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第1章 单片机入门与基础知识1

1.1 初识单片机1

1.1.1 单片机概述2

1.1.2 单片机应用系统的设计开发步骤4

1.1.3 简单单片机应用系统项目举例——灯光闪烁4

1.1.4 单片机的特点和应用领域6

1.1.5 单片机系列产品介绍6

1.2 数制表示与编码7

1.2.1 二进制、十进制与十六进制7

1.2.2 数制的转换8

1.2.3 原码、反码与补码——有符号数的表示9

1.2.4 计算机中常用的编码10

本章小结11

自我检测与习题11

第2章 MCS-51单片机的硬件组成与工作原理12

2.1 MCS-51单片机的概况与引脚功能12

2.1.1 MCS-51单片机的概况12

2.1.2 MCS-51单片机的引脚定义及功能13

2.2 单片机的内部结构组成14

2.3 存储器的结构16

2.3.1 存储器的结构及地址分配16

2.3.2 内部数据存储器及特殊功能寄存器16

2.4 并行I/O口的结构与操作20

2.4.1 P0口的结构20

2.4.2 P1口的结构21

2.4.3 P2口的结构22

2.4.4 P3口的结构22

2.5 单片机的外围电路24

2.5.1 时钟电路和时序24

2.5.2 复位电路26

2.6 单片机的工作方式27

本章小结28

自我检测与习题29

第3章 MCS-51单片机的指令系统30

3.1 单片机指令系统的概述与Keil软件的基本应用30

3.1.1 指令概述30

3.1.2 单片机汇编指令格式及常用符号31

3.1.3 指令分类32

3.1.4 指令执行时间与机器码的查表计算33

3.2 寻址方式33

3.2.1 立即寻址33

3.2.2 直接寻址33

3.2.3 寄存器寻址34

3.2.4 寄存器间接寻址34

3.2.5 变址寻址34

3.2.6 相对寻址35

3.2.7 位寻址35

3.3 指令系统36

3.3.1 数据传送类指令36

3.3.2 算术运算类指令37

3.3.3 逻辑运算类指令38

3.3.4 控制转移类指令39

3.3.5 位操作指令42

3.4 伪指令44

3.5 Keil编程调试软件的基本应用46

3.5.1 Keil工程文件的创建、设置与生成目标文件46

3.5.2 Keil的调试命令、在线汇编与断点设置51

3.6 PROTEUS软件简介与基本应用54

3.6.1 PROTEUS软件简介54

3.6.2 PROTEUS软件应用举例54

3.6.3 PROTEUS与Keil软件联合调试58

本章小结59

自我检测与习题59

第4章 并行I/O口的基本应用62

4.1 单片机程序设计的基础知识62

4.1.1 单片机程序设计的基本步骤和方法62

4.1.2 单片机程序的结构分类63

4.2 并行I/O口基本应用项目实例——流水灯花样控制64

4.2.1 硬件需求分析与硬件电路的确定64

4.2.2 软件需求分析及解决方案65

4.2.3 程序调试与下载运行69

本章小结70

自我检测与习题70

第5章 单片机的中断系统72

5.1 中断系统73

5.1.1 中断系统的功能和组成结构73

5.1.2 中断响应过程75

5.1.3 中断的控制76

5.2 外部中断应用项目实例1——单个外部中断78

5.2.1 硬件需求分析与硬件电路的确定79

5.2.2 软件需求分析及解决方案79

5.2.3 程序调试与下载运行82

5.3 外部中断应用项目实例2——多级外部中断的扩展应用82

5.3.1 硬件需求分析与硬件电路的确定83

5.3.2 软件需求分析及解决方案84

5.3.3 程序调试与下载运行86

本章小结86

自我检测与习题87

第6章 单片机的定时／计数器88

6.1 单片机的定时／计数器工作原理88

6.1.1 定时／计数器的基本结构88

6.1.2 定时／计数器的寄存器控制89

6.1.3 定时／计数器的工作方式与控制功能91

6.2 定时／计数器初始值的计算93

6.3 定时／计数器控制项目实例1——方波脉冲的产生94

6.3.1 方案一：T/C0工作在方式0下产生方波94

6.3.2 方案二：T/C1工作在方式1下产生方波95

6.4 定时／计数器控制项目实例2——计数器控制引脚状态97

本章小结99

自我检测与习题99

第7章 单片机的串行通信100

7.1 基本概念100

7.1.1 并行通信和串行通信100

7.1.2 串行通信的基本方式101

7.1.3 波特率102

7.2 单片机串行接口的工作原理及工作方式102

7.2.1 串行接口的结构及工作原理102

7.2.2 串行接口的控制寄存器103

7.2.3 串行接口的工作方式105

7.2.4 串行接口的波特率设定106

7.3 串行接口通信项目实例1——双机通信107

7.3.1 通信双方的约定107

7.3.2 双机通信的波特率设定108

7.4 串行接口通信项目实例2——多机通信112

7.4.1 多机通信原理113

7.4.2 多机通信的软件协议113

7.4.3 主机程序清单114

7.4.4 从机程序清单115

本章小结123

自我检测与习题124

第8章 存储器的扩展应用125

8.1 存储器的扩展125

8.1.1 I/O接口电路的功能与通信125

8.1.2 I/O接口的编址126

8.1.3 扩展外部存储器芯片的编址方式126

8.1.4 存储器扩展的概况127

8.2 存储器扩展项目实例1——并口扩展程序存储器127

8.2.1 硬件需求分析与硬件电路的确定128

8.2.2 软件需求分析及解决方案130

8.2.3 程序调试与下载运行131

8.3 存储器扩展项目实例2——并口扩展数据存储器131

8.3.1 硬件需求分析与硬件电路的确定132

8.3.2 软件需求分析及解决方案134

8.3.3 程序调试与下载运行136

8.4 I2C总线136

8.5 存储器扩展项目实例3——串行扩展总线（I2C）扩展E2PROM143

8.5.1 硬件需求分析与硬件电路的确定143

8.5.2 软件需求分析及解决方案144

8.5.3 程序调试与下载运行146

本章小结146

自我检测与习题147

第9章 并行I/O口的扩展及应用148

9.1 概述148

9.1.1 I/O口扩展方法149

9.1.2 I/O口扩展的几个注意事项149

9.1.3 I/O口扩展的常用芯片149

9.2 并行I/O口扩展项目实例1——简单并行I/O口的扩展149

9.2.1 硬件需求分析与硬件电路的确定149

9.2.2 软件分析及编程151

9.3 并行I/O口扩展项目实例2——并行I/O口的一般扩展152

9.3.1 可编程接口芯片8255A152

9.3.2 可编程I/O接口芯片8155156

9.4 显示与键盘的扩展概述160

9.4.1 显示器的基本显示原理160

9.4.2 键盘的分类及其原理163

9.5 显示与键盘的扩展项目实例1——用8255A扩展键盘和LED显示165

9.5.1 硬件需求分析与硬件电路的确定165

9.5.2 软件需求分析及解决方案166

9.5.3 程序调试与下载运行167

9.6 显示与键盘扩展项目实例2——用8155扩展I/O接口接微型打印机167

9.6.1 硬件需求分析及硬件电路的确定167

9.6.2 软件需求分析及解决方案168

9.6.3 程序调试与下载运行171

9.7 扩展并行口项目实例——用串行口扩展并行I/O口171

9.7.1 硬件需求分析及硬件电路的确定171

9.7.2 软件需求分析及解决方案172

9.7.3 程序调试与下载运行174

本章小结175

自我检测与习题175

第10章 A-D、D-A转换器的扩展应用176

10.1 A-D转换器的工作原理与应用176

10.1.1 概述176

10.1.2 实时控制系统的组成177

10.1.3 A-D转换器简介177

10.2 A-D转换器扩展应用项目实例1——8位ADC0809应用于温度巡检系统178

10.2.1 硬件需求分析与硬件电路的确定178

10.2.2 软件需求分析及解决方案181

10.3 A-D转换器扩展应用项目实例2——串行ADC MAX187的基本应用187

10.3.1 硬件需求分析与硬件电路的确定188

10.3.2 软件需求分析及解决方案190

10.4 D-A转换器的工作原理与应用191

10.5 D-A转换器扩展项目实例——DAC0832应用于低频信号发生器194

10.5.1 硬件需求分析与硬件电路的确定194

10.5.2 软件需求分析及解决方案196

10.5.3 程序调试与下载运行198

本章小结199

自我检测与习题199

第11章 单片机的应用系统200

11.1 单片机系统的可靠性设计200

11.1.1 单片机系统的可靠性及可靠性设计的重要性200

11.1.2 可靠性设计201

11.2 抗干扰设计202

11.2.1 干扰及干扰的传播202

11.2.2 单片机系统的抗干扰设计203

11.3 单片机应用项目实例1——水塔水位控制系统204

11.3.1 水塔水位控制系统的控制要求204

11.3.2 水位控制系统的硬件设计205

11.3.3 系统的软件设计206

11.4 单片机应用项目实例2——数据采集系统208

11.4.1 系统的硬件设计208

11.4.2 软件需求分析及解决方案210

11.4.3 程序的调试与运行213

本章小结213

自我检测与习题214

附录215

附录A MCS-51系列单片机指令表215

附录B ASCII码表218

附录C 常用集成芯片引脚图219

附录D 常用专业英语词汇220

参考文献223