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第1章 单片机基础知识概述1

1.1 单片机概述1

1.1.1 什么是单片机1

1.1.2 单片机的发展历史1

1.2 单片机的特点及应用领域2

1.2.1 单片机的特点2

1.2.2 单片机的应用领域2

1.2.3 单片机的发展趋势3

1.2.4 MCS—51单片机的学习5

1.3 单片机学习的预备知识6

1.3.1 数值及其转换6

1.3.2 有符号数的表示方法7

1.3.3 位、字节和字8

1.3.4 BCD码（Binary Coded Decimal）9

1.3.5 ASCII码（American Standard Code for Information Interchange）9

1.4 电平10

第2章 MCS—51单片机基本结构13

2.1 MCS—51单片机的基本结构与类型13

2.1.1 MCS—51单片机的基本结构13

2.1.2 MCS—51单片机的基本类型14

2.2 引脚及封装15

2.2.1 引脚15

2.2.2 封装16

2.3 MCS—51存储器组织17

2.3.1 MCS—51存储器组织18

2.3.2 程序存储器地址空间（Program Memory Address Space）19

2.3.3 内部数据存储器空间（Internal Data Memory Address Space）19

2.3.4 特殊功能寄存器（Special Function Register,SFR）20

2.3.5 外部数据存储器空间（External Data Memory Address Space）22

2.4 复位电路22

2.4.1 复位后各寄存器的状态22

2.4.2 上电复位和按钮复位23

2.4.3 晶振电路23

2.4.4 单片机的时序单位24

第3章 指令系统及汇编程序设计26

3.1 基本概念26

3.1.1 汇编语言格式26

3.1.2 指令中常用符号27

3.1.3 寻址方式27

3.2 MCS—51指令系统29

3.2.1 数据传送与交换指令（Data Transfer）29

3.2.2 算术操作类指令（Arithmetic Operations）34

3.2.3 逻辑运算指令（Logical Operations）36

3.2.4 控制转移类指令（Program Branching）38

3.2.5 位操作指令（Boolean Variable Manipulation）40

3.3 汇编语言程序格式及伪指令42

3.3.1 汇编指令格式42

3.3.2 HEX文件43

3.3.3 伪指令43

3.4 汇编程序的设计方法45

3.4.1 顺序程序设计45

3.4.2 分支程序设计46

3.4.3 循环程序设计49

3.4.4 查表程序设计50

第4章 C51程序设计入门54

4.1 C51的基本数据类型55

4.2 C51变量的存储区域57

4.3 C51的运算符58

4.4 数组59

4.4.1 一维及多维数组59

4.4.2 字符数组60

4.5 指针60

4.5.1 指针的概念61

4.5.2 指针变量的定义、赋值与引用61

4.5.3 Keil C51的指针类型63

4.6 结构64

4.7 C51的程序设计65

4.7.1 C51的程序的结构65

4.7.2 C51流程控制语句66

4.8 函数的定义与调用69

4.8.1 函数69

4.8.2 局部变量、全局变量以及变量的存储类别70

4.8.3 C51中调用汇编程序71

4.8.4 预处理命令73

4.8.5 头文件73

4.8.6 C51其他问题74

第5章 I/O口及简单应用76

5.1 I/O端口的输入输出特性76

5.1.1 P1口77

5.1.2 P3口78

5.1.3 P0口79

5.1.4 P2口80

5.2 I/O端口的应用81

5.2.1 I/O的简单控制81

5.2.2 LED数码管显示83

5.2.3 独立式键盘88

5.2.4 行列式键盘模块91

5.3 LCM1602字符型液晶显示模块96

5.3.1 字符型LCM1602介绍96

5.3.2 LCM1602与单片机的接口102

5.3.3 LCM1602的驱动程序设计103

第6章 中断系统110

6.1 中断的概念110

6.2 中断系统的结构111

6.3 中断控制系统112

6.3.1 中断请求标志寄存器112

6.3.2 中断允许寄存器（Interrupt Enable,IE）113

6.3.3 中断优先寄存器（Interrupt Priority,IP）及中断嵌套114

6.4 中断处理过程116

6.4.1 中断响应条件116

6.4.2 中断响应过程116

6.4.3 中断的撤销117

6.4.4 外部中断响应的时间118

6.5 外部中断触发方式的选择119

6.6 C51中断程序设计119

第7章 定时／计数器123

7.1 定时／计数器的结构与工作原理123

7.1.1 定时／计数器的实质123

7.1.2 定时／计数器的结构与工作原理124

7.2 定时／计数器的控制124

7.2.1 方式控制寄存器（Timer/Counter Mode Control,TMOD）124

7.2.2 控制寄存器（Timer/Counter Control Register,TCON）125

7.3 定时／计数器的工作方式125

7.3.1 方式0126

7.3.2 方式1126

7.3.3 方式2127

7.3.4 方式3128

7.4 计数器对输入脉冲频率的要求128

7.5 定时／计数器的C51编程和应用举例129

7.5.1 定时／计数器初值的计算129

7.5.2 定时／计数器C51编程应用举例129

第8章 串行通信接口136

8.1 串行通信基本知识136

8.1.1 概述136

8.1.2 串行通信的制式136

8.2 MCS—51串口控制器138

8.2.1 串口控制寄存器SCON138

8.2.2 特殊功能寄存器PCON139

8.3 串行口的工作方式139

8.3.1 方式0139

8.3.2 方式1140

8.3.3 方式2141

8.3.4 方式3142

8.4 波特率的制定方法142

8.5 串行通信的接口电路143

8.5.1 RS—232C接口143

8.5.2 RS—485接口145

8.6 串口的C51编程与应用147

8.6.1 用串行口扩展并行I/O口147

8.6.2 单片机与单片机通信150

8.7 多机通信153

8.7.1 多机通信协议153

8.7.2 程序流程及代码154

8.7.3 从机程序流程及代码156

8.8 单片机与PC机的串口通信158

第9章 存储器和并行口的扩展165

9.1 系统扩展概述165

9.1.1 单片机最小系统165

9.1.2 总线概念166

9.2 数据存储器的扩展167

9.2.1 SRAM芯片167

9.2.2 典型外部数据存储器的连接168

9.2.3 地址锁存器和外扩RAM的操作时序169

9.2.4 确定扩展芯片地址的方法171

9.2.5 C51访问扩展RAM的编程方法174

9.3 程序存储器的扩展174

9.3.1 ROM芯片174

9.3.2 程序存储器的扩展176

9.4 EPROM和RAM的综合扩展177

9.5 单片机并行接口的扩展178

9.5.1 总线驱动器178

9.5.2 用74LSTTL电路扩展并行I/O口180

第10章 单片机测控接口183

10.1 AD转换器及与单片机的接口183

10.1.1 AD转换器的分类184

10.1.2 AD转换器的主要技术参数185

10.1.3 AD转换器的选择186

10.2 ADC0809模数转换器187

10.2.1 ADC0809/ADC0808的结构187

10.2.2 ADC0809与单片机的接口188

10.2.3 ADC0809的编程189

10.3 DAC0832数模转换器191

10.3.1 DAC0832简介192

10.3.2 DAC0832与单片机的接口193

10.3.3 DAC0832的编程举例195

10.4 开关量功率接口技术198

10.4.1 单片机I/O口的输出驱动198

10.4.2 光电耦合器200

10.4.3 继电器驱动接口201

10.4.4 可控硅驱动接口202

10.4.5 固态继电器驱动接口205

10.5 开关量输入接口207

第11章 串行总线扩展技术209

11.1 SPI总线扩展技术209

11.1.1 ADC0832模块的设计210

11.1.2 TLC1543 A/D模块的设计215

11.1.3 LTC1456 D/A模块的设计219

11.2 I2C总线扩展技术221

11.2.1 I2C总线的协议简介221

11.2.2 I2C的寻址方式223

11.2.3 I2C总线时序224

11.2.4 I2C总线虚拟程序225

11.2.5 E2PROM芯片AT24Cxx的应用231

附录A Keil C51使用简介238

A.1 Keil C51工程的建立及设置238

A.1.1 工程的建立238

A.1.2 工作环境和参数的设置242

A.1.3 程序编译243

A.1.4 程序调试244

A.2 Keil与Proteus联调249

附录B Proteus使用入门255

B.1 窗口界面255

B.2 51单片机仿真操作实例256

B.3 Proteus中如何画总线261

B.4 Proteus其他问题263

B.4.1 Proteus中怎样使用模板263

B.4.2 电压、电流探针（probe）263

B.4.3 Proteus常用快捷键264

B.4.4 使用波形发生仪264

B.4.5 虚拟示波器使用265

附录C MCS—51指令表266

C.1 数据传输类指令266

C.2 算术运算类指令267

C.3 逻辑运算类指令268

C.4 控制转移类指令类269

C.5 布尔操作类指令270

附录D MCS—51单片机实验271

D.1 单片机实验板271

D.1.1 结构271

D.1.2 实验板与PC的连接272

D.1.3 实验板电路原理图272

D.1.4 IST下载软件的使用274

D.2 单片机实验274

D.2.1 实验1 红黄绿灯控制274

D.2.2 实验2 键盘、LED数码管显示实验276

D.2.3 实验3 定时器中断实验277

D.2.4 实验4 计数器实验278

D.2.5 实验5 AD转换器实验283

D.2.6 实验6 PC机与单片机的串行通信实验287

D.2.7 实验7 温度测量实验287

D.3 单片机虚拟实验292

参考文献294