51系列单片机开发宝典（第2版）

《51系列单片机开发宝典(第2版)》编辑推荐：通过12个实例.详细阐述了8051单片机在接口、显示和测控等各个领域的应用。实例讲解包括详细的外围电路介绍，完整的电路图和程序代码。介绍新型的LISB接口单片机的基础知识和设计开发。
中科院一线研发工程师倾力打造，深入介绍51单片机编程语言，透析单片机硬件编程操作，引领读者迅速掌握51单片机开发技术。

本书系统地介绍51系列单片机的硬件结构、硬件组成，以及指令系统，并给出了各种设计领域中单片机的应用实例。本书言简意赅、通俗易懂，对于每个知识点都提供详细的实例，使读者能够更好地掌握51系列单片机。本书分为4部分，共27章，全面详细地讲述单片机的原理及应用。首先介绍51系列单片机的基本原理及内部功能组件和指令系统，接着介绍单片机的程序设计语言，包括汇编语言和单片机C语言；然后结合不同的设计领域介绍单片机在其中的应用；最后介绍51单片机综合应用实例和高性能的C8051F系列单片机。

   第1部分 51系列单片机基础 1
第1章 51系列单片机概述 2
1.1 单片机的产生与发展 2
1.2 51系列单片机介绍 3
1.2.1 51系列单片机简介 3
1.2.2 51系列单片机的应用领域 3
1.2.3 常用的单片机介绍 4
1.3 小结 4

第2章 51系列单片机基本结构 5
2.1 51系列单片机的内部结构 5
2.1.1 内部结构的主要组成部分 6
2.1.2 单片机结构的类型 7
2.2 51系列单片机的引脚功能 7
2.2.1 51系列单片机的引脚封装 7
2.2.2 51系列单片机引脚说明 7
2.3 中央处理器 10
2.3.1 算术逻辑运算部件 10
2.3.2 控制器 10
2.3.3 通用寄存器 10
2.3.4 专用寄存器 11
2.4 存储器结构 12
2.4.1 程序存储器 13
2.4.2 数据存储器 14
2.4.3 存储器扩展 17
2.5 并行I/O口 18
2.5.1 并行I/O口的结构 18
2.5.2 并行I/O口的应用 21
2.5.3 并行I/O口的扩展 22
2.6 51系列单片机的复位 23
2.6.1 单片机的复位状态 23
2.6.2 单片机的复位电路 24
2.7 51系列单片机的时钟和时序 25
2.7.1 振荡器和时钟电路 26
2.7.2 CPU的时序 27
2.7.3 指令执行的时序 28
2.7.4 访问外部ROM/RAM的操作时序 29
2.8 系统掉电保护和低功耗设计 31
2.8.1 掉电保护 31
2.8.2 低功耗设计 33
2.9 小结 34

第3章 51系列单片机的指令系统 35
3.1 指令系统简介 35
3.1.1 指令格式 35
3.1.2 指令符号 37
3.2 寻址方式 37
3.2.1 立即寻址 38
3.2.2 直接寻址 38
3.2.3 寄存器寻址 39
3.2.4 寄存器间接寻址 40
3.2.5 变址寻址 41
3.2.6 相对寻址 41
3.2.7 位寻址 42
3.3 数据传送指令 43
3.3.1 内部RAM数据传送指令 43
3.3.2 外部RAM数据传送指令 46
3.3.3 程序存储器数据传送指令 47
3.3.4 数据交换指令 48
3.3.5 堆栈操作指令 49
3.4 算术运算指令 49
3.4.1 加法指令 50
3.4.2 带进位的加法指令 51
3.4.3 带借位的减法指令 52
3.4.4 加1指令 53
3.4.5 减1指令 54
3.4.6 乘除法指令 54
3.4.7 十进制调整指令 55
3.5 逻辑运算及移位指令 57
3.5.1 逻辑与指令 57
3.5.2 逻辑或指令 57
3.5.3 逻辑异或指令 58
3.5.4 累加器清零指令 59
3.5.5 累加器取反指令 59
3.5.6 组合逻辑电路的实现 59
3.5.7 循环移位指令 60
3.6 控制转移指令 62
3.6.1 无条件转移指令 62
3.6.2 条件转移指令 65
3.6.3 子程序调用及返回指令 67
3.7 位操作指令 70
3.7.1 位变量传送指令 70
3.7.2 置位与清零指令 71
3.7.3 位逻辑运算指令 71
3.7.4 位控制转移指令 71
3.8 空操作指令 73
3.9 51系列单片机指令汇总 73
3.10 小结 77

第4章 51系列单片机的定时/计数器 78
4.1 定时/计数器0和1 78
4.1.1 定时/计数器的结构和功能 79
4.1.2 T0和T1的控制寄存器 80
4.1.3 T0和T1的4种工作模式 82
4.2 定时/计数器2 85
4.2.1 T2的控制寄存器T2CON和T2MOD 85
4.2.2 定时/计数器2的工作模式 87
4.3 定时/计数器的典型应用 90
4.3.1 定时/计数器模式0的应用 90
4.3.2 定时/计数器模式1的应用 90
4.3.3 定时/计数器模式2的应用 91
4.3.4 定时/计数器模式3的应用 92
4.4 小结 94

第5章 51系列单片机中断系统 95
5.1 中断系统概述 95
5.1.1 中断的概念 95
5.1.2 中断需要解决的问题 96
5.1.3 中断的用途 97
5.2 中断的类型 98
5.2.1 外部中断源 98
5.2.2 定时中断源 98
5.2.3 串行中断源 98
5.3 51系列单片机中断系统的标志 98
5.3.1 51系列单片机的中断源 98
5.3.2 中断请求标志 99
5.3.3 中断允许标志 100
5.3.4 中断优先级标志 101
5.4 中断的处理过程 101
5.4.1 中断的响应 102
5.4.2 中断的处理 103
5.4.3 中断的返回 104
5.4.4 中断请求的撤离 104
5.5 外部中断源的扩展 105
5.5.1 定时/计数器扩展外部中断源 105
5.5.2 查询方式扩展外部中断源 106
5.6 小结 107

第6章 51系列单片机的串行接口 108
6.1 串行通信概述 108
6.1.1 串行通信简介 109
6.1.2 串行通信的数据传送方式 111
6.1.3 串行通信接口电路 111
6.2 51系列单片机的串行接口 112
6.2.1 单片机串行接口的内部结构 112
6.2.2 单片机串行接口的控制 113
6.2.3 波特率设计 115
6.3 串行接口的工作模式 117
6.3.1 模式0 117
6.3.2 模式1 118
6.3.3 模式2 120
6.3.4 模式3 122
6.4 单片机串行接口的应用 122
6.4.1 双机通信 122
6.4.2 多机通信 126
6.4.3 扩展I/O口 133
6.5 小结 135

第2部分 51系列单片机程序设计 137
第7章 汇编语言程序设计 138
7.1 汇编语言概述 138
7.1.1 汇编语言简介 138
7.1.2 汇编语言程序设计步骤 139
7.1.3 汇编语言程序实例 139
7.2 汇编语言指令及其格式 140
7.2.1 伪指令 140
7.2.2 汇编语言程序的格式 143
7.2.3 源程序的汇编 144
7.3 汇编语言程序设计 144
7.3.1 顺序程序设计 144
7.3.2 分支程序设计 145
7.3.3 循环程序设计 149
7.3.4 子程序设计 153
7.3.5 查表结构程序设计 155
7.3.6 运算类程序设计 158
7.4 小结 161

第8章 单片机C语言程序设计基础 162
8.1 单片机C语言概述 162
8.1.1 C51语言的特点 162
8.2 单片机C语言程序设计基础实例 163
8.3 C51的标识符与关键字 164
8.3.1 标识符 164
8.3.2 关键字 164
8.4 C51的数据类型 165
8.4.1 常量与变量 167
8.4.2 整型数据 168
8.4.3 浮点型数据 169
8.4.4 字符型数据 170
8.4.5 指针型数据 173
8.4.6 无值型数据 174
8.5 C51的变量作用域 174
8.5.1 基本规则 174
8.5.2 变量作用域 175
8.6 分隔符与const修饰符 178
8.6.1 C51分隔符 178
8.6.2 const修饰符 179
8.7 运算符 180
8.7.1 算术运算符 180
8.7.2 逻辑和关系运算符 182
8.7.3 位运算符 185
8.7.4 特殊运算符 187
8.7.5 运算符优先级和结合性 191
8.8 表达式 192
8.8.1 算术表达式 193
8.8.2 赋值表达式 193
8.8.3 逗号表达式 194
8.8.4 关系和逻辑表达式 195
8.9 小结 197

第9章 C51的数据结构与函数 198
9.1 数组 198
9.1.1 数组类型说明 198
9.1.2 数组元素的表示 199
9.1.3 数组元素的初始化赋值 200
9.1.4 一维数组 202
9.1.5 二维数组 204
9.1.6 多维数组 208
9.2 指针 208
9.2.1 地址、指针和指针变量的概念 208
9.2.2 指针变量的定义 209
9.2.3 指针变量的赋值 209
9.2.4 指针变量的引用 211
9.2.5 指针变量的运算 212
9.2.6 指针和数组 213
9.2.7 字符指针 219
9.2.8 指针数组 220
9.3 结构 221
9.3.1 结构的定义 221
9.3.2 结构变量的定义 222
9.3.3 结构变量的使用 224
9.3.4 多重结构变量的赋值 224
9.3.5 结构变量的初始化 225
9.3.6 结构数组 226
9.3.7 结构指针 228
9.3.8 特殊结构 231
9.4 联合和枚举 233
9.4.1 联合 233
9.4.2 结构和联合的区别 237
9.4.3 枚举 238
9.5 位域和类型说明 241
9.5.1 位域 241
9.5.2 类型说明 244
9.6 函数 245
9.6.1 函数的概念和分类 245
9.6.2 函数的定义 247
9.6.3 函数的参数 249
9.6.4 函数的返回值 253
9.7 函数的调用 254
9.7.1 赋值调用与引用调用 254
9.7.2 递归调用 255
9.7.3 嵌套调用 256
9.8 函数的作用范围和变量作用域 258
9.8.1 函数的作用范围 258
9.8.2 函数的变量作用域 258
9.9 一些特殊的函数 259
9.9.1 main函数 259
9.9.2 库函数 260
9.10 中断函数 261
9.10.1 中断概述 261
9.10.2 中断处理 262
9.10.3 中断函数 263
9.11 小结 264

第10章 C51语句和流程控制结构 265
10.1 C51语句 265
10.1.1 说明语句 265
10.1.2 表达式语句 265
10.1.3 复合语句 266
10.1.4 循环语句 267
10.1.5 条件语句 271
10.1.6 开关语句 274
10.1.7 跳转语句 275
10.1.8 函数调用语句 277
10.1.9 空语句 278
10.2 C51的流程控制结构 278
10.3 小结 278

第11章 预处理 279
11.1 预处理命令概述 279
11.2 宏定义指令 280
11.2.1 #define 280
11.2.2 #undef 282
11.3 文件包含指令 282
11.4 条件编译指令 284
11.4.1 #if、#else、#endif 284
11.4.2 #elif 284
11.4.3 #ifdef、#ifndef 285
11.5 其他编译指令 286
11.5.1 #line 286
11.5.2 #error 287
11.5.3 #pragma 287
11.6 C51编译器的控制指令 287
11.6.1 源文件控制类 287
11.6.2 目标文件（Object）控制类 288
11.6.3 列表文件（listing）控制类 288
11.7 C51常用的头文件 288
11.8 小结 291

第12章 C51的存储结构 292
12.1 51系列单片机的存储器结构与存储类型 292
12.1.1 存储器结构 292
12.1.2 存储器类型 293
12.1.3 扩展数据类型 295
12.1.4 存储模式 297
12.1.5 C51的存储器指针 297
12.2 动态内存分配 300
12.2.1 C51的动态分配函数 300
12.2.2 malloc()和calloc()函数 301
12.3 C51启动文件STARTUP.A51 301
12.4 小结 306

第13章 KeilC51开发工具简介 307
13.1 霽ision3集成开发环境 307
13.1.1 安装KeilC51软件 307
13.1.2 霽ision3项目管理窗口 309
13.1.3 霽ision3的菜单栏 309
13.1.4 霽ision3的工具栏 314
13.1.5 霽ision3的管理配置 317
13.1.6 霽ision3的各种常用窗口 321
13.2 用霽ision3创建项目 324
13.2.1 启动并建立项目 324
13.2.2 创建源文件 326
13.2.3 编译项目 326
13.3 项目仿真和调试 327
13.3.1 仿真调试 327
13.3.2 断点的使用 328
13.4 Proteus集成开发环境 329
13.4.1 安装Proteus 329
13.4.2 使用Proteus设计电路 331
13.4.3 Proteus与Keil霽ision3联合调试仿真 333
13.5 小结 336

第3部分 51系列单片机应用设计实例 337
第14章 键盘接口 338
14.1 键盘概述 338
14.1.1 键盘的编码 338
14.1.2 键盘的可靠输入 338
14.1.3 键盘的检测及程序响应 339
14.2 单片机与键盘的接口 339
14.2.1 独立式按键 339
14.2.2 矩阵式键盘 341
14.3 矩阵式键盘的接口实例 345
14.3.1 电路图 345
14.3.2 程序设计 346
14.3.3 程序仿真 349
14.4 小结 351

第15章 串行通信 352
15.1 串行通信接口概述 352
15.1.1 RS-232C标准 352
15.1.2 RS-449标准 355
15.1.3 RS-423A标准 356
15.1.4 RS-422A标准 357
15.1.5 RS-485标准 358
15.1.6 20mA电流环路串行接口 358
15.2 单片机与计算机的串行通信实例 359
15.2.1 计算机读写RAM 359
15.2.2 静态RAM芯片HM628128 360
15.2.3 单片机与RS-232C的接口 362
15.2.4 系统电路原理图 362
15.2.5 单片机程序设计 364
15.2.6 上位机程序设计 368
15.2.7 系统运行 368
15.3 单片机之间的串行通信实例 369
15.3.1 双机通信协议一 369
15.3.2 双机通信协议二 371
15.4 小结 374

第16章 LED及其应用 375
16.1 LED概述 375
16.1.1 共阳极7段LED 375
16.1.2 共阴极7段LED 377
16.2 LED显示方式 378
16.2.1 静态显示 378
16.2.2 动态显示 381
16.3 LED显示实例 384
16.3.1 电路图 384
16.3.2 程序设计 385
16.3.3 程序仿真 389
16.4 小结 389

第17章 液晶显示 390
17.1 液晶显示概述 390
17.1.1 液晶的来源 390
17.1.2 LCD结构及原理 391
17.1.3 液晶显示模块的种类 391
17.1.4 液晶显示模块的优点 392
17.2 1602液晶显示模块 393
17.2.1 1602液晶显示模块介绍 393
17.2.2 1602液晶模块应用实例 398
17.3 液晶显示模块 404
17.3.1 LCD控制驱动器 404
17.3.2 ST7920功能说明 405
17.3.3 ST7920指令介绍 409
17.3.4 ST7920的控制方式 412
17.3.5 液晶显示模块的控制 414
17.4 LCM控制实例 415
17.4.1 电路设计 415
17.4.2 程序设计 416
17.4.3 运行效果 428
17.5 小结 428

第18章 A/D转换 429
18.1 A/D转换概述 429
18.1.1 A/D转换原理 429
18.1.2 数据采集和转换的应用问题 431
18.1.3 A/D转换器的技术指标 432
18.1.4 A/D转换器的选择原则 433
18.2 高性能A/D转换器MAX197 433
18.2.1 MAX197的特性及引脚 434
18.2.2 MAX197的接口、控制字及时序 435
18.3 A/D转换实例 438
18.3.1 电路图 438
18.3.2 程序设计 440
18.4 小结 444

第19章 D/A转换 445
19.1 D/A转换概述 445
19.1.1 D/A转换原理 445
19.1.2 D/A转换器的类型 446
19.1.3 D/A转换器的技术指标 448
19.2 高性能D/A转换器AD558 449
19.2.1 AD558的引脚功能 450
19.2.2 AD558的电压输出模式 450
19.2.3 AD558的数据锁存 451
19.3 光纤型相位调制器驱动电路 452
19.3.1 光纤型相位调制器的原理 452
19.3.2 电路功能介绍 453
19.3.3 系统组成介绍 455
19.3.4 电路图 456
19.3.5 程序设计 459
19.3.6 仿真与运行效果 463
19.4 小结 464

第20章 电控调频收音机 466
20.1 收音机基础知识 466
20.1.1 无线电波的传播和接收 466
20.1.2 调频收音机工作原理 467
20.1.3 收音机常见电路 468
20.2 TEA5767单片调频收音模块 468
20.2.1 调频收音模块基础知识 469
20.2.2 TEA5767调频收音模块功能特性 469
20.2.3 TEA5767调频收音模块结构体系 470
20.2.4 TEA5767调频收音模块操作方式 470
20.3 使用51单片机控制调频收音模块 473
20.3.1 电路图 474
20.3.2 程序设计 474
20.3.3 实验步骤 482
20.4 小结 485

第21章 单片机与I2C总线 486
21.1 I2C总线概述 486
21.1.1 I2C总线工作原理 486
21.1.2 I2C总线的电气结构和负载能力 487
21.1.3 I2C总线器件的寻址方式 487
21.1.4 I2C总线的数据传输协议 488
21.2 单片机读写I2C模块 490
21.2.1 汇编语言的I2C读写模块 490
21.2.2 C语言的I2C读写模块 494
21.3 单片机读写I2C实例 501
21.3.1 24系列串行EEPROM简介 502
21.3.2 电路设计 502
21.3.3 程序设计 503
21.3.4 仿真分析 505
21.4 小结 507

第22章 AT指令与短信收发 508
22.1 AT指令与短信收发概述 508
22.1.1 SMS协议 509
22.1.2 AT指令 510
22.1.3 PDUMode 514
22.1.4 短信中心 517
22.1.5 无线MODEM收发短信的工作原理 518
22.2 SMS开发的方法 519
22.2.1 GSM模块 520
22.2.2 手机 521
22.3 工厂防盗监控系统 522
22.3.1 电路图 522
22.3.2 程序分析 524
22.3.3 程序设计 526
22.4 小结 530

第23章 步进电机控制 531
23.1 步进电机概述 531
23.1.1 步进电机种类 531
23.1.2 步进电机的特征 533
23.1.3 步进电机的驱动系统 534
23.1.4 步进电机的速度、位置控制 534
23.2 常用的步进电机 535
23.2.1 永磁式步进电机 535
23.2.2 步进电机模块 535
23.3 步进电机接口实例 536
23.3.1 电路图 537
23.3.2 程序设计 538
23.3.3 程序分析 544
23.4 小结 545

第24章 红外线接口 546
24.1 红外线通信 546
24.1.1 红外线通信原理 546
24.1.2 典型的红外线通信方式 546
24.2 红外线接口芯片MAX3100 548
24.2.1 引脚及功能 548
24.2.2 典型连接方式 549
24.3 红外线接口实例 550
24.3.1 电路图 550
24.3.2 程序设计 552
24.4 小结 556

第25章 声音及其应用 557
25.1 单片机发音概述 557
25.1.1 音调 557
25.1.2 节拍 559
25.1.3 单片机演奏音乐的方法 560
25.2 单片机演奏音乐实例 560
25.2.1 电路图 560
25.2.2 程序设计 561
25.3 小结 571

第4部分 增强型51系列单片机 573
第26章 万年历温度计应用 574
26.1 日期和时间控制器DS1302 574
26.1.1 概述 574
26.1.2 内部逻辑和操作方法 575
26.1.3 命令字和复位控制 576
26.1.4 数据读写时序和寄存器 577
26.1.5 应用电路 579
26.1.6 驱动程序 580
26.1.7 实验结果 585
26.2 温度传感器DS18B20 588
26.2.1 概述 588
26.2.2 应用电路 594
26.2.3 驱动程序 594
26.2.4 实验结果 599
26.3 带有温度显示的万年历 602
26.3.1 电路图 603
26.3.2 配套程序 603
26.3.3 实验结果 605
26.4 小结 605

第27章 C8051F系列单片机 606
27.1 C8051F系列单片机简介 606
27.1.1 C8051F系列单片机基本特性 606
27.1.2 CIP-51内核 609
27.1.3 选型表 620
27.2 C8051F020单片机 622
27.2.1 C8051F020单片机概述 622
27.2.2 引脚封装 623
27.2.3 程序存储器 624
27.2.4 特殊功能寄存器 628
27.2.5 中断系统 632
27.2.6 输入/输出端口 633
27.2.7 ADC0子系统 642
27.2.8 ADC1子系统 647
27.2.9 DAC子系统 650
27.2.10 电压基准 653
27.2.11 比较器 653
27.2.12 复位源 655
27.2.13 可编程计数器阵列 658
27.3 采集片内温度传感器实例 660
27.3.1 电路图 660
27.3.2 头文件C8051F020.H 663
27.3.3 程序设计 669
27.3.4 程序仿真 673
27.4 采集端口数据实例 676
27.4.1 电路图 676
27.4.2 程序设计 677
27.4.3 程序仿真 682
27.5 液晶显示实例 685
27.5.1 电路图 685
27.5.2 程序设计 687
27.5.3 程序编译仿真 699
27.6 小结 700