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第1章 微型计算机与单片机基础知识1

1.1 微型计算机组成的感性认识1

1.2 计算机硬件的基本组成2

1.3 微型计算机的硬件构成2

1.3.1 微型计算机的硬件结构2

1.3.2 CPU4

1.3.3 内存储器4

1.3.4 堆栈5

1.3.5 输入输出接口7

1.4 计算机中的信息表示9

1.4.1 计算机中无符号整数的表示9

1.4.2 BCD码9

1.4.3 计算机中有符号整数的补码表示10

1.4.4 计算机中字符的表示11

1.5 单片机概述11

1.5.1 单片机的典型硬件结构12

1.5.2 单片机与微型计算机的比较12

1.5.3 单片机应用系统开发方法13

1.5.4 主要的单片机产品14

1.5.5 单片机的应用领域15

1.5.6 单片机的发展过程与趋势16

习题18

第2章 MCS-51系列单片机硬件结构19

2.1 MCS-51系列单片机概述19

2.2 MCS-51单片机的基本硬件结构20

2.2.1 内部结构框图20

2.2.2 外部引脚功能21

2.2.3 内部资源23

2.3 MCS-51单片机的CPU23

2.3.1 运算器23

2.3.2 控制器25

2.3.3 CPU的工作时序25

2.4 MCS-51单片机的存储器组织26

2.4.1 程序存储器26

2.4.2 数据存储器28

2.5 MCS-51单片机的并口31

2.5.1 P0口31

2.5.2 P1口32

2.5.3 P2口32

2.5.4 P3口32

2.5.5 并口的输出能力33

2.6 MCS-51单片机的最小系统34

2.6.1 时钟电路34

2.6.2 复位电路35

2.6.3 最小系统35

2.7 简单的单片机应用系统设计36

习题39

第3章 单片机集成开发与仿真调试环境40

3.1 KeilμVision3集成开发环境的使用40

3.1.1 KeilμVision3集成开发环境介绍40

3.1.2 汇编语言程序的编辑、汇编、连接与运行调试43

3.1.3 C51语言程序的编辑、编译连接、运行调试52

3.2 基于Proteus的单片机系统仿真56

3.2.1 Proteus的功能介绍56

3.2.2 Proteus的使用方法56

3.2.3 原理图的绘制62

3.2.4 单片机系统的仿真67

习题72

第4章 MCS-51的指令系统与汇编语言程序设计77

4.1 MCS-51的指令系统概述77

4.1.1 指令概述77

4.1.2 汇编语言指令格式77

4.1.3 操作数的类型78

4.2 寻址方式78

4.2.1 概述78

4.2.2 寻址方式78

4.3 MCS-51单片机的指令系统81

4.3.1 描述指令常用的符号81

4.3.2 数据传送类指令81

4.3.3 算术运算类指令84

4.3.4 逻辑运算类指令87

4.3.5 控制转移类指令88

4.3.6 位操作类指令91

4.4 伪指令92

4.5 汇编语言程序设计95

4.5.1 汇编语言程序设计的基本步骤与程序的基本结构95

4.5.2 顺序结构程序设计95

4.5.3 分支结构程序设计98

4.5.4 循环结构程序设计100

4.5.5 主子结构程序设计103

习题107

第5章 单片机的C语言程序设计109

5.1 单片机的C语言109

5.1.1 概述109

5.1.2 C51与汇编语言相比的优势109

5.1.3 C51与ANSI C的差异110

5.2 C51的数据类型和存储类型110

5.2.1 C51的数据类型110

5.2.2 C51中变量的存储类型114

5.2.3 C51的存储模式116

5.3 C51的常量和变量118

5.3.1 常量118

5.3.2 变量118

5.4 C51的预处理指令121

5.4.1 ＃include指令121

5.4.2 ＃define指令122

5.4.3 条件编译指令122

5.5 C51的位运算123

5.6 C51的程序结构124

5.7 C51的函数126

5.7.1 函数概述126

5.7.2 中断函数127

5.8 C51对内存的直接访问和操作128

5.9 C51的应用程序开发方法129

5.10 C51的并行接口应用编程举例130

习题137

第6章 MCS-51单片机的中断系统与定时／计数器140

6.1 中断的概念140

6.1.1 中断的用途140

6.1.2 中断过程141

6.2 MCS-51单片机的中断系统141

6.2.1 中断源141

6.2.2 中断的允许与屏蔽142

6.2.3 中断优先级控制143

6.2.4 中断服务程序入口145

6.2.5 中断请求标志146

6.2.6 外部信号触发中断触发信号的选择147

6.2.7 中断标志位的复位148

6.2.8 MCS-51单片机中断系统的结构148

6.2.9 MCS-51单片机的中断过程148

6.2.10 MCS-51单片机中断应用的例子150

6.3 MCS-51单片机的定时／计数器155

6.3.1 定时和计数的概念155

6.3.2 MCS-51单片机定时／计数器的结构156

6.3.3 MCS-51单片机定时／计数器的工作方式158

6.3.4 定时／计数器应用举例162

习题168

第7章 MCS-51单片机的串行通信170

7.1 通信的基本概念170

7.1.1 并行通信与串行通信170

7.1.2 异步串行通信与同步串行通信171

7.1.3 串行通信的数据通路形式173

7.1.4 串行通信接口174

7.2 MCS-51单片机串行接口及串行通信174

7.2.1 MCS-51单片机串行接口的结构175

7.2.2 串行接口的设置与控制175

7.2.3 MCS-51单片机串行接口的工作方式177

7.2.4 单片机与单片机通信180

7.2.5 单片机与PC通信190

习题197

第8章 单片机应用中的人机接口198

8.1 单片机基本的人机接口198

8.1.1 8段式LED数码管198

8.1.2 键盘输入203

8.2 液晶显示器及应用设计208

8.2.1 液晶显示器的工作原理208

8.2.2 字符型液晶显示模块LCD1602209

8.2.3 LCD1602与单片机接口电路213

8.2.4 程序设计与仿真214

8.3 基于单片机的IC卡读写系统216

8.3.1 IC卡读写的工作原理216

8.3.2 I2C串行总线协议217

8.3.3 串行E2PROM存储器芯片AT24C02介绍219

8.3.4 基于单片机和AT24C02的IC卡读写系统设计220

8.4 基于单片机的语音录放系统227

8.4.1 ISD 1420语音芯片介绍228

8.4.2 基于ISD 1420的单片机录放音系统硬件电路231

8.4.3 程序设计232

习题235

第9章 单片机应用中模拟量的输入输出236

9.1 A/D转换的基本概念236

9.2 并行A/D转换238

9.2.1 并行A/D转换器芯片ADC0809238

9.2.2 单片机与ADC0809芯片的硬件接口239

9.2.3 并行A/D转换的软件设计240

9.3 串行A/D转换243

9.3.1 串行A/D转换器芯片ADC0832243

9.3.2 单片机与ADC0832芯片的硬件接口243

9.3.3 串行A/D转换的软件设计245

9.4 D/A转换的基本概念247

9.5 并行D/A转换248

9.5.1 并行D/A转换器芯片DAC0832248

9.5.2 单片机与DAC0832芯片的硬件接口250

9.5.3 并行D/A转换的软件设计251

9.6 串行D/A转换254

9.6.1 串行D/A转换器芯片MAX538254

9.6.2 单片机与MAX538芯片的硬件接口255

9.6.3 串行D/A转换的软件设计256

9.7 单片机模拟量采集系统设计258

9.7.1 硬件原理介绍258

9.7.2 软件设计260

9.8 基于DS18B20与单片机的数字温度计设计263

9.8.1 硬件原理介绍263

9.8.2 软件设计264

9.9 片内集成A/D和D/A转换器的单片机269

9.9.1 概述269

9.9.2 C8051F020单片机的内部资源270

9.9.3 C8051F020单片机的外在管脚273

9.9.4 C8051F020单片机应用举例277

习题285

第10章 微型电动机控制286

10.1 单片机控制步进电动机286

10.1.1 步进电动机简介286

10.1.2 单片机控制步进电动机的原理287

10.1.3 基于门电路的步进电动机控制289

10.1.4 基于达林顿管的步进电动机控制291

10.2 单片机控制直流电动机295

10.2.1 直流电动机简介295

10.2.2 单片机控制直流电动机的原理295

10.2.3 基于分立元件的直流电动机控制296

10.2.4 基于L298驱动的直流电动机综合控制299

习题307

第11章 单片机应用系统开发308

11.1 单片机应用系统开发的步骤308

11.1.1 需求分析308

11.1.2 总体设计309

11.1.3 硬件设计311

11.1.4 软件设计311

11.1.5 硬件调试312

11.1.6 软件调试312

11.1.7 系统集成调试313

11.1.8 系统测试313

11.2 基于物联网的智能家居监控系统开发实例313

11.2.1 智能家居监控系统简介313

11.2.2 需求分析314

11.2.3 总体设计316

11.2.4 硬件设计319

11.2.5 软件设计321

11.2.6 硬件调试336

11.2.7 软件调试338

11.2.8 系统集成调试338

11.2.9 系统测试339

习题343

参考文献344