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第1章 单片机概述1

1.1 单片机的概念1

1.1.1 单片机的主要特点1

1.1.2 名词解释2

1.2 单片机的发展4

1.2.1 单片机发展历史4

1.2.2 单片机发展趋势5

1.2.3 以单片机为核心的嵌入式系统的发展趋势7

1.2.4 单片机应用的可靠性技术发展趋势7

1.3 单片机系统的应用8

1.4 典型单片机介绍9

1.5 单片机开发系统11

1.5.1 单片机开发系统的构成11

1.5.2 单片机开发系统的功能12

1.5.3 开放式单片机实验系统12

1.5.4 “流水灯”实验13

1.6 单片机的数制、码制与编码15

1.6.1 数制15

1.6.2 码制18

1.6.3 二进制编码19

本章小结21

习题21

第2章 MCS-51系列单片机基本知识23

2.1 MCS-51系列单片机内部结构23

2.1.1 中央处理单元CPU25

2.1.2 定时器／计数器31

2.1.3 看门狗定时器31

2.1.4 中断系统32

2.1.5 I/O接口33

2.2 MCS-51系列单片机的引脚功能33

2.3 存储器结构与地址分配36

2.3.1 存储器基础知识36

2.3.2 MCS-51系列单片机存储器结构37

2.3.3 片内RAM的128B地址分配37

2.3.4 特殊功能寄存器（SFR）39

2.3.5 片外RAM、ROM结构与地址分配39

2.4 MCS-51系列单片机工作方式40

2.4.1 MCS-51系列单片机时序40

2.4.2 MCS-51系列单片机的工作方式介绍42

2.4.3 连续执行方式图解说明44

2.5 MCS-51系列单片机指令系统46

2.5.1 基础知识47

2.5.2 数据传送指令及要点分析52

2.5.3 算术运算类指令及要点分析59

2.5.4 逻辑操作与移位指令及要点分析63

2.5.5 控制转移指令及其偏移量的计算65

2.5.6 位操作指令70

2.5.7 对指令的进一步说明71

本章小结72

习题73

第3章 单片机仿真软件75

3.1 Keil μ Vision4软件的使用75

3.1.1 Keilμ Vision4工程文件的创建76

3.1.2 Keil μ Vision 4工程文件的编译81

3.1.3 Keil μ Vision4工程文件的仿真及其他设置82

3.2 Proteus仿真87

3.2.1 Proteus的主要功能模块及资源88

3.2.2 Proteus ISIS编辑环境90

3.2.3 基本操作94

3.2.4 设计实例98

3.3 Keil与Proteus联机调试108

3.4 VSM虚拟系统模型110

本章小结114

习题114

第4章 汇编语言程序设计115

4.1 基本知识115

4.2 分支程序设计实例分析119

4.2.1 先分支后赋值程序设计120

4.2.2 先赋值后分支程序设计122

4.3 循环程序设计实例分析123

4.3.1 题意分析123

4.3.2 程序设计方案124

4.3.3 参考程序124

4.3.4 参考程序分析126

4.3.5 参考程序整体分析134

本章小结136

习题137

第5章 C51语言程序设计139

5.1 基本知识139

5.1.1 C51程序结构139

5.1.2 C51程序的编辑和编译144

5.2 C51数据类型与运算144

5.2.1 C51数据类型144

5.2.2 C51数据存储类型145

5.2.3 C51定义SFR146

5.2.4 C51定义并行口147

5.2.5 C51定义位变量147

5.2.6 C51运算符、表达式及其规则147

5.3 C51构造数据类型148

5.3.1 数组149

5.3.2 指针151

5.4 C51函数152

5.4.1 函数的定义和分类152

5.4.2 函数的调用152

5.4.3 中断服务函数153

5.4.4 C51的库函数154

5.5 C51应用编程实例155

本章小结158

习题158

第6章 MCS-51系列单片机中断系统与定时器／计数器160

6.1 MCS-51系列单片机中断系统160

6.1.1 中断的概念160

6.1.2 MCS-51系列单片机中断系统结构161

6.1.3 MCS-51系列单片机中断系统的初始化要求与中断处理过程163

6.1.4 MCS-51系列单片机中断系统应用实例175

6.1.5 中断系统应用实例分析177

6.2 MCS-51系列单片机内部定时器／计数器183

6.2.1 概述183

6.2.2 MCS-51系列单片机对内部定时器／计数器的控制184

6.2.3 工作模式说明（以T1为例说明，T0同）186

6.2.4 工作方式说明187

6.2.5 MCS-51系列单片机对内部定时器／计数器的初始化188

6.2.6 定时／计数器应用实例及分析194

本章小结197

习题198

第7章 MCS-51系列单片机接口技术200

7.1 MCS-51系列单片机内部并行I/O接口及其应用200

7.1.1 并行I/O接口基本配置及其特点200

7.1.2 MCS-51系列单片机I/O并行接口应用203

7.1.3 MCS-51系列单片机I/O并行接口应用实例分析205

7.2 并行接口应用实例206

7.2.1 单片机中断控制循环灯206

7.2.2 查表控制广告灯209

7.2.3 报警音的产生211

7.2.4 音乐播放214

7.2.5 74LS138译码器控制的循环灯219

7.3 可编程并行接口芯片8255A-5221

7.3.1 内部结构与引脚功能接口特点222

7.3.2 控制字的确定与初始化编程223

7.3.3 工作方式与接口方法225

7.3.4 AT89S51单片机和8255的接口230

7.4 串行接口232

7.4.1 概述232

7.4.2 MCS-51系列单片机的串行接口及其通信功能234

7.4.3 MCS-51系列单片机的串行接口的多机通信（阅读资料）241

7.4.4 MCS-51系列单片机与PC的串行接口通信251

7.4.5 双机串行接口通信254

7.4.6 74LS164芯片串行接口驱动8个小灯256

7.4.7 74LS164串行驱动数码管258

7.5 其他常用接口262

本章小结263

习题265

第8章 半导体存储器及其扩展267

8.1 概述267

8.1.1 半导体存储器分类介绍267

8.1.2 存储器的主要技术指标271

8.1.3 MCS-51系列单片机外部存储器扩展272

8.1.4 典型存储器芯片介绍273

8.2 片外存储器应用实例276

8.2.1 存储器扩展方法276

8.2.2 访问片外ROM的指令时序分析278

8.2.3 访问片外RAM的指令时序分析280

本章小结281

习题281

第9章 人机交互通道配置及其接口技术283

9.1 概述283

9.2 显示及显示接口283

9.2.1 发光二极管及其应用283

9.2.2 LED数码管及其应用284

9.2.3 多位数码管显示286

9.3 键盘及其接口技术290

9.3.1 键的状态输入及去抖动290

9.3.2 按键开关291

9.3.3 独立按键接口291

9.3.4 行列式键盘接口293

9.4 单片机人机交互接口实例295

9.4.1 单个数码管显示295

9.4.2 动态数码管显示298

9.4.3 8×8点阵显示302

9.4.4 LCD显示技术308

9.4.5 点阵型LCD显示技术316

9.4.6 多路开关状态指示325

9.4.7 单按键识别328

9.4.8 单键多功能按键识别332

9.4.9 4×4行列键盘识别335

本章小结344

习题345

第10章 输入／输出通道接口技术346

10.1 前向输入通道接口技术346

10.1.1 概述346

10.1.2 A/D转换接口技术348

10.1.3 A/D转换器ADC0809应用实例——数字电压表356

10.1.4 串行12位AD TLC2543的使用359

10.2 后向输出通道接口技术362

10.2.1 概述362

10.2.2 D/A转换接口363

10.2.3 D/A转换接口应用实例369

本章小结374

习题375

第11章 单片机应用实例设计376

11.1 概述376

11.1.1 单片机应用系统的性能要求376

11.1.2 单片机应用系统设计内容和步骤376

11.2 电动机控制382

11.2.1 小型直流电动机控制382

11.2.2 PWM信号控制直流电动机386

11.2.3 步进电动机的单片机控制393

11.2.4 舵机的单片机控制401

11.3 电子时钟的设计407

11.4 数字温度计的设计413

11.5 虚拟波形发生器的设计424

11.6 室内智能清洁机器人控制系统的设计432

11.6.1 控制系统总体方案设计432

11.6.2 硬件系统设计433

11.6.3 软件系统设计441

附录449

附录A ASCII（美国信息交换标准码）字符表449

附录B MCS-51系列单片机指令表450

附录C 51/52单片机常用寄存器速查表453

附录D 单片机常用芯片引脚图457

附录E 部分习题答案466