单片机原理及设计应用(普通高等教育电气电子类工程应用型十二五规划教材)

本书以at89c51机型为例，讲述单片机的工作原理、应用设计，并配以keilc编程软件和proteus电路虚拟软件的介绍，使得读者在学习时可以真抓实练。主要内容包括：单片机的基础知识、硬件结构、软件系统、内部中断和定时系统、串行通信系统、片外扩展、应用系统设计等内容。

前言
第1章绪论1
11单片机概述1
111单片机1
112单片机应用系统和单片机开发
系统2
113单片机程序设计语言和软件3
12单片机发展及应用3
121单片机发展阶段3
122单片机的应用4
13单片机分类5
131单片机按位分类5
132主要单片机性能分类6
14数的进制及编码8
141数制8
142进制转换13
143二进制数的编码17
练习题21
第2章MCS51系列单片机的硬件
结构和原理23
21单片机的处理器23
211运算器24
212控制器25
22单片机的存储器27
221程序存储器27
222数据存储器28
2351系列单片机的引脚31
24单片机CPU时序35
241时序单位35
242指令时序36
25单片机低功耗工作方式37
练习题38
第3章MCS51系列单片机的指令
系统39
31MCS51单片机指令系统简介39
311指令编码格式39
312符号定义40
313伪指令40
32寻址方式42
33MCS51系列单片机的指令说明44
331数据传送类指令44
332逻辑操作类指令48
333算术运算类指令50
334位操作类指令54
335控制转移类指令56
练习题60
第4章MCS51汇编语言程序
设计63
41汇编语言程序设计概述63
411汇编语言的特点63
412汇编语言的语句格式64
413汇编语言程序设计的步骤与
特点64
42Keil μVision3软件64
421简介64
422软件编辑界面66
423项目及程序的建立68
43单片机汇编语言程序的基本结构
形式73
431顺序结构程序73
432分支结构程序76
433循环结构程序79
434子程序结构程序82
44MCS51单片机汇编语言程序设计
举例84
441多字节算术运算程序84
442数制转换程序85
443查表分支键盘程序87
444数据排序89
445数据极值查找程序92
446找数问题93
447汇编语言的编辑、汇编与
调试94
练习题95
第5章MCS51系列单片机的中断
系统96
51中断的概念96
511中断概述96
512中断处理过程97
513中断系统具备的功能97
514中断源、中断信号和中断
向量98
515中断优先级和中断嵌套99
516中断响应条件与中断控制100
52MCS51单片机中断系统101
521中断请求源101
522与中断源有关的特殊寄存器101
523硬件查询顺序103
52451单片机中断响应条件及响应
过程103
53中断系统应用程序106
54Proteus电路仿真软件介绍108
541简介108
542ISIS软件编译环境109
543电路原理图的建立112
练习题115
第6章MCS51系列单片机的定
时器/计数器116
61定时器/计数器工作原理116
611定时器/计数器内部结构及
工作原理116
612计数功能117
613定时功能117
62定时器/计数器有关寄存器118
621工作方式寄存器TMOD118
622控制寄存器TCON118
623中断允许控制寄存器IE119
63定时器/计数器工作方式119
631定时器/计数器的工作方式0119
632定时器/计数器的工作方式1120
633定时器/计数器的工作方式2120
634定时器/计数器的工作方式3120
635定时器/计数器的初始化121
64定时器/计数器应用程序121
641利用定时器/计数器产生
方波121
642定时应用123
643计数应用125
练习题126
第7章MCS51系列单片机串行
通信127
71数据通信概述127
711数据通信127
712并行通信与串行通信129
713串行通信过程及通信
协议130
72串行口寄存器132
721串行口寄存器结构132
722串行口相关寄存器133
73串行口工作方式134
731串行口工作方式0134
732串行口工作方式1134
733串行口工作方式2135
734串行口工作方式3135
74串行口应用135
741串行口扩展135
742双机通信137
练习题141
第8章单片机系统的扩展142
81单片机总线结构142
811总线概述142
812选址方法143
82存储器扩展143
821程序存储器扩展143
822数据存储器扩展146
823FLASH存储器扩展149
83人机交互扩展150
831键盘技术150
832显示技术159
84前向通道中的AD转换扩展164
841前向通道简介164
842AD转换指标及转换原理165
8438路8位并行AD转换芯片
ADC0809167
84411路12位串行AD转换芯片
TLC2543173
85后向通道中的DA扩展177
851后向通道简介177
852DA转换指标及转换原理178
8538位并行DA转换芯片
DAC0832180
85410位串行DA转换芯片
TLC5615185
86I/O口的扩展187
861TTL芯片扩展I/O187
862并行I/O口芯片8255A188
练习题195
第9章单片机应用系统设计196
91单片机应用系统设计介绍196
911单片机应用系统设计步骤196
912单片机应用系统硬件设计196
913单片机应用系统软件设计197
92单片机应用系统的开发与调试198
921单片机应用系统的开发198
922单片机应用系统的调试200
93单片机应用系统的抗干扰技术201
931干扰源概述201
932硬件抗干扰技术204
933软件抗干扰技术207
94单片机在线编程技术210
941单片机在线编程概述210
942ISP技术210
95应用实例——单片机温度控制
系统211
951温度传感器概述211
952DS18B20温度传感器介绍211
953温度控制系统总体设计215
96应用实例——交通灯控制系统
设计232
961交通灯系统的总体设计232
962交通灯控制系统的功能要求233
963系统硬件的设计233
964系统软件的设计233
97应用实例——直流电动机控制
系统246
971直流电动机原理及应用246
972直流电动机调速系统的设计248
附录MCS系列单片机指令表258
参考文献266

前言单片机是在大规模集成电路芯片的基础上发展起来的一种微型处理器，其将CPU、存储器、I/O接口、定时器、中断等集成在一块芯片内，具备了计算机的基本功能。而随着电子技术、计算机技术、EDA技术的发展和进步，单片机产品不断更新，性能也不断提高，并广泛应用于军事、工业、民用等多种领域。
    单片机具有体积小、功能强、性价比高、稳定性好等优点，受到众多工程技术人员的喜爱，成为控制系统、数据通信、检测系统、智能设备的主要核心器件，在技术革新和生产制造等方面具有十分深远的意义和良好的发展前景。熟练掌握一类单片机的设计应用技术已经成为电类相关专业技术人员的必备专业素质。
    本书以MCS51系列AT89C51单片机为主，介绍了单片机的硬件结构、汇编语言和程序设计，介绍了单片机在软环境下的开发软件的使用，方便读者在软环境下进行程序调试和验证硬件电路，并全面论述了单片机应用系统的原理、电路设计及程序设计。本书理论与实际紧密结合，突出基础性、实用性、综合型。同时，注重单片机的C语言程序设计应用，在部分程序中给出了汇编和C语言两种编程范例，为读者将来进行工程设计开发打下基础。
    本书共分9章，其中第1章主要介绍单片机的发展和应用领域，以及计算机基础知识；第2～4章为单片机内部硬件结构和原理，以及汇编语言和程序设计；第5～7章为单片机内部中断系统、定时器系统、通信系统的工作原理以及应用；第8章为单片机外围扩展接口技术，包含I/O口扩展、模数转换、数模转换、人机交互等方面的电路设计、汇编语言程序设计和C语言程序设计；第9章为单片机应用系统的电路设计、汇编语言程序设计和C语言程序设计。
    本书由大连科技学院魏庆涛和徐曌担任主编。第1章、第7章第2～4节由石桂名编写，第2章、第6章由田硕编写，第3章、第7章第1节由张燕编写，第4章第1、3、4节由贾昊编写，第4章第2节、第5章由赵丽娜编写，第8章由魏庆涛编写，第9章由徐曌编写。
    本书编写过程中在结合作者工作经验的基础上，参考了同类教材和论文，对这些教材的编著者和论文作者表示诚挚的感谢。
    由于编者水平有限，书中难免存在错误和不足之处，敬请读者批评指正。
    编者