单片机原理及应用

本书系统、全面地介绍MCS-51系列单片机的基本知识，是一本重在原理与应用、兼顾理论的实用教程。全书共有11章，由浅入深、循序渐进地介绍了MCS-51单片机的硬件结构、指令系统、各种硬件接口设计以及MCS-51单片机应用系统的设计。本书结构合理、内容翔实、实例丰富，通过二维码实现教学内容辅助学习，突出了选取内容的实用性、典型性，书中的应用实例大多来自科研工作及教学实践。

第1章单片机概述（1）
1.1单片机简介（1）
1.1.1单片机的概念（1）
1.1.2单片机的特点（1）
1.1.3单片机的应用（2）
1.2单片机的发展概况（3）
1.2.1单片机的发展历史（3）
1.2.2单片机的发展趋势（3）
1.351系列单片机（5）
1.3.1MCS-51系列单片机（5）
1.3.2AT89C5x（AT89S5x）系列单片机（6）
1.3.3其他的51单片机（8）
1.4AVR系列单片机与PIC系列单片机（9）
1.4.1AVR系列单片机（9）
1.4.2PIC系列单片机（10）
1.5各类嵌入式处理器简介（11）
1.5.1嵌入式微控制器（单片机）（11）
1.5.2嵌入式DSP处理器（12）
1.5.3嵌入式微处理器（12）
1.5.4嵌入式片上系统SOC（13）
1.6Freescale（飞思卡尔）16位微控制器（14）
1.6.1HCS12系列单片机（14）
1.6.2HCS12X系列单片机（14）
1.6.3MC9S12XS128性能（15）
1.7STC单片机（15）
第2章MCS-51单片机的硬件结构（16）
2.1MCS-51单片机的基本组成（16）
2.2MCS-51单片机的引脚及其功能（17）
2.2.1MCS-51单片机的引脚封装（17）
2.2.2输入/输出端口（18）
2.3MCS-51单片机的CPU及其时序（21）
2.3.1运算器（22）
2.3.2控制器（23）
2.3.3工作寄存器和特殊功能寄存器（24）
2.4MCS-51单片机存储器的结构（26）
2.4.1程序存储器空间（26）
2.4.2数据存储器空间（26）
2.5时钟电路与时序（28）
2.5.1时钟电路（28）
2.5.2机器周期、指令周期与指令时序（29）
2.6复位和复位电路（31）
2.6.1复位（31）
2.6.2复位电路（32）
2.7单片机的工作方式（33）
2.7.1程序执行方式（33）
2.7.2节电工作方式（33）
习题（35）
第3章MCS-51单片机的指令系统（36）
3.1指令格式（36）
3.2指令系统的寻址方式（37）
3.3指令系统分类介绍（39）
3.3.1数据传送类指令（39）
3.3.2算术运算类指令（45）
3.3.3逻辑操作类指令（51）
3.3.4控制转移类指令（55）
3.3.5位操作类指令（61）
习题（66）
第4章MCS-51单片机汇编语言程序设计（69）
4.1汇编语言程序设计概述（69）
4.1.1汇编语言语句和格式（69）
4.1.2汇编语言程序的设计步骤（70）
4.1.3伪指令（71）
4.1.4常用的程序设计结构（73）
4.2汇编语言源程序的汇编（83）
习题（84）
第5章MCS-51单片机的中断系统（86）
5.1单片机中断技术概述（86）
5.2单片机中断系统结构及中断控制（87）
5.2.1中断源（87）
5.2.2中断标志寄存器（88）
5.2.3中断使能寄存器IE（89）
5.2.4中断优先级寄存器IP（90）
5.3中断响应及中断处理过程（92）
5.3.1中断响应（92）
5.3.2中断处理（93）
5.3.3中断返回（93）
5.3.4中断服务程序（93）
5.4多外部中断源系统设计（95）
习题（97）
第6章MCS-51单片机的定时/计数器（98）
6.1定时/计数器的结构（98）
6.1.1工作方式控制寄存器TMOD（99）
6.1.2定时/计数器控制寄存器TCON（99）
6.2定时/计数器的4种工作方式（100）
6.2.1方式0及应用（100）
6.2.2方式1及应用（101）
6.2.3方式2及应用（104）
6.2.4方式3及应用（107）
6.3综合应用举例（110）
习题（112）
第7章MCS-51单片机的串行口及串行通信技术（113）
7.1数据通信的基本概念（113）
7.2串行口的结构（115）
7.3串行口的4种工作方式（117）
7.3.1方式0（117）
7.3.2方式1（118）
7.3.3方式2和方式3（119）
7.4多机通信的工作原理（120）
7.5波特率的计算方法（121）
7.6串行口的编程和应用（122）
7.6.1单片机与单片机的通信（123）
7.6.2单片机与PC的通信（136）
习题（139）
第8章MCS-51单片机常用I/O接口的设计（140）
8.1I/O接口扩展概述（140）
8.1.1I/O接口的功能（140）
8.1.2I/O端口的编址（141）
8.1.3I/O数据的传送方式（141）
8.1.4I/O接口电路（142）
8.2MCS-51单片机与可编程并行I/O芯片82C55的接口设计（142）
8.2.182C55芯片简介（142）
8.2.2工作方式选择控制字及端口PC置位/复位控制字（144）
8.2.382C55的3种工作方式（145）
8.2.4MCS-51单片机和82C55的接口设计（148）
8.3用MCS-51单片机的串行口扩展并行口（150）
8.3.1用74LS165扩展并行输入口（150）
8.3.2用74LS164扩展并行输出口（151）
8.4LED显示器的显示原理（152）
8.4.1LED显示器的结构（152）
8.4.2LED显示器工作原理（153）
8.5键盘接口原理（154）
8.5.1键盘输入应解决的问题（154）
8.5.2键盘接口的工作原理（155）
8.5.3键盘的工作方式（157）
8.5.4键盘/显示器接口设计实例（157）
8.6MCS-51单片机与液晶显示器（LCD）的接口（159）
8.6.1LCD显示器的分类（160）
8.6.2点阵字符型液晶显示模块介绍（160）
8.6.3MCS-51单片机与LCD的接口及软件编程（162）
本章小结（163）
习题（164）
第9章MCS-51单片机与D/A、A/D转换器的接口（165）
9.1MCS-51单片机与D/A转换器的接口（165）
9.1.1D/A转换器概述（165）
9.1.2MCS-51单片机与8位DAC0832的接口设计（166）
9.1.3MCS-51单片机与12位D/A转换器AD667的接口设计（170）
9.2MCS-51单片机与A/D转换器的接口（175）
9.2.1A/D转换器概述（175）
9.2.2MCS-51单片机与逐次比较型A/D转换器ADC0809的接口设计（176）
9.2.3MCS-51单片机与双积分型A/D转换器MC14433的接口设计（180）
9.2.412位串行A/D芯片AD7893与单片机的接口及编程（183）
本章小结（185）
习题（185）
第10章单片机的串行总线扩展技术（186）
10.1单总线接口简介（186）
10.1.1概述（186）
10.1.2硬件结构及配置（187）
10.1.3命令序列（187）
10.1.4信号方式（188）
10.1.5数字温度传感器DS18B20的接口技术（189）
10.2SPI总线扩展技术（192）
10.2.1SPI总线概述（192）
10.2.2串行输入A/D芯片TLC2543接口技术（194）
10.3I2C总线串行扩展技术（197）
10.3.1I2C总线概述（197）
10.3.2I2C总线协议（198）
10.4MCS-51单片机扩展I2C总线器件的接口设计（200）
10.4.1AT24C02与单片机的接口技术（201）
10.4.2I2C总线数据传送的模拟（202）
10.4.3I2C总线模拟通用子程序（204）
习题（207）
第11章MCS-51单片机应用系统的设计方法（208）
11.1单片机应用系统的设计步骤（208）
11.2单片机应用系统硬件设计（211）
11.2.1硬件系统一般结构（211）
11.2.2硬件系统的设计原则（212）
11.2.3硬件设计需要考虑的问题（213）
11.2.4地址空间分配与总线驱动（215）
11.2.5硬件设计与实现方法（218）
11.3应用系统的软件设计（218）
11.3.1应用软件设计的特点（218）
11.3.2软件设计考虑的问题（219）
11.3.3合理的资源分配（219）
11.4系统抗干扰设计（220）
11.4.1软件滤波（220）
11.4.2指令冗余及软件陷阱（224）
11.4.3开关量输入/输出软件抗干扰设计（227）
11.4.4看门狗技术（227）
11.4.5模拟电路和数字电路的隔离（229）
11.4.6接地方法（230）
11.5单片机应用系统的仿真与调试（231）
11.5.1单片机应用系统的仿真（231）
11.5.2单片机应用系统的调试（232）
11.5.3单片机应用系统的编程、下载与运行（233）
11.6单片机应用系统的设计实例―单片机温度控制系统（233）
11.6.1硬件电路设计（233）
11.6.2系统软件设计（237）
习题（245）
参考文献（246）