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目录1

绪论1

预备篇9

第0章　计算机的基础知识9

0.1　微型计算机的基本结构和工作原理9

0.1.1　微机的系统结构9

0.1.2　微机的基本工作原理10

0.1.3　微机的主要技术指标10

0.2　计算机中的数制与码制10

0.2.1　计算机中的数10

0.2.2　计算机中数的几个概念12

0.2.3　计算机中的有符号数的表示12

0.2.4　进位和溢出14

0.2.5　BCD码15

0.2.6　BCD码的运算16

0.2.7　ASCII码17

0.3　小结17

思考题与习题18

基础篇19

第1章　MCS-51单片机结构19

1.1　MCS-51单片机内部结构19

1.1.1　概述19

1.1.2 CPU20

1.2　存储器20

1.2.1　程序存储器21

1.2.2 外部数据存储器23

1.2.3　内部数据存储器23

1.3 特殊功能寄存器25

1.4　时钟电路与复位电路27

1.4.1　时钟电路27

1.4.3　复位电路28

1.4.2　单片机的时序单位28

1.5 引脚功能29

1.6 小结30

思考题与习题31

第2章　51系列单片机的指令系统33

2.1 寻址方式33

2.1.2 直接寻址34

2.1.3　寄存器寻址34

2.1.1 立即寻址34

2.1.4　寄存器间接寻址35

2.1.5　变址寻址35

2.1.6　位寻址36

2.1.7　相对寻址36

2.2　数据传送与交换指令37

2.2.1　传送类指令37

2.2.2　交换指令39

2.3.2 以A为目的操作数的算术运算和逻辑运算指令40

2.3　算术运算和逻辑运算指令40

2.3.1　算术运算和逻辑运算指令对标志位的影响40

2.3.3 以dir为目的操作数的逻辑运算指令41

2.3.4　加1、减1指令41

2.3.5　十进制调整指令42

2.3.6　专对A的指令42

2.3.7　乘、除法指令43

2.3.8　指令综合应用举例43

2.4　控制转移指令44

2.4.1　调用程序和返回类指令45

2.4.2　转移指令46

2.4.3　空操作指令49

2.4.4　指令应用举例49

2.5　位操作指令50

2.6 小结52

思考题与习题52

3.1　概述55

第3章　MCS-51单片机汇编语言程序设计55

3.2　伪指令56

3.3　顺序程序设计58

3.4　分支程序设计60

3.5　循环程序设计63

3.6　位操作程序设计67

3.7 子程序68

3.8　小结70

思考题与习题70

第4章　并行接口P0～P3和单片机的中断系统72

4.1　单片机的并行接口P0～P372

4.1.1 P0～P3接口的功能和内部结构72

4.1.2 编程举例74

4.1.3　用并行口设计LED数码显示器和键盘电路76

4.1.4　并行接口小结81

4.2.1 8XX51中断系统结构82

4.2　MCS-51单片机的中断系统82

4.2.2　中断响应过程85

4.2.3　中断的程序设计86

4.3 小结89

思考题与习题89

第5章　单片机的定时／计数器与串行接口91

5.1 定时／计数器T0、T191

5.1.1 定时／计数器T0、T1的结构和工作原理91

5.1.2　定时／计数器的寄存器92

5.1.3　定时／计数器的工作方式94

5.1.4　定时／计数器的应用程序设计94

5.1.5　门控位的应用99

5.2　定时／计数器T2100

5.2.1 定时／计数器T2的结构和外部引脚100

5.2.2　定时／计数器T2的寄存器101

5.2.3　定时／计数器T2的工作方式102

5.2.4　定时／计数器小结104

5.3 串行接口105

5.3.1 概述106

5.3.2　单片机串行口的结构与工作原理112

5.3.3　串行口的控制寄存器114

5.3.4　串行口的工作方式115

5.3.5 串行口的应用编程116

5.3.6　利用串行口方式0扩展I/O接口123

5.3.7　单片机和PC机的串行通信124

5.4 小结128

思考题与习题129

接口篇131

第6章　单片机总线与存储器的扩展131

6.1 单片机系统总线和系统扩展方法131

6.1.1　单片机系统总线信号131

6.1.2　系统扩展的方法132

6.1.3　地址译码器133

6.2.1　EPROM的扩展135

6.2　程序存储器的扩展135

6.2.2　EEPROM的扩展137

6.2.3　Flash存储器（闪速存储器）138

6.3　数据存储器的扩展140

6.3.1 SRAM的扩展140

6.3.2 同时扩展SRAM和Flash存储器的例子143

6.4 新型存储器扩展（双口RAM、FIFO）145

6.4.1 双口RAM简介145

6.4.2 双口RAM与单片机的接口146

6.4.3 异步FIFO简介147

6.4.4 异步FIFO与单片机的接口148

6.5 小结149

思考题与习题149

第7章 单片机系统功能扩展150

7.1 并行I/O接口的扩展150

7.1.1　通用寄存器、缓冲器的扩展150

7.1.2　可编程并行接口芯片的扩展151

7.2　中断扩展158

7.3　定时器的扩展159

7.3.1　8254的结构和引脚159

7.3.2　8254的工作方式控制字和读回命令字161

7.3.3　8254的状态字161

7.3.4　8254的应用举例162

7.4　小结163

思考题与习题164

第8章　单片机典型外围接口技术165

8.1 A/D、D/A接口技术165

8.1.1 A/D接口技术165

8.1.2 D/A接口技术170

8.2　V/F（电压-频率转换）接口174

8.2.1 电压-频率转换原理175

8.2.2　频率-电压转换原理176

8.2.3　V/F转换器应用177

8.3　人机接口技术178

8.3.1　键盘接口扩展178

8.3.2 LED显示器扩展181

8.3.3 用8279扩展键盘与LED显示器181

8.3.4 LCD显示器扩展186

8.4　驱动电路197

8.5 小结200

思考题与习题200

第9章 串行接口技术202

9.1 RS-485总线扩展202

9.2　IIC总线扩展接口及应用204

9.2.1 原理204

9.2.2　软件IIC总线206

9.2.3　典型IIC串行存储器的扩展209

9.2.4 IlC总线接口的串行A/D、D/A扩展216

9.3.1　SPI的原理219

9.3　SPI总线扩展接口及应用219

9.3.2　SPI总线的软件模拟及串并扩展应用220

9.3.3 10位串行D/A TLC5615的扩展222

9.3.4　AD549 8位串行A/D的扩展225

9.4　小结227

思考题与习题227

应用篇229

第10章 单片机的C语言编程——C51229

10.1 C51程序结构229

10.2　C51的数据类型230

10.2.1 C51变量的数据类型231

10.2.2　关于指针型数据232

10.3　数据的存储类型和存储模式233

10.3.1 数据的存储类型233

10.3.2　存储器模式233

10.3.4　指针变量说明举例234

10.3.3　变量说明举例234

10.4　C51对SFR、可寻址位、存储器和I/O口的定义235

10.4.1 特殊功能寄存器SFR的定义235

10.4.2　对位变量的定义235

10.4.3　C51对存储器和外接I/O口的绝对地址访问236

10.5　C51的运算符236

10.6 函数237

10.6.3　函数的调用238

10.6.2　函数的定义238

10.6.1　函数的分类238

10.6.4　对被调用函数的说明239

10.7　C语言编程实例239

10.7.1　顺序程序的设计240

10.7.2　循环程序的设计241

10.7.3　分支程序的设计242

10.8　单片机资源的C语言编程实例244

10.8.1　C语言程序的反汇编程序（源代码）244

10.8.2　并行口及键盘的C语言编程245

10.8.3　C51中断程序的编制248

10.8.4　定时／计数器的C语言编程249

10.8.5　串行通信的C语言编程250

10.8.6　外扩并行I/O口的C语言编程251

10.8.7　D/A转换器的C语言编程252

10.9　汇编语言和C语言的混合编程253

10.9.1　C语言程序和汇编语言程序参数的传递253

10.9.2　C语言程序调用汇编语言程序举例254

10.9.3　C语言和汇编语言混合编程传递的参数多于三个的编程方法256

10.10　C语言函数库的管理与使用260

10.10.1　库函数的编写260

10.10.2　函数库的管理261

10.10.3　用户库函数的使用263

10.11 小结263

思考题与习题264

11.1　RTX51系统特点266

第11章　RTX51实时操作系统266

11.2　RTX51的程序结构267

11.3　RTX51的功能函数268

11.3.1　信号控制函数268

11.3.2　任务控制函数269

11.3.3　延时控制函数269

11.4　RTX51的任务调度270

11.5　RTX51的系统配置271

11.6　RTX51的应用举例272

11.7　小结275

思考题与习题276

第12章 以MCU为核心的嵌入式系统的设计与调试277

12.1　嵌入式系统开发与开发工具277

12.1.1　MCU为核心的嵌入式系统的构成277

12.1.2　嵌入式应用系统的设计原则278

12.1.3　嵌入式系统的开发工具278

12.1.4　嵌入式系统的调试279

12.2　嵌入式系统的抗干扰技术280

12.2.1　软件抗干扰281

12.2.2　硬件抗干扰281

12.2.3　“看门狗”技术282

12.3　单片机应用系统举例——-电子显示屏285

12.4　小结288

思考题与习题288

第13章　单片机实验指导289

13.1　单片机在系统编程多功能实验板介绍290

13.1.1　单片机在系统编程多功能实验板的结构图290

13.1.2　单片机在系统编程多功能实验板的元件分布290

13.1.3　多功能实验板的电路图291

13.2　实验板的跳线、开关、按钮功能292

13.3　多功能实验板涉及软件的介绍294

13.3.1　综合测试程序的使用294

13.3.2　在系统编程软件Microcontroller ISP Software的使用295

13.3.3　单片机仿真调试集成软件包WAVE的使用296

13.4　实验指导301

实验一　程序设计301

实验二　并行接口302

实验三　中断305

实验四　定时／计数器306

实验五　串行通信实验309

实验六　串行EEPROM实验（选做）312

实验七 串行D/A实验（选做）313

实验八 串行A/D实验（选做）313

13.5　系统设计选题（课程设计）314

附录A　MCS-51指令表315

附录B　C51的库函数320

附录C　C51的编译、连接定位控制命令323

附录D　常用IC查询网站325

附录E　全国大学生电子设计竞赛试题326