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第1章 学习和应用单片机的背景知识1

1.1 单片机概览1

1.1.1 为什么单片机能够引人入胜1

1.1.2 学习和应用单片机有什么必要3

1.1.3 学习和应用单片机有什么现实意义7

1.1.4 究竟什么是单片机9

1.1.5 哪些地方会用到单片机11

1.1.6 单片机有什么特点13

1.2 51系列单片机的演进历程14

1.2.1 MCS-48系列单片机简介14

1.2.2 MCS-51系列单片机简介14

1.2.3 80C51系列单片机简介17

1.2.4 80C51系列单片机常规命名规则19

1.2.5 80C51系列单片机程序固化方式对比20

1.2.6 基准80C51单片机的性能特点21

1.3 学习80C51系列单片机有什么优势21

1.3.1 技术方面的优势21

1.3.2 资料方面的优势22

1.3.3 硬件方面的优势22

1.3.4 软件方面的优势23

1.3.5 软件工具链方面的优势24

1.3.6 硬件工具链方面的优势24

1.4 本书的写作思路和目标25

1.5 *基本概念和名词术语27

1.5.1 硬件方面27

1.5.2 软件方面31

第2章 经典80C51的片内架构和片外封装33

2.1 经典80C51芯片的内部架构33

2.1.1 核心区单元电路及其功能36

2.1.2 中央处理单元37

2.1.3 功能部件及其功能41

2.1.4 外围模块及其功能42

2.2 经典80C51芯片的外部封装43

2.2.1 封装形式43

2.2.2 引脚功能44

2.2.3 引脚简化46

2.2.4 引脚保护47

2.3 经典80C51的存储器组织方式48

2.4 程序存储器ROM49

2.4.1 片载程序存储器49

2.4.2 片1外程序存储器50

2.5 数据存储器RAM52

2.5.1 片外数据存储器空间53

2.5.2 片载数据存储器空间53

2.5.3 堆栈存储区间55

2.5.3.1 堆栈概念55

2.5.3.2 堆栈用途56

2.5.3.3 堆栈结构56

2.5.3.4 堆栈操作57

2.5.3.5 注意事项57

2.6 特殊功能寄存器（SFR）空间57

2.6.1 SFR的空间布局58

2.6.2 SFR的功能分配61

2.7 *比特处理器61

第3章 经典80C51的寻址方式和指令系统64

3.1 80C51指令系统概述64

3.1.1 指令的描述方法65

3.1.2 指令的执行时序66

3.1.3 指令的编码格式68

3.2 80C51的寻址方式70

3.2.1 与字节数据相关的寻址方式71

3.2.1.1 立即寻址71

3.2.1.2 直接寻址71

3.2.1.3 隐含寻址72

3.2.1.4 寄存器寻址73

3.2.1.5 间接8位寻址74

3.2.1.6 间接16位寻址74

3.2.1.7 变址寻址75

3.2.2 与跳转地址有关的寻址方式76

3.2.2.1 相对跳转寻址76

3.2.2.2 绝对跳转寻址77

3.2.2.3 变址跳转寻址77

3.2.3 与位数据有关的寻址方式78

3.2.3.1 隐含位寻址78

3.2.3.2 直接位寻址79

3.2.4 寻址方式与寻址空间的对应关系79

3.3 80C51指令的分类方法80

3.3.1 按实现功能分类80

3.3.2 按编码字节分类81

3.3.3 按执行周期分类81

3.3.4 按寻址方式分类81

3.3.5 按携带操作数分类81

3.3.6 按影响标志分类82

3.3.7 按使用频度分类82

3.4 80C51指令功能的分类解析83

3.4.1 数据传送类指令83

3.4.2 算术运算类指令89

3.4.3 逻辑运算类指令94

3.4.4 程序跳转类指令98

3.4.5 位操作类指令102

3.5 80C51指令系统的内在规律106

3.6 80C51指令的应用技巧107

3.6.1 位置1操作技巧107

3.6.2 位清0操作技巧108

3.6.3 位取反操作技巧109

3.6.4 位测试操作技巧110

3.7 *“内核CPU一中间SFR-外外围模块”关系111

第4章 通用并行端口、端口引脚及其应用技巧113

4.1 概述113

4.2 并行端口的内部结构114

4.3 并行端口的工作原理115

4.3.1 经端口引脚输出数据115

4.3.2 从端口引脚输入数据116

4.3.3 读取端口数据锁存器内容116

4.4 并行端口的操作指令116

4.5 各个并行端口的个性差异117

4.5.1 PO端口117

4.5.2 P1端口119

4.5.3 P2端口119

4.5.4 P3端口120

4.6 并行端口特性小结121

4.7 *并行端口的应用技巧122

4.7.1 漏极开路结构的妙用122

4.7.2 弱上拉功能的妙用124

4.7.3 非对称输出级的用法125

第5章 汇编语言、汇编语言程序和汇编语言工具链127

5.1 概述127

5.1.1 汇编语言的产生背景127

5.1.2 汇编语言的语句格式129

5.1.3 程序流程与程序结构133

5.1.4 源程序文件的书写格式134

5.2 常用伪指令136

5.2.1 符号名定义类伪指令137

5.2.2 存储器空间初始化类伪指令139

5.2.3 汇编状态控制类伪指令141

5.2.4 其他141

5.3 4种基本程序结构143

5.3.1 顺序程序结构144

【例程5.1】字节拆分144

5.3.2 分支程序结构145

【例程5.2】数值比较146

5.3.3 循环程序结构147

【例程5.3】RAM块填充148

5.3.4 子程序结构149

【例程5.4】极值挑选150

5.4 5种个性化实用程序段的设计方法151

5.4.1 初始化程序段设计152

5.4.2 延时程序设计152

【例程5.5】软件延时153

5.4.3 查表程序设计154

【例程5.6】阶乘函数155

5.4.4 散转程序设计158

【例程5.7】跳转指令表法158

【例程5.8】地址偏移量表法160

5.4.5 布尔程序设计161

【例程5.9】组合逻辑软件模拟161

5.5 汇编语言工具链163

5.5.1 汇编语言工具链的构成163

5.5.2 汇编语言工具链应用举例166

【例程5.10】8位二进制计时器167

5.6 输出文件的解读170

5.6.1 解读列表文件（.LST）170

5.6.2 解读最终目标文件（.HEX）172

第6章 *汇编语言模块化编程技术174

6.1 高级汇编技术174

6.1.1 条件汇编174

6.1.2 宏汇编176

6.1.3 重复汇编183

6.2 模块化编程手段186

【例程6.1】路标导向灯控制器187

6.2.1 包含文件方式190

6.2.2 宏库文件方式193

6.2.3 子程序方式197

6.2.4 非重定位型ASM模块方式200

6.2.5 可重定位型ASM模块方式及其专用伪指令204

6.2.6 模块库文件方式及其库管理器LIB51211

6.2.7 综合应用方式举例216

6.3 KEIL软件中现有示范程序的挖掘和利用221

6.3.1 模板程序的示范222

6.3.2 样例程序的参照225

第7章 软件集成开发环境（μVISION2）及其软件模拟调试技术229

7.1概述229

7.1.1 KEIL软件包功能简介229

7.1.2 KEIL软件如何安装、升级或拆除232

7.2 μ VisioN2如何开启和关闭235

7.2.1 μVision2的开启235

7.2.2 μVision2工作环境简介236

7.2.3 KEIL软件包各组件的版本查看238

7.2.4 μVision2所能模拟的片内资源238

7.2.5 μVision2的关闭239

7.3 如何创建和编辑文件和项目239

7.3.1 如何创建和编辑一个源文件（.ASM）240

【实验范例7.1】8位二进制循环累加计数器242

7.3.2 如何拆分编辑窗口243

7.3.3 如何创建一个新项目（.uv2）243

7.3.4 如何在项目中添加或删除文件245

7.3.5 如何在项目中建立和添加说明文件246

7.3.6 如何在项目中添加或删除文件组247

7.3.7 如何制作调试目标文件（OMF51）249

7.4 如何调试项目252

7.4.1 切换到调试环境253

7.4.2 开启虚拟端口模块及其功能解析254

7.4.3 连续运行256

7.4.4 复位操作257

7.4.5 单步运行257

7.4.5.1 单步进入运行方式—步入257

7.4.5.2 单步跳出运行方式—步出258

7.4.5.3 单步跨越运行方式—步越258

7.4.6 连续单步运行258

7.4.7 设置断点运行259

7.4.8 运行到光标处260

7.4.9 从指定行开始运行261

7.4.10 查看反汇编窗口262

7.4.11 跟踪运行和查看轨迹263

7.4.12 开启和设置存储器观察窗264

7.4.13 开启和设置变量观察窗266

7.4.14 开启和设置输出观察窗268

7.4.15 修改寄存器和存储器单元270

7.4.15.1 修改CPU寄存器271

7.4.15.2 修改SFR寄存器271

7.4.15.3 修改位单元272

7.4.15.4 修改普通存储单元或存储区间272

7.5 如何应用μVISION2制作HEX和LIB文件272

7.5.1 如何制作最终目标文件（.HEX）272

7.5.2 如何制作模块库文件（.LIB）274

7.6 *KEIL软件包获取方法274

第8章 硬件综合开发工具（DH2004A）及其硬件仿真开发技术278

8.1 硬件工具链及其重要性278

8.1.1 实时在线仿真器279

8.1.2 程序烧写器280

8.1.3 单片机目标板281

8.1.4 单片机综合学习应用开发实验仪281

8.2 单片机实验仪的电路特点283

8.2.1 实验仪能帮我们做什么283

8.2.2 实验仪的电路布局283

8.2.3 实验仪的两种典型用法283

8.3 仿真调试实验仪安装方法284

8.3.1 软件安装方法285

8.3.2 硬件安装方法285

8.4 仿真调试实验仪调试方法287

8.4.1 μVision2环境的选项设置288

8.4.2 如何建立μVision2与实验仪的通信290

8.4.3 如何在实验仪上实时运行用户程序291

8.4.4 硬件仿真模式与软件模拟模式的差异292

8.4.5 项目调试过程中的注意事项293

8.4.6 局限性293

8.5 仿真调试实验仪如何用于项目开发294

8.5.1 仿真法单片机应用项目开发流程294

8.5.2 项目原型机开发示范297

【实验示范8.1】8点式霹雳灯控制器297

第9章 *下载编程实验仪用法及其烧试简易开发技术302

9.1 F载编程实验仪安装方法302

9.1.1 软件获取方法302

9.1.2 软件安装方法303

9.1.3 硬件安装方法306

9.2 下载编程实验仪烧写方法308

9.2.1 Flash Magic如何启动308

9.2.2 Flash Magic如何关闭309

9.2.3 Flash Magic界面分布和功能309

9.2.4 Flash Magic快速上手—组合命令流程操作法310

9.2.5 Flash Magic菜单命令—单项命令独立操作法313

9.2.5.1 文件类菜单命令313

9.2.5.2 ISP类菜单命令314

9.2.5.3 选项类菜单命令318

9.2.5.4 工具类菜单命令318

9.2.5.5 帮助类菜单命令319

9.3 下载编程实验仪如何用于项目开发319

9.3.1 模拟法单片机应用项目的开发流程319

9.3.2 烧试法单片机应用项目的开发思路321

附录A ASCII码表323

附录B 英文指令一览表324

附录C 标准包含文件（Reg51.inc）328

附录D 宏汇编器的系统保留字331

附录E μVision2集成开发环境所支持的8051兼容单片机厂家和器件型号333

附录F μVision2菜单命令和工具按钮中文说明339

F.1 菜单栏339

F.2 工具栏341

附录G KEIL软件默认安装文件夹组织结构343

附录H DH2004A实验仪的电路布局和功能电路344

H.1 电路规划特色344

H.2 电路布局344

H.3 硬件功能电路345

H.3.1 LM7805/LM317直流稳压电源电路345

H.3.2 MAX232电平转换串行通信接口电路346

H.3.3 CD4040脉冲频率源供应电路346

H.3.4 LM324通用四运算放大器346

H.3.5 LM339通用四电压比较器347

H.3.6 CD4013双D触发器348

H.3.7 CD40106六施密特触发器348

H.3.8 NE567音频译码器349

H.3.9 PC817光/电耦合器349

H.3.10 光阻+热阻349

H.3.11 TL431+电位器350

H.3.12 NE555模拟定时器350

H.3.13 MIC+喇叭+蜂鸣器351

H.3.14 红外发射/接受二极管351

H.3.15 简易R-2R型DAC351

H.3.16 8LED输出显示+8KEY开关输入352

H.3.17 91410键盘编码+多功能信号发生器352

H.3.18 两组RC滤波器电路353

H.3.19 DS1232复位电路+看门狗电路353

H.3.20 74HC575八位三态同相锁存器353

H.3.21 仿真目标单片机模块（包含硬件+固件）354

H.3.22 串行扩展接口355

H.3.23 PO口上拉电路兼模式设置355

H.3.24 并行扩展口355

H.3.25 单片机引脚信号引出插接口356

参考文献357