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第1章 计算机基础知识1

1.1计算机的发展与应用1

1.1.1计算机的发展1

1.1.2计算机的特点和应用3

1.2数制与编码6

1.2.1数制6

1.2.2数制之间的转换6

1.2.3计算机的数据单位7

1.2.4二进制的算术运算8

1.2.5字符编码9

1.3计算机系统10

1.3.1计算机系统的组成10

1.3.2计算机工作原理11

1.3.3中央处理器12

1.3.4存储器13

1.3.5基本输入／输出设备13

1.3.6总线、主板与接口14

第2章 计算机逻辑基础16

2.1应知应会基本要求16

2.2基本元器件17

2.2.1电阻器17

2.2.2电容器19

2.2.3计算机电子电路仿真22

2.2.4过渡过程仿真29

2.2.5 TinyAnalog万能实验板31

2.2.6 RC充放电实验33

2.2.7电感器33

2.3晶体二极管36

2.3.1二极管的特性36

2.3.2二极管伏安特性仿真37

2.3.3特殊二极管39

2.3.4二极管的重要参数40

2.3.5二极管特性实验40

2.4晶体三极管42

2.4.1三极管的特性42

2.4.2三极管伏安特性仿真43

2.4.3三极管的重要参数45

2.4.4三极管的使用45

2.4.5三极管特性实验48

2.4.6简易时间继电器51

2.4.7继电器驱动实验52

2.5直流稳压电源53

2.5.1 AC/DC适配器54

2.5.2线性集成稳压器55

2.5.3低压差稳压器56

2.6模拟信号和数字信号56

2.6.1模拟信号56

2.6.2数字信号57

2.6.3数字信号的电学描述57

2.7逻辑代数58

2.7.1基本逻辑运算58

2.7.2常用逻辑运算59

2.7.3摩根定律60

2.8简单门电路61

2.8.1用晶体管实现的门电路61

2.8.2集成门电路62

2.8.3门电路实验64

2.8.4 OC门和三态门65

2.8.5计算机总线实验67

2.9组合逻辑电路68

2.9.1加法器及其制作68

2.9.2绘制PCB板72

2.9.3 PCB制作流程81

2.9.4地址译码器及其实验85

2.10触发器87

2.10.1基本RS触发器及其实验88

2.10.2同步RS触发器90

2.10.3 D锁存器91

2.10.4维持阻塞触发器及其制作92

2.10.5累加器及其制作95

2.10.6 T触发器与计数器99

2.10.7 8位地址输入与显示实验102

2.11时序逻辑电路104

2.11.1锁存器和寄存器及其实验104

2.11.2串入并出移位寄存器108

2.11.3 8位数据输入与显示实验110

2.12存储器114

2.12.1只读存储器ROM115

2.12.2 ROM128存储器实验116

2.12.3随机访问存储器121

2.12.4数据的存与取121

2.12.5数据输入与显示电路123

2.12.6数据与地址输入控制电路123

2.12.7地址输入电路124

2.12.8 SRAM实验125

第3章 单片计算机硬件结构128

3.1微处理器与个人电脑的诞生128

3.1.1微处理器的诞生与发展128

3.1.2个人电脑的诞生129

3.2计算机工作原理131

3.2.1一个经典的故事131

3.2.2两个特点与一个要素132

3.2.3 CPU的结构132

3.2.4 CPU的指令系统133

3.3引脚功能与内部结构图134

3.3.1引脚功能134

3.3.2内部结构框图136

3.4结构与特点138

3.4.1控制器138

3.4.2运算器139

3.4.3时钟电路、机器周期与指令周期140

3.4.4复位电路142

3.5存储器组织144

3.5.1 CODE144

3.5.2 XDATA145

3.5.3 PDATA145

3.5.4 DATA145

3.5.5 SFR147

3.5.6 IDATA147

3.5.7 BIT148

3.6基本I/O结构149

3.6.1基本输入电路149

3.6.2推挽电路149

3.6.3开漏电路150

3.6.4弱上拉和准双向电路152

3.7 80C31Small的I/O结构153

3.7.1 P0口153

3.7.2 PI口154

3.7.3 P2口154

3.7.4 P3口154

3.8并行扩展155

3.8.l并行总线155

3.8.2外部程序存储器扩展156

3.8.3外部数据存储器扩展157

3.8.4地址译码157

3.8.5并行扩展I/O158

3.9编程运行实验159

3.9.1计算机微小系统159

3.9.2最简单的程序159

3.10 Altair-80C31Small计算机160

3.10.1最小系统160

3.10.2地址输入电路163

3.10.3运行控制电路165

3.10.4数据输入电路165

第4章 汇编语言程序设计基础167

4.1指令格式与寻址方式167

4.1.1指令格式167

4.1.2寻址方式169

4.2数据传送指令171

4.2.1内部数据传送指令171

4.2.2外部数据传送指令174

4.2.3堆栈操作指令176

4.2.4数据交换指令177

4.3算术运算指令178

4.3.1加法指令178

4.3.2减法指令180

4.3.3乘除法指令180

4.3.4十进制调整指令181

4.4逻辑运算指令181

4.4.1双操作数逻辑运算指令181

4.4.2单操作数逻辑运算指令183

4.5控制转移指令183

4.5.1条件转移指令183

4.5.2无条件转移指令188

4.5.3调用和返回指令189

4.5.4空操作指令190

4.6位操作指令191

4.6.1位传送指令191

4.6.2位状态操作指令191

4.6.3位逻辑运算指令192

第5章 经典范例程序设计193

5.1视觉实验：LED流水灯193

5.1.1单个灯闪烁193

5.1.2 LED流水灯198

5.1.3户外广告灯（查表法）200

5.2听觉实验：提示音与报警声202

5.2.1蜂鸣器是如何发声的202

5.2.2如何控制蜂鸣器随机发声206

5.3 TKStudio IDE与SDCC编译器209

5.3.1 SDCC简介209

5.3.2 SDCC的使用210

5.3.3创建工程211

5.3.4在线仿真与ISP下载电路213

5.3.5在线仿真214

5.3.6在线编程217

5.4数码管驱动与程序设计221

5.4.1 LED数码管221

5.4.2数码管驱动电路223

5.4.3段码表的生成224

5.4.4数码管的动态扫描显示226

5.4.5数字符号与数值的关系227

5.5加法运算228

5.5.1简单的加法运算228

5.5.2数字显示程序229

5.5.3显示加法运算过程232

5.6键盘管理与程序设计235

5.6.1独立按键与消抖235

5.6.2矩阵键盘与扫描方法237

5.6.3逐行逐列扫描法237

5.7综合实验——计时码表的设计241

第6章 实践与制作——从构思到实现246

6.1单片机的串行扩展技术246

6.1.1接口电路设计与测试246

6.1.2 TinyHMI人机界面250

6.1.3改进的可能性255

6.2 LED点阵显示屏260

6.2.1 LED点阵显示器原理与应用260

6.2.2标准化接口264

6.2.3 16×16 LED点阵显示屏266

6.2.4汉字点阵字模的提取269

6.2.5大型LED点阵显示屏270

附录A 2010年嵌入式开发工程师招聘考题（电类专业）271

附录B步步高：项目驱动——在做中学275

警告与自我管理278

参考文献279