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第1章 绪论1

1.1 计算机的产生和发展1

1.2 单片机的特点及发展情况2

1.3 常用单片机系列介绍4

1.3.1 Intel公司MCS系列单片机5

1.3.2 与MCS-51系列兼容的单片机6

思考题及习题8

第2章 MCS-51系列单片机的结构及原理9

2.1 MCS-51系列单片机的主要特性9

2.2 MCS-51系列单片机的内部总体结构9

2.3 MCS-51系列单片机的引脚功能11

2.3.1 MCS-51系列单片机引脚功能11

2.4 MCS-51系列单片机的主要组成部分13

2.3.2 三总线结构13

2.4.1 CPU14

2.4.2 存储器14

2.4.3 并行I/O口20

2.5 时钟电路与CPU的时序22

2.5.1 振荡器和时钟电路23

2.5.2 CPU的时序及有关概念23

2.5.3 CPU的取指令和执行指令时序24

2.5.4 访问外部ROM的操作时序26

2.5.5 访问外部RAM的操作时序26

2.6 单片机的复位状态与复位电路27

2.6.1 单片机的复位状态27

2.6.2 单片机的复位电路28

2.7 掉电保护和低功耗设计30

2.7.1 掉电保护30

2.7.2 80C51的低功耗设计31

思考题与习题32

第3章 MCS-51系列单片机的指令系统33

3.1 指令系统简介33

3.1.1 指令概述33

3.1.2 指令格式33

3.1.3 指令中常用符号说明34

3.2 寻址方式35

3.2.1 立即寻址35

3.2.2 直接寻址35

3.2.3 寄存器寻址35

3.2.4 寄存器间接寻址36

3.2.5 变址寻址36

3.2.6 相对寻址37

3.2.7 位寻址37

3.3.1 内部RAM数据传送指令38

3.3 数据传送类指令38

3.3.2 访问外部RAM的数据传送指令40

3.3.3 程序存储器向累加器A传送数据指令41

3.3.4 数据交换指令42

3.3.5 堆栈操作指令43

3.4 算术运算类指令43

3.4.1 加法指令43

3.4.2 带进位加法指令44

3.4.3 带借位减法指令45

3.4.4 加1指令46

3.4.5 减1指令46

3.4.6 乘、除法指令46

3.4.7 十进制调整指令47

3.5.1 逻辑与运算指令49

3.5.2 逻辑或运算指令49

3.5 逻辑运算及移位类指令49

3.5.3 逻辑异或运算指令50

3.5.4 累加器清零、取反指令50

3.5.5 循环移位指令51

3.6 控制转移类指令52

3.6.1 无条件转移指令52

3.6.2 条件转移指令54

3.6.3 子程序调用及返回指令57

3.6.4 空操作指令60

3.7 位操作类指令60

3.7.1 位变量传送指令60

3.7.2 位置位、清零指令61

3.7.3 位逻辑运算指令61

3.7.4 位控制转移指令62

思考题与习题63

第4章 汇编语言程序设计67

4.1 程序设计概述67

4.1.1 程序设计语言简介67

4.1.2 汇编语言程序设计步骤68

4.2 汇编语言源程序的编辑和汇编68

4.2.1 伪指令69

4.2.2 源程序的编辑和汇编70

4.3 汇编语言程序设计71

4.3.1 顺序程序设计72

4.3.2 分支程序设计73

4.3.3 循环程序设计78

4.3.4 子程序设计85

4.3.5 运算类程序设计92

思考题与习题105

5.1.1 定时／计数器的结构及功能108

第5章 定时／计数器108

5.1 定时／计数器0和1108

5.1.2 定时／计数器0和1的控制和状态寄存器109

5.1.3 T0和T1的4种工作模式111

5.2 定时／计数器2113

5.2.1 T2控制寄存器T2CON113

5.2.2 定时／计数器T2的工作方式115

5.3 定时／计数器的应用116

5.3.1 定时／计数器模式0的应用117

5.3.2 定时／计数器模式1的应用117

5.3.3 定时／计数器模式2的应用118

5.3.4 定时／计数器门控位GATE的应用118

5.3.5 运行中读定时／计数器119

思考题与习题120

6.1.1 串行通信的两种基本方式121

6.1 串行通信的基础知识121

第6章 串行接口121

6.1.2 串行通信的数据传送方式122

6.1.3 串并转换和串行接口123

6.2 MCS-51系列单片机的串行接口123

6.2.1 MCS-51系列单片机串行口的结构123

6.2.2 MCS-51单片机串行口的控制124

6.2.3 波特率设计126

6.3 串行口工作模式128

6.3.1 模式0128

6.3.2 模式1129

6.3.3 模式2130

6.3.4 模式3130

6.4 串行口应用举例130

6.4.1 用串行口扩展I/O口131

6.4.2 单片机双机通信技术133

6.4.3 单片机多机通信技术140

思考题与习题141

第7章 中断系统143

7.1 中断的概念143

7.2 中断技术的优点143

7.3 中断系统的功能144

7.4 中断源类型145

7.4.1 外部中断类145

7.4.2 定时中断类145

7.4.3 串行中断类145

7.5 MCS-51的中断系统145

7.5.1 中断请求标志146

7.5.2 中断允许控制寄存器IE147

7.5.3 中断优先级控制寄存器IP148

7.6.1 中断响应149

7.6 中断处理过程149

7.6.2 中断处理150

7.6.3 中断返回150

7.6.4 中断请求的撤除151

7.6.5 中断响应时间152

7.7 MCS-51外部中断源的扩展152

7.8 中断系统的应用155

思考题与习题173

第8章 MCS-51单片机的系统扩展174

8.1 程序存储器的扩展174

8.1.1 程序存储器的分类174

8.1.2 典型程序存储器芯片介绍175

8.1.3 典型程序存储器的扩展方法181

8.1.4 典型程序存储器扩展电路184

8.2.1 典型数据存储器的扩展方法191

8.2 数据存储器的扩展191

8.2.2 典型数据存储器的扩展电路192

8.3 MCS-51单片机片选方法简介195

8.3.1 线选法195

8.3.2 译码法196

8.4 Flash存储器的扩展198

8.4.1 Flash存储器的分类199

8.4.2 典型Flash存储器芯片简介199

8.4.3 典型Flash存储器的扩展202

8.5 并行I/O接口的扩展204

8.5.1 I/O接口电路的功能204

8.5.2 简单并行I/O接口的扩展205

8.5.3 可编程接口电路的扩展207

思考题与习题217

9.1.1 键盘接口技术218

9.1 人机通信接口技术218

第9章 MCS-51单片机的接口技术218

9.1.2 显示接口技术225

9.1.3 键盘、显示器组合接口举例230

9.2 微型打印机接口技术234

9.2.1 TpμP-40A主要性能、接口要求及时序234

9.2.2 字符代码及打印命令236

9.2.3 TpμP-40A/16A与MCS-51系列单片机的接口电路设计238

9.3 A/D转换与A/D转换器239

9.3.1 A/D转换接口设计要点239

9.3.2 A/D转换器MC14433241

9.3.3 A/D转换器MAX197246

9.3.4 A/D转换器ADC0809251

9.3.5 A/D转换器TLV2548255

9.4.1 D/A转换接口设计要点263

9.4 D/A转换与D/A转换器263

9.4.2 D/A转换器DAC0832265

9.4.3 D/A转换器MAX508271

9.4.4 D/A转换器TLV5630274

思考题与习题278

第10章 MCS-51单片机应用举例279

10.1 单片机应用系统的一般设计过程279

10.1.1 硬件系统设计原则279

10.1.2 应用软件设计特点279

10.1.3 应用系统开发过程280

10.2 应用系统结构及其设计内容281

10.2.1 应用系统的结构特点281

10.2.2 应用系统的典型通道接口282

10.3 交通信号灯模拟控制283

10.2.3 应用系统设计内容283

10.3.1 交通信号灯模拟控制的硬件设计284

10.3.2 交通信号灯模拟控制的软件设计284

10.4 步进电机控制285

10.4.1 步进电机控制原理286

10.4.2 步进电机接口技术与软件设计287

10.5 电力系统负载电流的数据采集与远端再现292

10.5.1 电力系统负载电流的数据采集292

10.5.2 电力系统负载电流的远端再现294

10.6 倒计时器的设计296

10.6.1 实时日历时钟芯片DS12C887简介296

10.6.2 倒计时器的硬件电路设计300

10.6.3 倒计时器的软件设计300

思考题与习题302

11.1 Atmel89系列单片机303

11.1.1 AT89C52303

第11章 AT89系列单片机、I2C串行总线及单总线技术303

11.1.2 AT89C2051309

11.2 I2C串行总线扩展技术314

11.2.1 I2C串行总线概述314

11.2.2 I2C总线的数据传送315

11.2.3 I2C总线数据传送的模拟321

11.2.4 I2C总线应用程序设计实例328

11.3 单总线及其应用329

11.3.1 单总线简介330

11.3.2 DS18B20构成的单总线测温系统330

思考题及习题340

第12章 单片机应用系统的抗干扰技术设计342

12.1 干扰源342

12.1.1 串模干扰342

12.1.2 共模干扰343

12.1.3 电源干扰344

12.2 硬件抗干扰设计344

12.2.1 共串模干扰的抑制344

12.2.2 共模干扰的抑制346

12.2.3 输入输出通道干扰的抑制347

12.2.4 电源与电网干扰的抑制349

12.2.5 地线系统干扰的抑制349

12.3 软件抗干扰设计350

12.3.1 程序执行过程中的软件抗干扰350

12.3.2 系统的恢复354

思考题与习题356

附录A ASCII表357

附录B MCS-51系列单片机指令系统表359

附录C 常用芯片引脚图365

参考文献369