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第1章 单片机概述1

1.1 单片机相关的基本概念1

1.1.1 什么是单片机1

1.1.2 什么是单片机系统1

1.1.3 单片机应用系统2

1.2 单片机技术的发展2

1.2.1 单片机的发展历程2

1.2.2 单片机的发展趋势3

1.3 单片机应用系统开发过程4

1.4 单片机的应用领域5

1.5 常用51系列单片机介绍6

1.6 本书配套单片机开发板简介8

第2章 单片机的结构及工作原理10

2.1 AT89S51单片机的主要特性10

2.2 单片机的硬件结构11

2.2.1 中央处理器11

2.2.2 存储器13

2.2.3 I/O接口14

2.2.4 特殊功能部件14

2.3 51系列单片机的引脚及功能15

2.3.1 51单片机的引脚分类15

2.3.2 三总线结构17

2.4 单片机的存储器配置17

2.4.1 程序存储器17

2.4.2 数据存储器18

2.5 时钟电路与CPU时序21

2.5.1 振荡器和时钟电路22

2.5.2 CPU时序22

2.5.3 51单片机的指令时序23

2.6 单片机的工作方式24

2.6.1 复位方式25

2.6.2 程序执行方式26

2.6.3 低功耗工作方式26

2.7 单片机最小系统28

习题29

第3章 80C51单片机的指令系统30

3.1 51单片机指令系统概述30

3.1.1 指令格式30

3.1.2 指令字节31

3.1.3 指令类型32

3.1.4 常用符号说明33

3.2 寻址方式33

3.2.1 直接寻址34

3.2.2 立即寻址34

3.2.3 寄存器寻址34

3.2.4 寄存器间接寻址方式35

3.2.5 变址寻址35

3.2.6 位寻址36

3.2.7 相对寻址36

3.3 80C51指令集36

3.3.1 数据传送与交换指令36

3.3.2 算术运算指令40

3.3.3 逻辑运算及移位指令44

3.3.4 控制转移指令46

3.3.5 位操作类指令48

3.4 51单片机汇编语言程序设计49

3.4.1 设计步骤49

3.4.2 伪指令50

3.4.3 顺序程序设计51

3.4.4 分支程序设计53

3.4.5 循环程序设计55

3.4.6 子程序设计58

3.4.7 小结60

习题60

第4章 单片机C程序设计基础61

4.1 C51程序开发概述61

4.2 C51数据类型61

4.2.1 C51的标识符与关键字61

4.2.2 数据类型63

4.2.3 数据的存储器类型66

4.2.4 常量和变量67

4.2.5 51单片机硬件结构的C51定义69

4.3 C51运算符和表达式72

4.3.1 赋值运算符72

4.3.2 算术运算符和算术表达式73

4.3.3 关系运算符和关系表达式74

4.3.4 逻辑运算符和逻辑表达式75

4.3.5 位运算符和位运算75

4.3.6 复合运算符及其表达式76

4.4 C51控制语句和结构化程序设计77

4.4.1 C51语句和程序结构77

4.4.2 表达式语句、复合语句和顺序结构程序78

4.4.3 选择语句和选择结构程序78

4.4.4 循环语句和循环结构程序81

4.5 C51构造数据类型简介83

4.5.1 数组83

4.5.2 指针84

4.5.3 结构体85

4.5.4 联合体87

4.6 C51函数88

4.6.1 函数的说明与定义88

4.6.2 函数的调用88

4.6.3 中断函数89

4.6.4 重入函数90

4.7 预处理命令、库函数91

4.7.1 预处理命令91

4.7.2 库函数93

4.8 汇编语言与C语言混合编程94

4.8.1 C程序与汇编程序之间的参数传递94

4.8.2 C语言与汇编语言混合编程实例95

4.9 模块化程序设计98

4.10 51单片机C程序开发过程99

4.10.1 C51程序开发过程及程序结构99

4.10.2 C51程序设计的步骤及注意事项102

习题103

第5章 Keil μVision2编译环境104

5.1 初识Keil软件104

5.1.1 Keil C软件的初始化界面104

5.1.2 Keil C菜单与窗口105

5.2 Keil C工程建立109

5.2.1 新建工程109

5.2.2 添加代码文件109

5.2.3 配置工程112

5.2.4 编译链接117

5.3 Keil软件的调试方法及技巧118

5.3.1 Keil软件的调试方法118

5.3.2 常用调试窗口介绍119

5.3.3 通过Peripherals菜单观察仿真结果123

习题125

第6章 80C51单片机内部功能单元及应用126

6.1 并行I/O端口126

6.1.1 P0口126

6.1.2 P1口128

6.1.3 P2口129

6.1.4 P3口130

6.1.5 I/O端口的负载能力和端口要求131

6.1.6 基本I/O口的应用举例132

6.2 中断系统138

6.2.1 中断系统概述138

6.2.2 中断的控制与实现140

6.2.3 中断的处理过程143

6.2.4 中断服务程序的设计步骤145

6.2.5 外部中断的应用举例147

6.3 定时器／计数器152

6.3.1 定时器／计数器的基本结构与工作原理153

6.3.2 定时器／计数器的控制与实现154

6.3.3 定时器／计数器的工作方式155

6.3.4 定时器／计数器的综合应用158

6.4 串行通信167

6.4.1 串行通信基础167

6.4.2 串行口的结构169

6.4.3 串行口相关特殊功能寄存器169

6.4.4 串行通信工作方式及波特率的计算171

6.4.5 多机通信原理175

6.4.6 51单片机串行口的应用176

6.4.7 串行通信接口标准179

习题183

第7章 单片机常用接口电路设计185

7.1 显示器接口原理及应用185

7.1.1 LED显示器185

7.1.2 点阵显示屏192

7.1.3 LCD显示器197

7.2 键盘接口原理及应用206

7.2.1 键盘工作原理206

7.2.2 独立式按键的应用207

7.2.3 矩阵式按键的应用209

7.3 D/A、A/D接口电路218

7.3.1 80C51与DAC0832芯片接口设计218

7.3.2 80C51与ADC0809接口设计225

7.3.3 80C51与串行A/D转换接口芯片TLC549231

7.3.4 80C51与D/A串行转换接口芯片MAX517236

7.4 电机控制电路247

7.4.1 直流电机控制247

7.4.2 步进电机的控制251

7.5 红外遥控电路255

7.5.1 红外遥控器发射与接收原理255

7.5.2 红外遥控的系统实现256

7.5.3 硬件设计257

7.5.4 软件设计258

习题267

第8章 常用串行总线介绍及应用268

8.1 1-Wire总线268

8.1.1 DS18B20简介268

8.1.2 DS18B20引脚及内部结构269

8.1.3 单总线开发使用271

8.1.4 DS18B20和AT89S52设计实例277

8.2 IIC总线接口279

8.2.1 IIC总线简介279

8.2.2 IIC总线数据的通信协议280

8.2.3 IIC总线串行存储器AT24C02282

8.2.4 AT24C02和AT89S52应用实例285

8.3 SPI总线扩展接口及应用288

8.3.1 SPI简介288

8.3.2 SPI接口系统288

8.3.3 SPI通信协议289

8.3.4 SPI接口语音芯片ISD4004的应用290

8.3.5 ISD4004与AT89S52单片机应用实例294

习题296

第9章 单片机PROTEUS仿真297

9.1 PROTEUS ISIS窗口及基本操作297

9.1.1 进入PROTEUS ISIS297

9.1.2 ISIS窗口功能简介298

9.1.3 PROTEUS基本操作301

9.1.4 原理图的绘制306

9.2 加载目标代码及调试307

9.2.1 加载目标代码文件307

9.2.2 调试308

9.3 Keil C与PROTEUS结合仿真311

9.3.1 电路图的绘制311

9.3.2 Keil C与PROTEUS连接调试316

9.4 仿真实例319

9.4.1 仿真实例一按键控制跑马灯速度319

9.4.2 仿真实例二单片机时钟显示321

9.4.3 仿真实例三矩阵键盘设计326

9.4.4 仿真实例四单片机的直流电机的PWM控制329

9.4.5 仿真实例五单片机控制正反水泵清洗设备334

第10章 51单片机应用系统开发与设计349

10.1 应用系统设计步骤349

10.1.1 明确任务要求349

10.1.2 系统硬件设计350

10.1.3 系统软件设计350

10.1.4 系统调试351

10.2 应用系统的可靠性及抗干扰设计352

10.2.1 干扰来源352

10.2.2 电源系统抗干扰设计353

10.2.3 地线干扰及其抑制354

10.2.4 其他提高系统可靠性的方法355

10.3 应用系统设计综合举例356

10.3.1 实例功能356

10.3.2 硬件电路356

10.3.3 程序设计358

10.4 在线系统可编程技术ISP367

10.4.1 并行口下载367

10.4.2 USB接口下载372

附录1 开发板实验目录表375

附录2 80C51单片机指令表376

附录3 C语言优先级及其结合性379

附录4 ASCII码表381

参考文献382