F SPI总线的外围器件349

附录G I2C总线的8位MCU350

附录H I2C总线的外围器件350

参考文献352