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第1章 单片机的基础知识1

1.1　单片机的工作原理及工作过程1

1.1.1　微型计算机的组成1

1.1.2　微型计算机软件5

1.1.3　单片机的工作原理及工作过程8

1.2　单片机中的数制及码制12

1.2.1　单片机中的数制12

1.2.2　数制的转换方法13

1.2.3　二进制运算15

1.2.4　原码、补码及补码运算17

1.2.5 BCD（Binary-Coded Decimal）码21

1.2.6 ASCII（American National Standard Code for Information Interchange）码22

1.3　单片机的发展简史24

1.4　单片机的应用24

1.4.1 单片机的特点25

1.4.2 单片机的应用26

思考与练习27

第2章　MCS-51系列单片机的结构29

2.1　MCS-51系列单片机的结构29

2.1.1　MCS-51单片机的结构29

2.1.2　MCS-51系列单片机引脚功能32

2.1.3　MCS-51系列单片机制造工艺和发展趋势34

2.2　单片机工作原理34

2.2.1　CPU的工作原理34

2.2.2　单片机执行程序的过程36

2.2.3　单片机工作时序37

2.3　MCS-51系列单片机存储器39

2.3.1　程序存储器40

2.3.2　数据存储器41

2.4　MCS-51系列单片机I/O端口45

2.4.1　P0口46

2.4.2　P1口47

2.4.3　P2口47

2.4.4　P3口47

2.5　MCS-51系列单片机的工作方式48

2.5.1　复位方式49

2.5.2　程序执行方式49

2.5.3　低功耗工作方式50

思考与练习51

第3章　MCS-51系列单片机的指令系统52

3.1　寻址方式52

3.1.1　寄存器寻址52

3.1.2　立即寻址52

3.1.3　直接寻址53

3.1.4　寄存器间接寻址53

3.1.5　相对寻址54

3.1.6　变址寻址54

3.1.7　位寻址55

3.2　指令系统56

3.2.1　指令格式56

3.2.2　指令的三种表达形式56

3.2.3　指令的字节数57

3.2.4　指令的分类及符号说明58

3.2.5　数据传送指令60

3.2.6　算逻运算和移位指令65

3.2.7　控制转移和位操作指令74

3.2.8　伪指令83

思考与练习85

第4章　MCS-51系列单片机的程序设计87

4.1　交叉汇编语言MASM5187

4.1.1　程序的编辑与汇编87

4.1.2　交叉汇编及交叉汇编语言MASM5187

4.2　程序设计方法及技巧89

4.2.1　顺序程序设计89

4.2.2　分支程序设计89

4.2.3　循环程序设计91

4.2.4　查表程序设计93

4.2.5　子程序设计95

思考与练习119

第5章　MCS-51单片机的功能部件120

5.1　中断系统120

5.1.1 中断的概念120

5.1.2 MCS-51单片机的中断系统120

5.1.3 中断源121

5.1.4 中断优先级122

5.1.5 中断屏蔽和中断响应的条件、过程122

5.1.6 外部中断及中断请求的撤除123

5.1.7 中断系统应用124

5.2　定时／计数器127

5.2.1 定时／计数器的结构及工作原理127

5.2.2 定时／计数器的方式和控制寄存器128

5.2.3 定时／计数器的工作方式129

5.2.4 定时／计数器应用131

5.3　串行接口135

5.3.1 串行通信的基本知识135

5.3.2 MCS-51单片机的串行接口140

5.3.3 串行通信应用举例145

思考与练习149

第6章　MCS-51系列单片机接口技术151

6.1　外部总线的扩展151

6.1.1　MCS-51系列单片机外总线结构151

6.1.2　MCS-51系列单片机总线的驱动152

6.2　程序存储器的扩展153

6.2.1　程序存储器的扩展方法及时序153

6.2.2　地址锁存器155

6.2.3 EPROM芯片接口156

6.2.4 E2PROM芯片接口160

6.3　外部数据存储器的扩展165

6.3.1 外部数据存储器的扩展方法及时序165

6.3.2 静态RAM芯片接口166

6.3.3 兼有EPROM和RAM存储器的接口169

6.3.4　数据存储器的掉电保护169

6.4　并行输入输出接口的扩展171

6.4.1 I/O接口编址方式172

6.4.2 用TTL芯片扩展I/O接口172

6.4.3 用可编程芯片扩展并行I/O接口176

6.5 A/D和D/A接口技术191

6.5.1 D/A转换器与MCS-51系列单片机接口技术191

6.5.2 A/D转换器与MCS-51系列单片机接口技术203

6.5.3　采样保持器及多路开关217

6.6 I2C总线器件的接口220

6.6.1 概述220

6.6.2 I2C总线器件与8031的接口229

思考与练习234

第7章 MCS-51应用系统的研制和调试235

7.1 MCS-51应用系统研制方法235

7.1.1　确定任务235

7.1.2　总体设计235

7.1.3　硬件设计方法237

7.1.4　软件设计方法239

7.2　MCS-51应用系统的调试方法243

7.2.1　常见硬件故障分析243

7.2.2　硬件调试方法243

7.2.3　软件调试方法244

7.3　键盘和显示接口技术247

7.3.1　键盘接口技术247

7.3.2　显示接口技术252

7.4　步进电机的单片机控制262

7.4.1　步进电机工作原理262

7.4.2　步进电机驱动电路原理262

7.4.3　步进电机控制原理及实例263

7.5　单片机温度控制系统269

7.5.1　硬件电路269

7.5.2 温度控制的算法和程序272

思考与练习286

第8章 单片机的C语言应用程序设计287

8.1 C语言与MCS-51287

8.2 C51数据类型用在MCS-51中的存储方式288

8.2.1 C51的数据类型288

8.2.2 C51数据在MCS-51中的存储方式288

8.3 C51数据的存储类型与MCS-51存储结构290

8.4 MCS-51特殊功能寄存器（SPR）的C51定义292

8.5 MCS-51并行接口的C51定义293

8.6　位变量的C51定义294

8.7 C51构造数据类型295

8.7.1　基于存储器的指针295

8.7.2　一般指针296

8.8　模块程序开发过程297

8.8.1 混合编程297

8.8.2　覆盖和共享300

8.8.3　库和连接器／定位器301

8.8.4　程序优化304

8.9 MCS-51内部资源使用的C语言编程304

8.9.1 中断应用的C语言编程304

8.9.2 定时器／计数器（T/C）应用的C语言编程306

8.9.3 串行口使用的C语言编程307

8.10　键盘和数码显示人机交互的C语言编程310

8.10.1　行列式键盘与8031的接口310

8.10.2 七段数码显示与8031的接口312

思考与练习314

第9章 具有MCS-51内核的单片机316

9.1 ATMEL公司的主要AT89C系列316

9.1.1 AT89C5X/LV5X FLASH系列316

9.1.2 AT89CX051 ISP FLASH系列325

9.1.3 AT90S1200单片机327

9.2 PHILIPS公司的8XC51系列327

9.2.1 P87LPC76X（51LPC）系列328

9.2.2 80C51＋内核的通用51系列333

9.3 WINBOND公司的W77/88系列334

9.3.1 WINBOND78系列334

9.3.2 WINBOND77系列338

附录一　MCS-51系列单片机指令表341

附录二 电气设计常用网站345

参考文献346