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第1章 单片微型计算机概述1

1.1概述1

1.1.1电子计算机1

1.1.2微型计算机2

1.1.3微型计算机系统3

1.2微型计算机基础4

1.2.1微型计算机的分类4

1.2.2微型计算机的三总线结构4

1.2.3微处理器的基本结构5

1.2.4存储器及其读写原理7

1.2.5输入/输出设备及其接口8

1.3计算机中数和编码8

1.3.1计算机中数的表示方法8

1.3.2计算机中的编码10

1.3.3计算机中有符号数的表示方法12

1.4微型计算机系统的工作过程17

1.4.1执行一条指令的过程17

1.4.2执行程序的过程18

1.5单片机的发展概述21

1.5.1单片机的发展历史21

1.5.2单片机的发展趋势21

1.6单片机的特点和应用领域23

1.6.1单片机的结构特点23

1.6.2单片机的应用领域23

习题24

第2章 单片机组成与工作原理26

2.1单片机结构及组成26

2.1.1单片机的系统资源及主要性能特点26

2.1.2单片机基本结构26

2.2微处理器30

2.2.1运算器30

2.2.2控制器31

2.2.3时钟电路33

2.3单片机的存储器组织34

2.3.1程序存储器34

2.3.2数据存储器34

2.3.3特殊功能寄存器区35

2.3.4外部扩展数据存储器和扩展I/O口36

2.4定时器/计数器36

2.4.1定时器/计数器的结构36

2.4.2定时器/计数器的方式控制字37

2.4.3定时器/计数器的四种工作方式38

2.4.4综合举例39

2.5并行输入/输出口40

2.5.1 P0口42

2.5.2 P1口43

2.5.3 P2口44

2.5.4 P3口45

2.6串行输入/输出接口46

2.6.1基本概念46

2.6.2串行接口的功能与结构46

2.6.3串行接口的工作方式48

2.7中断系统53

2.7.1中断系统的总体结构53

2.7.2中断源54

2.7.3中断控制55

2.7.4中断响应57

2.7.5中断请求的撤除57

2.8特殊工作方式58

2.8.1复位方式58

2.8.2节电方式60

习题63

第3章 单片机的指令系统65

3.1指令与指令格式65

3.1.1指令65

3.1.2机器语言指令格式65

3.1.3汇编语言指令格式66

3.1.4汇编语言指令系统66

3.2寻址方式67

3.2.1立即寻址67

3.2.2寄存器寻址67

3.2.3寄存器间接寻址67

3.2.4直接寻址68

3.2.5基址寄存器加变址寄存器间接寻址69

3.2.6相对寻址69

3.3数据传送类指令69

3.3.1以累加器A为一方的传送指令70

3.3.2不以累加器A为一方的传送指令71

3.3.3用立即数置数的指令72

3.3.4访问片外RAM的传送指令72

3.3.5基址寄存器加变址寄存器间址指令73

3.3.6交换指令74

3.3.7进栈出栈指令74

3.3.8数据传送类指令一览表75

3.4算术操作类指令76

3.4.1加法指令76

3.4.2减法指令77

3.4.3加1指令78

3.4.4减1指令79

3.4.5其他算术操作指令79

3.4.6算术操作类指令汇总一览表80

3.5逻辑操作类指令82

3.5.1与指令82

3.5.2或指令83

3.5.3异或指令84

3.5.4 A操作指令84

3.5.5逻辑操作类指令汇总一览表86

3.6程序转移类指令86

3.6.1无条件转移指令87

3.6.2条件转移指令89

3.6.3调子指令91

3.6.4程序转移类指令汇总一览表93

3.7位操作类指令93

3.7.1位传送指令94

3.7.2位逻辑操作指令94

3.7.3位条件转移指令96

3.7.4位操作类指令汇总一览表96

习题97

第4章 汇编语言程序设计100

4.1机器语言、汇编语言和高级语言100

4.1.1机器语言100

4.1.2汇编语言100

4.1.3高级语言101

4.2汇编语言源程序的格式和伪指令101

4.2.1汇编语言源程序的格式101

4.2.2伪指令102

4.3汇编语言程序设计103

4.3.1程序设计步骤103

4.3.2编程的方法和技巧104

4.3.3汇编语言程序的基本结构104

4.3.4汇编语言源程序的汇编107

4.4程序设计举例108

4.4.1多分支转移程序108

4.4.2数字滤波程序110

4.4.3延时程序113

4.4.4定时器/计数器应用程序114

4.4.5外部中断应用程序116

4.4.6串行接口应用程序116

习题118

第5章 单片机系统的扩展123

5.1系统扩展概述123

5.1.1最小应用系统123

5.1.2系统扩展的内容与方法123

5.2常用扩展器件简介125

5.2.1 8D锁存器74LS373126

5.2.2总线驱动器74LS244、74LS245126

5.2.3 3-8译码器74LS138127

5.3存储器的扩展128

5.3.1存储器扩展概述128

5.3.2程序存储器的扩展130

5.3.3数据存储器的扩展133

5.3.4全地址范围的存储器最大扩展系统135

5.4接口扩展136

5.4.1接口扩展概述136

5.4.2并行I/O口扩展137

5.4.3串行I/O口扩展144

习题146

第6章C语言编程与应用148

6.1概述148

6.2 C语言编程的一般方法149

6.2.1建立第一个KEIL C51项目149

6.2.2生成HEX文件和最小化系统152

6.2.3 C语言编写实例154

6.3数据类型及在单片机中的存储方式157

6.3.1单片机C语言对标准C语言的扩展157

6.3.2 C语言的标识符和关键字157

6.3.3 C51中的基本数据类型158

6.3.4 C51数据的存储类型与MCS-51存储结构160

6.3.5存储模式162

6.3.6特殊功能寄存器（SFR）的C51定义163

6.4 C语言的程序结构164

6.4.1 C51程序设计方法165

6.4.2选择语句if166

6.4.3 switch/case语句166

6.4.4循环语句167

6.4.5数组与指针168

6.4.6单片机C语言的函数170

6.4.7 C51的预处理和绝对地址访问172

6.4.8 C51的库函数174

6.4.9 C51与汇编程序接口175

6.4.10使用C51编译器时的注意事项176

6.5 C语言在单片机中的典型运用177

6.5.1 C语言对单片机位处理器的运用177

6.5.2 C语言管理单片机内部定时器177

6.5.3 C语言管理单片机中断系统179

习题182

第7章 单片机人机接口与应用183

7.1按键、键盘及其接口183

7.1.1按键开关介绍183

7.1.2键输入过程与软件结构183

7.1.3键盘接口问题184

7.1.4独立式按键185

7.1.5行列式键盘187

7.2显示及显示器接口191

7.2.1 LED显示器的结构与原理192

7.2.2 LED显示器与显示方式193

7.2.3 LED动态显示接口及编程194

7.2.4液晶显示器概述195

7.2.5字符型液晶显示模块LCM的组成与原理196

7.2.6字符型液晶显示模块LCD1602的引脚及说明198

7.3 A/D转换器接口201

7.3.1 A/D转换器概述201

7.3.2 A/D转换器ADC0809与单片机的接口203

7.3.3串行A/D转换器与单片机的接口205

7.4 D/A转换器接口208

7.4.1 D/A转换器概述208

7.4.2八位D/A转换器与单片机的接口209

7.5行程开关、晶闸管、继电器与单片机的接口214

7.5.1光电耦合器件215

7.5.2行程开关、继电器触点与单片机的接口216

7.5.3晶闸管元件与单片机的接口216

7.5.4继电器与单片机的接口217

习题218

第8章 单片机应用系统设计与仿真实例219

8.1单片机应用系统仿真软件Proteus介绍219

8.1.1 ISIS编辑器指南219

8.1.2原理图输入简介220

8.1.3元件标签226

8.1.4块编辑功能228

8.1.5创建器件228

8.1.6标题栏233

8.1.7保存与打印234

8.2用单片机控制流水灯的系统设计235

8.2.1系统设计内容235

8.2.2系统设计目标235

8.2.3系统设计步骤235

8.2.4扩展练习238

8.3用单片机控制直流电机正反转的系统设计239

8.3.1系统设计内容239

8.3.2系统设计目标239

8.3.3系统设计步骤239

8.3.4扩展练习244

8.4用单片机设计一只数字电压表244

8.4.1系统设计内容244

8.4.2系统设计目标244

8.4.3系统设计步骤244

8.4.4扩展练习253

8.5用单片机进行测温系统设计253

8.5.1系统设计内容253

8.5.2系统设计目标254

8.5.3系统设计步骤254

8.5.4扩展练习270

习题270

附录272

附录A ASCII（美国标准信息交换码）表272

附录B MCS51指令速查表273

参考文献277