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原理篇2

第1章 微型计算机基础2

1.1 计算机中的数制2

1.1.1 计算机中常用的数制2

1.1.2 各种数制之间的转换4

1.2 计算机中的码制和编码6

1.2.1 有符号数的表示方法6

1.2.2 小数的表示方法8

1.2.3 微型计算机中常用的信息编码9

1.2.4 数据在计算机内部的存储模式10

1.3 微型计算机硬件基础11

1.3.1 微型计算机硬件的基本结构11

1.3.2 计算机的基本工作原理12

1.3.3 数据的输入／输出15

1.4 单片微型计算机15

1.4.1 单片机的概念16

1.4.2 单片机的分类16

1.4.3 单片机产品简介17

习题与思考题18

第2章 51系列单片机的硬件结构19

2.1 51系列单片机的内部结构19

2.2 51单片机的引脚功能22

2.2.1 电源引脚及时钟引脚22

2.2.2 控制引脚22

2.2.3 端口（I/O）引脚23

2.3 51单片机的存储器结构24

2.3.1 存储器地址分配24

2.3.2 程序存储器24

2.3.3 数据存储器25

2.3.4 特殊功能寄存器区27

2.4 51单片机并行接口结构28

2.4.1 P0三态双向口28

2.4.2 P1准双向口30

2.4.3 P2准双向口30

2.4.4 P3多功能口31

2.5 51单片机的时序与复位32

2.5.1 时钟电路32

2.5.2 时钟周期、机器周期和指令周期32

2.5.3 CPU时序33

2.5.4 复位电路36

习题与思考题37

第3章 51系列单片机的指令系统38

3.1 计算机编程语言概述38

3.2 51单片机指令系统的基础39

3.2.1 指令系统的分类39

3.2.2 指令的格式39

3.2.3 常用的描述符号40

3.3 51单片机指令的寻址方式40

3.3.1 立即寻址41

3.3.2 直接寻址41

3.3.3 寄存器寻址42

3.3.4 寄存器间接寻址42

3.3.5 变址寻址43

3.3.6 相对寻址44

3.3.7 位寻址45

3.3.8 寄存器隐含寻址45

3.4 数据传送类指令45

3.4.1 内部数据传送指令46

3.4.2 累加器A与外部数据存储器传送指令47

3.4.3 查表指令48

3.4.4 堆栈操作指令49

3.4.5 交换指令50

3.5 算术运算类指令51

3.5.1 不带进位加法指令51

3.5.2 带进位加法指令52

3.5.3 带借位减法指令53

3.5.4 乘法指令54

3.5.5 除法指令55

3.5.6 加1和减1指令55

3.5.7 十进制调整指令56

3.6 逻辑运算指令57

3.6.1 清零指令57

3.6.2 求反指令57

3.6.3 循环移位指令58

3.6.4 逻辑“与”操作指令59

3.6.5 逻辑“或”操作指令60

3.6.6 逻辑“异或”操作指令60

3.7 控制转移类指令61

3.7.1 无条件转移指令61

3.7.2 条件转移指令63

3.7.3 子程序调用及返回指令65

3.7.4 空操作指令67

3.8 位操作指令67

习题与思考题69

第4章 汇编语言程序设计71

4.1 汇编语言程序设计概述71

4.1.1 汇编语言的概念71

4.1.2 汇编语言的特点71

4.2 汇编语言的伪指令与汇编71

4.2.1 常用伪指令语句72

4.2.2 汇编语言的运算符74

4.2.3 汇编语言的汇编75

4.3 汇编语言程序设计方法75

4.4 汇编语言程序的基本结构76

4.4.1 顺序程序设计76

4.4.2 分支程序设计79

4.4.3 循环程序设计81

4.4.4 子程序设计82

4.5 汇编语言程序设计举例85

4.5.1 算术运算程序85

4.5.2 数制转换程序85

4.5.3 定时程序87

4.5.4 多分支及查表程序89

4.5.5 数值比较排序程序90

习题与思考题93

第5章 51系列单片机中断系统95

5.1 中断概述95

5.1.1 中断的基本概念95

5.1.2 中断系统的功能95

5.2 51系列单片机中断系统结构97

5.2.1 中断系统结构97

5.2.2 中断的控制99

5.3 中断的响应101

5.3.1 中断响应条件101

5.3.2 中断的响应及中断处理101

5.3.3 系统的复位102

5.4 中断系统的应用103

5.4.1 中断程序的初始化103

5.4.2 外部中断编程举例104

习题与思考题106

第6章 51单片机的定时器／计数器108

6.1 定时器／计数器的结构及控制字108

6.1.1 定时器／计数器的结构108

6.1.2 定时器／计数器的控制字109

6.2 定时器／计数器的工作模式110

6.2.1 模式0110

6.2.2 模式1111

6.2.3 模式2111

6.2.4 模式3112

6.3 定时器／计数器应用举例113

6.3.1 模式0及模式1的应用113

6.3.2 模式2的应用114

6.3.3 门控位GATE的使用115

6.3.4 定时器／计数器中断响应延迟的处理116

习题与思考题116

第7章 51单片机的串行接口118

7.1 串行通信基本知识118

7.1.1 通信的概念118

7.1.2 通信的传送方式119

7.1.3 异步通信和同步通信119

7.1.4 波特率和发送接收时钟121

7.1.5 常用的串行通信协议121

7.2 51单片机串行口结构123

7.2.1 基本结构124

7.2.2 控制寄存器124

7.3 串行口工作方式126

7.3.1 方式0126

7.3.2 方式1128

7.3.3 方式2和方式3129

7.4 串行通信波特率的设置130

7.4.1 方式0的波特率130

7.4.2 方式2的波特率130

7.4.3 方式1和方式3的波特率131

7.5 串行通信应用举例132

7.5.1 串行口方式0的应用132

7.5.2 串行口方式1的应用133

7.5.3 串行口方式2和方式3的应用135

习题与思考题135

第8章 单片机系统的扩展137

8.1 51单片机的外部三总线137

8.1.1 系统总线137

8.1.2 P0口地址信息的锁存138

8.1.3 地址译码方式139

8.2 外部存储器的扩展139

8.2.1 外部数据存储器的扩展139

8.2.2 外部程序存储器的扩展141

8.3 并行I/O接口的扩展143

8.3.1 并行I/O接口的简单扩展144

8.3.2 可编程并行I/O接口芯片8155145

习题与思考题152

第9章 C51简介153

9.1 C51程序结构153

9.2 C51的数据154

9.2.1 C51的数据类型154

9.2.2 C51的数据存储156

9.3 C51的函数157

9.4 C51的指针159

9.4.1 指针的基本概念159

9.4.2 C51指针变量的定义159

9.5 C51编程举例160

习题与思考题162

应用篇164

第10章 键盘及显示接口164

10.1 键盘接口164

10.1.1 键盘接线的两种形式及其识别164

10.1.2 键盘管理的几个问题166

10.1.3 键盘识别程序举例166

10.2 LED数码管显示接口169

10.2.1 静态数码管显示170

10.2.2 动态数码管显示172

10.2.3 数码管显示中小数点的处理173

10.2.4 多位数码管动态显示编程175

10.3 点阵显示接口177

10.4 液晶显示接口179

10.4.1 液晶显示工作原理简介179

10.4.2 液晶显示器的应用180

10.5 键盘管理程序设计举例188

10.5.1 通用键盘管理程序流程图189

10.5.2 简易计算器键盘管理程序设计举例189

习题与思考题192

第11章 单片机模拟接口技术193

11.1 数模转换接口技术193

11.1.1 数模转换原理193

11.1.2 单片机与8位D/A转换器195

11.1.3 单片机与12位D/A转换器接口200

11.2 模数转换器接口技术202

11.2.1 模数转换器简介202

11.2.2 单片机与8位A/D转换器的接口205

11.2.3 单片机与12位A/D转换器的接口209

习题与思考题212

第12章 定时器及中断系统的应用213

12.1 定时器的应用213

12.2 外部中断的应用217

12.3 中断系统的扩展219

12.3.1 用定时器／计数器扩展外部中断源219

12.3.2 中断和查询相结合的外部中断源扩展220

习题与思考题221

第13章 串行通信应用222

13.1 单片机的点对点通信222

13.1.1 TTL/CMOS电平接口222

13.1.2 RS-232C通信接口222

13.1.3 RS-485通信接口223

13.2 单片机多机通信224

13.2.1 多机通信系统的构成224

13.2.2 多机通信过程224

13.3 简易485网络举例225

13.3.1 单片机网络的构成225

13.3.2 通信协议225

13.3.3 多机通信软件编程226

13.4 其他串行通信方式228

13.4.1 SPI总线228

13.4.2 I2C总线229

13.4.3 单总线232

习题与思考题235

第14章 51单片机其他接口电路236

14.1 时钟电路芯片236

14.1.1 DS1302的原理与应用236

14.1.2 DS 12887的原理与应用241

14.2 超声波检测接口247

14.2.1 超声波检测的基本原理247

14.2.2 超声波测距系统的设计247

14.3 温度测量接口DS 18B20250

14.3.1 DS 18B20的结构及工作原理250

14.3.2 DS 18B20的寄存器及命令集251

14.3.3 DS 18B20的温度计算251

14.3.4 应用程序设计251

14.4 红外线检测接口253

14.4.1 红外遥控的基本原理253

14.4.2 红外器件及其应用电路254

14.5 声光检测256

14.5.1 声音传感器的原理与应用256

14.5.2 光电传感器258

14.6 信号转换（V/I、 V/F）259

14.6.1 V/I转换接口电路259

14.6.2 V/F转换和F/V转换及其接口261

习题与思考题264

第15章 单片机抗干扰技术265

15.1 单片机硬件抗干扰技术265

15.1.1 电源抗干扰265

15.1.2 隔离技术265

15.1.3 接地技术267

15.1.4 硬件看门狗及掉电保护268

15.2 单片机软件抗干扰技术269

15.2.1 指令冗余技术270

15.2.2 软件陷阱技术270

15.2.3 软件看门狗技术272

15.2.4 故障自动恢复处理程序272

习题与思考题274

附录A Keil C51软件的使用275

A.1简单程序的调试276

A.2 Keil程序调试窗口282

A.2.1 程序调试时的常用窗口282

A.2.2 各窗口在程序调试时的使用284

附录B 51单片机指令汇总287

参考文献291