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第1章　概述1

1.1　单片机的基本概念1

1.1.1　单片机的发展历程1

1.1.2　单片机技术的多学科交叉特点2

1.1.3　单片机的功能结构特征2

1.2　单片机的发展4

1.2.1　单片机的发展概况5

1.2.2　单片机技术的发展7

1.3　单片机的特点及应用9

1.3.1　单片机的特点9

1.3.2　单片机的应用9

1.4　单片机的类型与常用单片机系列10

1.4.1　单片机的类型10

1.4.2 目前流行的51内核的8位单片机11

习题一15

第2章　51系列单片机的硬件结构16

2.1　51系列单片机简介16

2.1.1　MCS-51系列单片机16

2.1.2　8051的派生产品16

2.2　51单片机的内部结构与引脚信号17

2.2.1　51单片机的基本组成17

2.2.2　51单片机的引脚信号17

2.3　微处理器20

2.3.1　运算部件20

2.3.2　控制部件及振荡器21

2.3.3　CPU时序22

2.4　存储器23

2.4.1　程序存储器23

2.4.2　数据存储器25

2.5　并行输入／输出接口29

2.5.1　P0口29

2.5.2　P1口30

2.5.3　P2口31

2.5.4 P3口32

2.6　定时器／计数器32

2.6.1　定时器／计数器T0、T1的结构33

2.6.2　定时器／计数器T0、T1的4种工作方式34

2.7　串行输入／输出口37

2.7.1　串行通信的基本概念37

2.7.2　51单片机的串行口39

2.8　51单片机的中断系统44

2.8.1　中断的基本概念44

2.8.2　中断源45

2.8.3　中断控制46

2.8.4　中断响应的条件、过程与时间48

2.9　复位状态与复位电路49

2.9.1　复位状态49

2.9.2　复位电路50

2.10　51单片机的低功耗方式50

2.10.1　方式设定51

2.10.2　空闲（等待、待机）工作方式51

2.10.3　掉电（停机）工作方式52

习题二52

第3章　51系列单片机指令系统和汇编语言程序示例54

3.1　51系列单片机指令系统概述54

3.1.1　指令与指令系统的概念54

3.1.2　51系列单片机的指令系统及指令格式55

3.2　寻址方式55

3.2.1　立即寻址56

3.2.2　寄存器寻址56

3.2.3　寄存器间接寻址56

3.2.4　直接寻址57

3.2.5　变址寻址57

3.2.6　相对寻址58

3.2.7　位寻址58

3.3　数据传送类指令58

3.3.1　访问片内数据存储器的一般数据传送指令58

3.3.2　访问片内特殊传送指令60

3.3.3　访问片外数存储器的数据传送指令61

3.3.4　访问程序存储器的数据传送指令61

3.4 算术运算类指令62

3.4.1　加、减法指令62

3.4.2　十进制调整指令64

3.4.3　乘、除法指令65

3.5　逻辑运算及移位指令65

3.6　控制转移类指令67

3.6.1　无条件转移指令67

3.6.2　条件转移指令69

3.7　子程序调用与返回指令71

3.7.1　子程序调用指令71

3.7.2　返回指令72

3.7.3　空操作指令73

3.8　位操作类指令73

3.9　汇编程序格式与伪指令74

3.10　汇编程序设计示例77

3.10.1　算术与逻辑处理程序77

3.10.2　数制转换程序81

3.10.3　多分支转移（散转）程序83

3.10.4　定时器／计数器应用程序84

3.10.5　外部中断应用程序86

3.10.6　串行口应用程序87

习题三92

第4章　51单片机系统功能的扩展96

4.1　系统扩展概述96

4.1.1　最小应用系统96

4.1.2　单片机系统扩展的内容与方法97

4.2　常用扩展器件简介97

4.2.1　8D锁存器74LS37398

4.2.2　74LS244和74LS245芯片99

4.2.3　3-8译码器74LS138100

4.3　存储器的扩展101

4.3.1　存储器扩展概述101

4.3.2　程序存储器的扩展103

4.3.3　数据存储器的扩展106

4.3.4　兼有片外程序存储器和片外数据存储器的扩展举例108

4.4　并行I/O口扩展109

4.4.1　I/O口扩展概述109

4.4.2　8255A可编程并行I/O口扩展110

4.4.3　8155可编程并行I/O口扩展116

4.4.4　用TTL芯片扩展简单的I/O接口120

4.4.5　用串行口扩展并行I/O口123

习题四126

第5章　单片机串行口功能扩展128

5.1　串行口功能扩展概述128

5.2　51系列单片机与异步串行通信总线接口128

5.2.1　RS-232接口128

5.2.2　51单片机与PC机间的通信接口134

5.2.3 RS-449/RS-422/RS-423/RS-485标准接口143

5.3　51系列单片机与同步串行总线接口145

5.3.1 I2C总线145

5.3.2　SPI总线接口155

5.3.3　单总线（l-Wire）接口158

习题五162

第6章　51单片机的接口与应用163

6.1　按键、键盘及其接口163

6.1.1　键输入过程与软件结构163

6.1.2　键盘接口和键输入软件中应解决的几个问题164

6.1.3　独立式按键165

6.1.4　行列式键盘166

6.2　显示及显示器接口170

6.2.1　LED显示器的结构与原理170

6.2.2　LED显示器与显示方式172

6.2.3　LED显示器接口173

6.2.4　键盘、显示器组合接口176

6.2.5　液晶显示器概述178

6.2.6　字符型液晶显示模块LCM的组成与原理179

6.2.7　字符型液晶显示模块LCM的引脚及说明181

6.2.8　LCM的命令字184

6.2.9　字符型LCM的接口及应用举例187

6.3　A/D转换器接口194

6.3.1　A/D转换器概述194

6.3.2　A/D转换器ADC0809与单片机的接口195

6.3.3　A/D转换器AD574与单片机的接口198

6.3.4 串行A/D转换器与单片机的接口201

6.4　D/A转换器接口203

6.4.1　D/A转换器概述203

6.4.2　8位D/A转换器与单片机的接口205

6.4.3　高于8位D/A转换器与单片机的接口211

6.4.4　串行D/A转换器与单片机的接口213

6.5　行程开关、晶闸管、继电器与单片机的接口216

6.5.1　光电耦合器件217

6.5.2　行程开关、继电器触点与单片机的接口218

6.5.3　晶闸管元件与单片机的接口218

6.5.4　继电器与单片机的接口219

习题六220

第7章　单片机应用系统设计与开发222

7.1　单片机应用系统结构与应用系统的设计内容222

7.1.1　单片机应用系统的一般硬件结构222

7.1.2　单片机应用系统的设计内容225

7.2　单片机应用系统开发过程225

7.3　单片机应用系统的一般设计方法228

7.3.1　确定系统的功能与性能228

7.3.2　确定系统基本结构229

7.3.3　单片机应用系统硬、软件的设计原则230

7.3.4　硬件设计231

7.3.5　软件设计232

7.3.6　资源分配233

7.4　单片机应用系统调试234

7.4.1　单片机应用系统调试工具234

7.4.2　单片机应用系统的一般调试方法236

7.5　51单片机应用系统设计与调试实例239

习题七242

第8章 单片机的C语言应用程序设计244

8.1　C语言与51单片机244

8.1.1　51单片机C语言编程简介244

8.1.2　C51开发工具与单片机C语言编译器245

8.1.3　Keil 80C51开发工具246

8.1.4　Keil C51对标准C语言的扩展247

8.2　C51数据类型及其在51单片机中的存储方式248

8.2.1　Keil C51中的基本数据类型248

8.2.2　C51数据在51单片机中的存储方式249

8.3　C51数据的存储类型与51单片机存储结构251

8.3.1　存储类型251

8.3.2　存储模式253

8.4　51单片机特殊功能寄存器的C51定义254

8.5　51单片机并行接口的C51定义255

8.6　位变量的C51定义256

8.6.1　位变量的C51定义256

8.6.2　对位变量定义的限制256

8.7　C51的指针257

8.7.1　通用指针与指定存储器的指针257

8.7.2　指针转换261

8.7.3　绝对指针263

8.8　模块化程序开发过程264

8.8.1　混合编程265

8.8.2　覆盖和共享267

8.8.3　库和连接／定位器269

8.8.4　程序优化271

8.9　51单片机内部资源的C语言编程272

8.9.1 中断应用的C语言编程272

8.9.2　定时器／计数器应用的C语言编程274

8.9.3　串行口使用的C语言编程277

8.10　51单片机片外扩展的C语言编程279

8.10.1　8255A与单片机接口的C语言程序279

8.10.2　51单片机数据采集的C语言编程281

8.10.3　51单片机输出控制的C语言编程295

8.11　频率测量的C语言编程290

8.11.1　测量频率法291

8.11.2　频率脉冲的测量周期法293

8.12　51单片机间通信的C语言编程294

8.12.1　点对点的串行异步通信294

8.12.2　多机通信297

8.13　键盘和数码显示人机交互的C语言编程304

8.13.1　行列式键盘与51单片机的接口304

8.13.2　七段数码显示与51单片机的接口306

8.13.3　字符型液晶显示模块与51单片机的接口309

习题八312

附录A　ASCII码表315

附录B　51单片机指令表316

附录C　μVision2上机指南323

C.1　μVision2软件的安装323

C.2　μVision2集成开发环境的基本操作325

C.2.1　μVision2集成开发环境界面325

C.2.2　菜单命令、工具条图标及快捷键326

C.3　在μVision2集成开发环境中创建应用333

C.3.1　建立工程文件333

C.3.2　创建源文件并添加到工程中334

C.3.3　设置工具选项336

C.3.4　编译、连接、创建HEX文件339

C.4　μVision2集成开发环境的程序调试与仿真340

C.4.1　Keil程序调试器功能设置341

C.4.2　Keil程序调试窗口341

C.4.3　μVision2调试器的调试命令、在线汇编与断点设置345