单片机原理与应用

第1章 单片机基础知识. 1

1.1 计算机的发展 1

1.1.1 通用计算机的发展 1

1.1.2 单片机的发展历程 2

1.1.3 单片机的发展趋势 3

1.2 计算机的组成及技术指标 4

1.2.1 通用微型计算机的组成 4

1.2.2 MCS-51单片机的组成 6

1.2.3 计算机的主要技术指标 8

1.3 8051单片机常用系列 8

1.4 单片机的应用 10

1.5 一个简单实例及单片机应用系统开发过程 11

1.6 数制及编码 13

1.6.1 数制 13

1.6.2 编码 15

1.7 常用数字电路 18

1.7.1 逻辑门电路 18

1.7.2 三态门 19

1.7.3 触发器 20

1.7.4 寄存器 21

思考题与习题 23

第2章 8051单片机结构 25

2.1 8051单片机引脚及其功能 25

2.2 8051单片机内部结构 29

2.3 中央处理器与时序 30

2.3.1 运算器 30

2.3.2 控制器 32

2.3.3 时序 33

2.4 8051存储器结构 36

2.4.1 程序存储器 37

2.4.2 数据存储器 37

2.4.3 特殊功能寄存器 39

2.5 复位与复位电路 42

2.6 单片机低功耗工作方式 43

思考题与习题 45

第3章 8051单片机指令系统 46

3.1 指令系统概述 46

3.2 寻址方式 48

3.2.1 符号说明 48

3.2.2 寻址方式 48

3.3 数据传送类指令 51

3.3.1 片内RAM数据传送指令 51

3.3.2 片外数据传送指令 53

3.3.3 查表指令 53

3.3.4 堆栈操作指令 54

3.3.5 交换指令 55

3.4 算术运算类指令 56

3.4.1 加法指令 56

3.4.2 减法指令 57

3.4.3 加1指令 57

3.4.4 减1指令 57

3.4.5 十进制调整指令 58

3.4.6 乘法与除法指令 58

3.5 逻辑运算类指令 59

3.5.1 逻辑“与”指令 59

3.5.2 逻辑“或”指令 59

3.5.3 逻辑“异或”指令 60

3.5.4 累加器清零与取反指令 60

3.5.5 循环移位指令 60

3.6 控制转移类指令 61

3.6.1 无条件转移指令 61

3.6.2 条件转移指令 62

3.6.3 间接转移指令 63

3.6.4 子程序调用及返回指令 63

3.6.5 空操作指令 64

3.7 布尔运算类指令 65

3.7.1 位数据传送指令 65

3.7.2 位修改指令 65

3.7.3 位逻辑运算指令 66

3.7.4 位转移指令 66

思考题与习题 67

第4章 汇编语言程序设计 69

4.1 概述 69

4.1.1 程序设计语言 69

4.1.2 汇编语言源程序的格式 70

4.1.3 汇编语言伪指令 71

4.2 顺序与循环程序 73

4.2.1 程序基本结构 73

4.2.2 顺序程序 74

4.2.3 循环程序 75

4.3 分支程序 78

4.3.1 简单分支程序 78

4.3.2 散转程序 79

4.4 查表程序 80

4.5 子程序 82

4.6 算术运算与代码转换程序举例 86

4.6.1 多字节算术运算 86

4.6.2 代码转换 88

思考题与习题 90

第5章 并行输入输出接口及其应用 91

5.1 概述 91

5.2 8051并行输入输出端口结构 91

5.3 I/O端口的简单应用 95

5.4 I/O端口用于显示器与键盘 99

5.4.1 数码管显示器接口 99

5.4.2 键盘接口 102

思考题与习题 106

第6章 中断系统 107

6.1 概述 107

6.1.1 中断的概念 107

6.1.2 中断的功能 108

6.1.3 中断源 108

6.1.4 中断处理过程 109

6.2 8051单片机中断系统.. 110

6.2.1 中断源及中断入口 110

6.2.2 中断请求标志 111

6.2.3 中断允许控制寄存器 112

6.2.4 中断源优先级的设定 113

6.3 中断响应处理过程 114

6.3.1 中断响应 114

6.3.2 中断处理 115

6.3.3 中断返回 115

6.3.4 中断请求的撤除 116

6.3.5 外部中断响应时间 117

6.4 扩展外部中断源 117

6.5 中断系统的应用 118

思考题与习题 121

第7章 定时器/计数器 123

7.1 8051定时器/计数器结构及工作原理 123

7.1.1 定时器/计数器结构和原理 123

7.1.2 定时器/计数器方式寄存器 125

7.1.3 定时器控制寄存器 125

7.2 定时器/计数器的工作方式 126

7.2.1 定时器方式0 126

7.2.2 定时器方式1 127

7.2.3 定时器方式2 127

7.2.4 定时器方式3 128

7.3 定时器/计数器的应用 128

7.3.1 方式0.方式1的应用 129

7.3.2 方式2.方式3的应用 133

7.3.3 门控位的应用 135

思考题与习题 135

第8章 串行通信接口 137

8.1 串行通信概述 137

8.2 8051单片机串行通信口 139

8.2.1 串行口结构与工作原理 139

8.2.2 串行口控制寄存器 140

8.2.3 串行口的工作方式 141

8.2.4 串行通信波特率 145

8.3 单片机串行口方式0的应用 146

8.4 单片机与单片机串行通信 148

8.5 单片机与PC串行通信 151

8.5.1 串行通信硬件接口电路 151

8.5.2 单片机与PC串行通信软件设计 153

思考题与习题 156

第9章 存储器扩展与接口技术 157

9.1 并行总线扩展 158

9.2 单片机外部存储器扩展 160

9.2.1 存储器寻址 160

9.2.2 程序存储器的扩展 162

9.2.3 数据存储器的扩展 165

9.2.4 程序和数据存储器空间的合并 167

9.3 并行I/O接口扩展 167

9.3.1 简单I/O接口电路扩展 167

9.3.2 可编程并行I/O口8255的扩展 168

9.4 D/A转换接口 172

9.4.1 D/A转换基本原理 173

9.4.2 D/A转换器的指标 174

9.4.3 D/A转换器DAC0832与单片机的接口 174

9.5 A/D转换接口 177

9.5.1 A/D转换器的指标 178

9.5.2 A/D转换器ADC0809的接口 178

9.6 扩展接口用于键盘显示器 182

9.6.1 并行接口8255及串口扩展用于键盘显示器 182

9.6.2 键盘显示器接口芯片8279 187

思考题与习题 195

第10章 8051单片机C语言程序设计 197

10.1 概述 197

10.2 C51数据类型与存储类型 197

10.3 SFR.可寻址位和I/O口的定义 200

10.4 C语言运算符与基本语句 201

10.5 C51程序结构与函数 203

10.6 C51编程实例 205

思考题与习题 210

第11章 单片机开发系统与集成开发环境 211

11.1 单片机开发工具 211

11.2 集成开发环境uV2 216

11.3 单片机实验开发板 222

11.3.1 8051单片机实验仿真器MON-51 222

11.3.2 AT89S51单片机ISP在系统编程 226

思考题与习题 227

第12章 单片机应用系统设计 228

12.1 单片机应用系统的设计开发方法 228

12.2 开关量输入输出接口电路 232

12.3 单片机应用系统实例 234

12.4 数字温度计 239

12.5 温度压力测控系统 244

思考题与习题 247

第13章 8051单片机新技术 248

13.1 新型8051兼容单片机 248

13.2 AT89系列8051单片机 251

13.3 定时器T2与监视定时器 253

13.3.1 定时器T2 253

13.3.2 监视定时器 258

13.4 串行总线接口技术 258

13.4.1 SPI总线扩展 259

13.4.2 I2C总线扩展 264

思考题与习题 271

附录A 8051指令表 272

附录B 单片机术语与符号英汉对照表 280

参考文献 286

《单片机原理与应用》以8051单片机为典型，介绍单片机的结构原理、软件设计、接口技术和应用。主要内容包括单片机基础知识、8051单片机结构原理、指令系统、汇编语言程序设计、并行接口及其应用、中断系统、定时器/计数器、串行通信接口、存储器扩展与接口技术（并口扩展、D/A转换接口、A/D转换接口、键盘、显示接口）、C语言程序设计、单片机开发系统与集成开发环境、单片机应用系统设计、单片机新技术等内容。《单片机原理与应用》有大量实例，许多实例可以用于实验和制作；各章安排有思考题与习题。《单片机原理与应用》可作为高等院校相关专业的单片机课程教材，还可以供从事计算机测控、智能仪器、嵌入式系统等领域的工程技术人员参考使用。

《单片机原理与应用》博采众家之长，注重基础理论与实用技术的平衡，大量实例，提供实验参考，附有指令系统表、单片机术语表与符号英汉对照表。