单片机原理与应用系统设计

第1章单片机概述

1.1单片机的概念及特点

1.1.1单片机的基本概念

1.1.2单片机的主要特点

1.2单片机的发展历程

1.3单片机的种类与应用

1.3.1单片机的种类

1.3.2单片机的等级

1.3.3单片机的应用

1.4单片机的选型

习题

第2章单片机的基本原理

2.1MCS51系列单片机简介

2.1.1MCS51系列单片机的特点

2.1.2MCS51系列单片机的常用芯片简介

2.2MCS51系列单片机的结构

2.2.1MCS51系列单片机的内部结构

2.2.2MCS51系列单片机的CPU

2.2.3MCS51系列单片机的存储器分布

2.2.4MCS51系列单片机的输入输出接口

2.2.5MCS51系列单片机的时钟电路

2.2.6MCS51系列单片机的复位电路

2.3MCS51系列单片机的引脚功能

2.4MCS51系列单片机的时序

2.4.1MCS51系列单片机的时序单位

2.4.2MCS51系列单片机典型指令的时序

2.5.2MCS51系列单片机的节电方式

习题

第3章单片机汇编语言程序设计

3.1MCS51系列单片机的汇编指令格式和寻址方式

3.1.1MCS51系列单片机的汇编指令格式

3.1.2MCS51系列单片机的寻址方式

3.2MCS51系列单片机的指令系统

3.2.1数据传送类指令

3.2.2算术运算类指令

3.2.3逻辑运算类指令

3.2.4控制转移类指令

3.2.5位运算类指令

3.3MCS51系列单片机汇编程序常用的伪指令

3.4MCS51系列单片机汇编语言程序设计

3.4.1数据的寻找与排序的程序

3.4.2数据运算的程序

3.4.3数据的拼拆和转换

3.4.4多分支转移程序

3.4.5子程序设计

习题

第4章单片机C语言程序设计

4.1C语言与MCS51系列单片机

4.1.1C语言与MCS51系列单片机

4.1.2C51程序的结构

4.2C51的基本数据类型

4.3C51的运算量

4.3.1常量

4.3.2变量

4.3.3变量的存储模式

4.3.4绝对地址的访问

4.4C51的运算符及表达式

4.4.1算术运算符和算术表达式

4.4.2赋值运算符和赋值表达式

4.4.3增量运算符和增量表达式

4.4.4关系运算符和关系表达式

4.4.5逻辑运算符和逻辑表达式

4.4.6复合赋值运算符

4.4.7逗号运算符和逗号表达式

4.4.8条件运算符和条件表达式

4.4.9位运算符和位运算

4.4.10指针与地址运算符

4.5C51的输入与输出

4.5.1格式输出函数printf（）

4.5.2格式输入函数scanf（）

4.6C51程序基本结构与相关语句

4.6.1C51程序的基本结构

4.6.2C51语句

4.6.3if语句

4.6.4switch/case语句

4.6.5while语句

4.6.6do…while语句

4.6.7for语句

4.6.8break和continue语句

4.6.9return语句

4.7C51的函数

4.7.1函数的定义

4.7.2函数的调用与声明

4.7.3函数的嵌套调用和递归调用

4.8C51的构造数据类型

4.8.1数组

4.8.2指针

4.8.3结构体

4.8.4共用体

4.8.5枚举类型

4.9C51程序的编辑和编译

习题

第5章MCS51单片机内部资源及编程

5.1并行输入输出接口

5.2定时/计数器接口

5.2.1定时/计数器的主要特性

5.2.2定时/计数器T0、T1的工作原理

5.2.3定时/计数器的特殊功能寄存器

5.2.4定时/计数器的工作模式

5.2.5定时/计数器的初始化编程及应用

5.3串行接口

5.3.1串行口的主要特性

5.3.2MCS51系列单片机串行口的工作原理

5.3.3串行口的特殊功能寄存器

5.3.4串行口的工作方式

5.3.5串行口的初始化编程及应用

5.4中断系统

5.4.1MCS51系列单片机中断系统的特点

5.4.2MCS51系列单片机的中断源

5.4.3MCS51系列单片机的中断控制寄存器

5.4.4中断系统的应用

习题

第6章MCS51单片机的外部接口技术

6.1人机接口

6.1.1数码管显示接口

6.1.2字符点阵式LCD显示接口

6.1.3图形点阵式LCD显示接口

6.1.4键盘接口

6.2存储器扩展

6.2.1单片机系统总线

6.2.2数据存储器扩展

6.2.3程序存储器扩展

6.2.4单片机对外部存储器的读写时序

6.3输入输出口扩展

6.3.1简单I/O接口扩展

6.3.2可编程并行I/O接口扩展

6.4A/D转换接口

6.4.1A/D转换原理

6.4.2ADC0809芯片的应用

6.5D/A转换接口

6.5.1D/A转换原理

6.5.2DAC0832芯片的应用

6.6开关量输入输出接口

习题

第7章MCS51单片机的通信接口技术

7.1RS232接口通信

7.1.1RS232基本原理

7.1.2单片机与PC的RS232接口通信

7.2RS485接口通信

7.3IIC总线接口通信

7.3.1IIC总线主要特点

7.3.2IIC总线工作时序

7.3.3IIC总线操作指令格式

7.3.4IIC总线E2PROM芯片的应用

7.4SPI总线接口通信

7.4.1SPI总线工作原理

7.4.2SPI总线芯片ADC0832的应用

7.5CAN总线接口通信

7.5.1CAN通信总线原理

7.5.2常用的CAN总线芯片

7.5.3CAN总线应用

7.6USB总线接口通信

7.6.1USB通信总线原理

7.6.2常用的USB通信总线芯片

7.6.3USB1.1通信总线应用

习题

第8章单片机应用系统设计

8.1系统设计总体规划

8.1.1单片机应用系统设计流程

8.1.2硬件系统设计原则

8.1.3软件系统设计原则

8.2电子密码锁设计

8.2.1硬件电路设计

8.2.2软件程序设计

8.3GPS定位终端设计

8.3.1硬件电路设计

8.3.2软件程序设计

8.4电子日历

8.4.1硬件电路设计

8.4.2软件程序设计

8.5温度检测器设计

8.5.1硬件电路设计

8.5.2软件程序设计

8.6电梯内部控制器设计

8.6.1硬件电路设计

8.6.2软件程序设计

8.7直流电机温控调速器

8.7.1硬件电路设计

8.7.2软件程序设计

第9章嵌入式操作系统应用基础

9.1嵌入式操作系统介绍

9.1.1嵌入式计算机系统体系结构

9.1.2嵌入式操作系统主要功能

9.1.3典型的嵌入式操作系统

9.2RTX51TINY操作系统基本功能

9.2.1RTX51TINY特性

9.2.2RTX51TINY的任务管理

9.2.3RTX51TINY的系统函数

9.2.4使用RTX51TINY编程时注意事项

9.2.5RTX51TINY的系统配置

9.2.6RTX51TINY的编程规则

9.3RTX51TINY操作系统应用实例

9.3.1多路跑马灯

9.3.2矩阵键盘扫描识别

9.3.3秒表

9.3.4串口通信

习题

第10章便携式单片机学习板介绍

10.1SLG1型便携式单片机学习板特点

10.2原理图设计

10.2.1总体设计

10.2.2各模块单元设计

10.3例程设计

第11章单片机应用系统开发工具

11.1KeilμVision集成开发环境的使用

11.1.1工程文件的建立

11.1.2在工程中添加程序文件

11.1.3编译和连接工程文件，形成目标文件

11.1.4调试运行，观察结果

11.1.5仿真环境的设置

11.2Proteus仿真软件介绍

附录AMCS51单片机指令表

A.1数据传输类指令

A.2算术运算类指令

A.3逻辑操作类指令

A.4位操作类指令

A.5控制转移类指令

附录BC51的库函数

B.1专用寄存器头文件REGXXX.H

B.2字符函数库CTYPE.H

B.3一般输入输出函数库STDIO.H

B.4字符串函数库STRING.H

B.5标准函数库STDLIB.H

B.6数学函数库MATH.H

B.7预定义宏函数库ABSACC.H

B.8内部函数库INTRINS.H

参考文献

本书在较全面和详细地介绍MCS51单片机的基本原理、系统结构、内部资源、指令系统、常用接口及其外部扩展、应用系统设计等内容的基础上，增加了丰富的能够实际演示的单片机应用实例、嵌入式操作系统在MCS51单片机系统中应用的方法和实例，目的是强化学习者的单片机软、硬件系统的整体设计意识和设计能力，也为嵌入式技术的学习打下良好基础。全书共分11章，内容包括单片机技术概述、基本原理、汇编语言程序设计、C语言程序设计、内部资源及应用、基本外部接口技术、通信接口技术、应用系统设计、嵌入式操作系统的应用、便携式单片机学习板的设计和单片机应用系统开发工具。每一章节的例题均由浅入深、循序渐进、讲解透彻。书中相关应用设计案例的编写具有完整性、系统性和工程性。所有案例均给出可实施的系统级设计资料，包括用Protel绘制的硬件电路原理图、Keil μVision环境下调试通过的软件源程序代码，以及Proteus环境下的系统仿真实现结果。每章结束备有相关的习题，以便及时巩固所学知识。本书内容全面，概念清晰，结构合理，实例丰富，文字通俗易懂，并配有多媒体教学课件和相关案例，是学习单片机原理与系统设计的理想教材，特别适合作为高等院校电子信息类专业的本科生教材。本书也可作为爱好单片机软、硬件技术和嵌入式技术的初学者和工程设计人员的参考书。