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第1章 单片机基础知识1

1.1 单片机概述1

1.1.1 单片机的概念1

1.1.2 单片机的发展概况1

1.1.3 单片机的特点2

1.1.4 单片机应用的环节和电子产品的开发步骤2

1.2 单片机中数的表示方法4

1.2.1 位、字节、字的概念4

1.2.2 数制与数制转换4

1.2.3 单片机中数的表示方法7

1.3 常用编码9

1.3.1 8421 BCD码9

1.3.2 ASCII码10

1.4 贯穿教学全过程的实例——温度测量报警系统之一11

1.4.1 温度测量报警系统的功能分析和系统硬件框图11

1.4.2 温度测量报警系统的设计制作步骤12

1.5 习题12

第2章 单片机应用仿真软件14

2.1 单片机软件仿真集成开发环境——Keil C5114

2.1.1 Keil C51的工作环境14

2.1.2 工程的创建15

2.1.3 工程的设置18

2.1.4 工程的调试运行21

2.1.5 存储空间资源的查看和修改25

2.1.6 变量的查看和修改26

2.2 单片机硬件仿真集成开发环境——Proteus ISIS27

2.2.1 Proteus ISIS的用户界面28

2.2.2 设置Proteus ISIS的工作环境30

2.2.3 电路原理图的设计与编辑37

2.2.4 Proteus ISIS与Keil C51联合使用44

2.3 习题47

第3章 AT89S51单片机原理与基本应用系统47

3.1 AT89S51单片机的内部结构与引脚功能47

3.1.1 内部结构47

3.1.2 引脚功能48

3.2 AT89S51单片机存储器空间配置与功能49

3.2.1 程序存储器49

3.2.2 内部数据存储器（内RAM）50

3.2.3 特殊功能寄存器51

3.3 汇编语言指令格式与内部RAM的操作指令54

3.3.1 汇编语言指令的基本格式和指令中常用的符号54

3.3.2 内部RAM的操作指令56

3.4 AT89S51单片机I/O端口的结构及工作原理58

3.4.1 P0口58

3.4.2 P1口59

3.4.3 P2口59

3.4.4 P3口59

3.4.5 I/O口的操作60

3.5 AT89S51单片机基本应用系统61

3.5.1 最小硬件系统61

3.5.2 汇编语言程序的一般结构63

3.5.3 I/O口的简单输出应用66

3.6 贯穿教学全过程的实例——温度测量报警系统之二68

3.7 习题69

第4章 汇编语言程序设计72

4.1 程序设计的基本方法72

4.1.1 程序设计步骤72

4.1.2 汇编语言程序的书写格式73

4.2 顺序程序设计73

4.3 控制转移指令与循环程序设计74

4.3.1 循环程序74

4.3.2 比较转移指令与循环程序设计76

4.3.3 循环移位指令与程序设计78

4.3.4 条件转移指令与循环程序设计80

4.4 分支程序设计82

4.4.1 单分支结构程序82

4.4.2 多分支结构程序83

4.5 堆栈及其操作指令84

4.5.1 堆栈的概念84

4.5.2 堆栈操作指令85

4.6 算术运算、逻辑运算和交换指令与程序设计86

4.6.1 算术运算指令86

4.6.2 逻辑运算指令91

4.6.3 交换指令92

4.7 查表指令与查表程序设计94

4.7.1 查表指令与查表程序设计94

4.7.2 LED数码管显示电路及其驱动程序96

4.7.3 LCD显示电路及其驱动程序101

4.7.4 其他常用伪指令106

4.8 贯穿教学全过程的实例——温度测量报警系统之三108

4.9 习题111

第5章 C语言程序设计114

5.1 单片机C51语言基础114

5.1.1 C51语言的基本知识114

5.1.2 运算符与表达式118

5.1.3 指针与绝对地址访问119

5.2 单片机C语言程序设计基础121

5.2.1 常用语句与流程控制121

5.2.2 函数124

5.2.3 C51程序的一般结构125

5.3 LED数码管显示电路及其驱动程序127

5.4 LCD显示电路及其驱动程序129

5.5 贯穿教学全过程的实例——温度测量报警系统之四131

5.6 习题133

第6章 AT89S51单片机中断系统和定时／计数器135

6.1 中断概述135

6.1.1 中断的概念135

6.1.2 MCS-51系列单片机中断系统以及和中断有关的特殊功能寄存器135

6.1.3 中断处理过程138

6.1.4 中断响应时间140

6.2 外部中断的应用140

6.2.1 外部中断应用步骤140

6.2.2 外部中断应用举例141

6.3 定时／计数器142

6.3.1 定时／计数器概述142

6.3.2 与定时／计数器有关的特殊功能寄存器143

6.3.3 定时／计数器工作方式144

6.3.4 定时／计数器应用步骤146

6.3.5 定时／计数器应用举例151

6.4 键盘接口157

6.4.1 按键的抖动问题158

6.4.2 独立式按键及其接口158

6.4.3 键盘扫描方式161

6.4.4 矩阵式键盘及其接口163

6.5 贯穿教学全过程的实例——温度测量报警系统之五167

6.5.1 温度测量报警系统键盘电路设计167

6.5.2 温度测量报警系统键盘功能原理168

6.5.3 温度测量报警系统键盘功能程序设计168

6.5.4 温度测量报警系统之五的程序169

6.6 习题171

第7章 串行扩展技术174

7.1 SPI串行接口174

7.1.1 SPI串行总线扩展技术概述174

7.1.2 SPI总线应用举例176

7.2 I2C总线串行扩展技术183

7.2.1 I2C总线串行扩展技术概述183

7.2.2 AT89S51虚拟I2C总线软件包186

7.2.3 AT24C××系列E2pROM芯片187

7.2.4 A/D、D/A芯片PCF8591扩展190

7.3 贯穿教学全过程的实例——温度测量报警系统之六193

7.3.1 温度测量报警系统存储器电路设计193

7.3.2 温度测量报警系统存储器程序设计193

7.4 习题195

第8章 单片机常用测控电路197

8.1 开关量输入／输出驱动接口电路197

8.1.1 光电隔离输入／输出接口电路197

8.1.2 继电器驱动接口电路198

8.1.3 晶闸管驱动接口电路198

8.2 A/D转换接口电路199

8.2.1 A/D转换的基本概念199

8.2.2 并行A/D（ADC0809）及其接口电路200

8.2.3 串行A/D（TLC1549）及其接口电路204

8.2.4 常用的V/F转换接口电路206

8.3 D/A转换接口电路207

8.3.1 D/A转换的基本概念207

8.3.2 并行D/A（DAC0832）及其接口电路207

8.3.3 串行D/A （TLC5615）及其接口电路212

8.4 步进电动机接口电路213

8.4.1 步进电动机工作原理213

8.4.2 步进电动机接口电路215

8.5 贯穿教学全过程的实例——温度测量报警系统之七216

8.5.1 温度测量报警系统A/D转换接口电路设计216

8.5.2 温度测量、显示与报警217

8.6 习题219

第9章 串行通信221

9.1 串行通信概述221

9.1.1 并行通信与串行通信221

9.1.2 异步通信和同步通信221

9.1.3 串行通信波特率222

9.1.4 串行通信的制式223

9.2 AT89S51单片机串行口224

9.2.1 与串行口有关的特殊功能寄存器224

9.2.2 串行口工作方式227

9.2.3 双机通信及实例233

9.2.4 多机通信及实例236

9.3 贯穿教学全过程的实例——温度测量报警系统之八238

9.3.1 温度测量报警系统串行通信接口电路设计238

9.3.2 温度测量报警系统串行通信接口程序设计239

9.4 习题239

第10章 单片机综合应用241

10.1 单片机应用系统的设计241

10.1.1 总体设计241

10.1.2 硬件设计242

10.1.3 软件设计243

10.1.4 抗干扰设计246

10.2 交通灯控制系统248

10.2.1 系统控制要求和方案248

10.2.2 硬件设计249

10.2.3 软件设计250

10.3 太阳能热水器控制器257

10.3.1 系统控制要求和方案257

10.3.2 硬件设计258

10.3.3 软件设计259

10.4 习题264

附录 MCS-51系列单片机指令表265

参考文献269