MCS-51单片机原理及应用

1绪论

1.1单片机及其特点

1.2单片机的应用

1.3单片机的历史及发展概况

1.48位单片机的主要生产厂商和机型

1.5单片机的发展趋势

1.6常用数制及转换

1.6.1常用数制

1.6.2数制转换

1.7数的表示方法

1.7.1机器数与真值

1.7.2数的原码、反码和补码表示法

1.8编码

1.8.1ASCII码(字符编码)

1.8.2二一十进制编码(BCD码)

1.8.3汉字的编码

1.8.4校验码编码

思考题及习题1

2MCS-51单片机结构及原理

2.1MCS-51系列单片机

2.2MCS-51单片机的硬件结构

2.3MCS-51单片机引脚及功能

2.3.1电源及时钟引脚

2.3.2控制引脚

2.3.3I/O口引脚

2.4MCS-51的微处理器

2.4.1控制器

2.4.2运算器

2.5MCS-51存储器的结构

2.5.1存储器概述

2.5.2程序存储器

2.5.3内部数据存储器

2.5.4特殊功能寄存器

2.6并行I/O端口

2.6.1P0口结构

2.6.2P1口结构

2.6.3P2口结构

2.6.4P3口结构

2.6.5P0～P3口小结

2.7时钟电路和cPU时序

2.7.1时钟电路

2.7.2时序

2.8复位电路

2.8.1复位操作

2.8.2复位电路

2.9单片机低功耗工作方式

思考题及习题2

3MCS-51指令系统及程序设计

3.1指令系统简介

3.1.1MCS-51指令系统概述

3.1.2指令格式

3.1.3指令分类及符号说明

3.2MCS-51的寻址方式

3.2.1直接寻址

3.2.2立即寻址方式

3.2.3寄存器寻址

3.2.4寄存器间接寻址方式

3.2.5基址寄存器加变址寄存器间址寻址方式

3.2.6相对寻址方式

3.2.7位寻址方式

3.3数据传送类指令

3.4算术运算指令

3.5逻辑运算类指令

3.6控制程序转移类指令

3.7位操作命令

3.8MCS-51汇编语言的伪指令

3.9汇编语言程序设计实例

3.9.1汇编语言程序设计的基本步骤

3.9.2汇编语言程序的基本结构

3.9.3顺序程序

3.9.4分支程序设计

3.9.5循环程序设计

3.9.6子程序调用

3.9.7查表程序

思考题及习题3

实验1拆字程序

4MCS-51的中断系统

4.1中断概述

4.1.1中断的概念

4.1.2中断的作用

4.2MCS-51中断系统的结构

4.2.1MCS-51中断请求源

4.2.2中断允许寄存器IE

4.2.3中断优先级控制及嵌套

4.2.4中断响应

4.2.5中断处理

4.3中断服务程序的设计

思考题及习题4

实验2外部中断实验

5MCS-51的定时/计数器

5.1定时/计数器的结构与工作原理

5.2定时/计数器的控制

5.2.1工作模式寄存器TMOD

5.2.2控制寄存器TCON

5.3定时/计数器的工作模式及应用

5.3.1模式0及其应用

5.3.2模式1及其应用

5.3.3模式2及其应用

5.3.4模式3及其应用

5.4定时/计数器的综合应用举例

思考题及习题5

实验3定时/计数器实验

6MCS-51串行口及应用

6.1串行通信的基础知识

6.1.1串行通信的两种基本方式

6.1.2串行通信的数据传送方式

6.1.3串行通信总线标准及其接口

6.2MCS-51的串行口的结构

6.2.1电源和波特率控制寄存器PCON

6.2.2串行口控制寄存器SCON

6.3串行口的工作方式

6.3.1串行口方式0

6.3.2串行口方式1

6.3.3串行口方式2、方式3

6.4多机通信

思考题及习题6

实验4串口/并口转换实验

7MCS-51人机通信接口

7.1键盘接口技术

7.1.1键盘输入应解决的问题

7.1.2键盘接口的工作原理

7.1.3键盘工作方式

7.2MCS-51单片机与BCD码拨盘的接口设计

7.3蜂鸣器接口技术

7.4LED接口技术

7.4.1LED显示器结构与原理

7.4.2LED显示器接口及显示程序

7.4.3LED显示器驱动技术

7.5MCS-51与液晶显示器(LCD)的接口

7.5.1LCD的分类

7.5.2点阵式液晶显示模块

7.5.3HD44780模块与MCS-51的接口

思考题及习题7

实验5LED数码显示实验

8MCS-51的功率接口

8.1MCS-51与功率晶体管的接口

8.2MCS-51与集成电路驱动器的接口

8.3MCS-51与光电耦合器的接口

8.4MCS-51与直流电磁式继电器的接口

8.5MCS-51与固态继电器(SSR)的接口

思考题及习题8

9MCS-51单片机的模拟量接口

9.1D/A转换接口技术

9.1.1D/A转换器概述

9.1.2MCS-51与DAC0832的接口

9.2A/D转换接口技术

9.2.1A/D转换器概述

9.2.2MCS-51与AD(20809原理的接口

9.3MCS-51与V/F转换器的接口

9.3.1LMX31系列V/F转换器

思考题及习题9

实验6模拟量输出接口实训

10MCS-51的C51程序设计

10.1C51语言的特点

10.1.1C51的基本程序结构

10.1.2C51程序开发过程

10.2C51语言扩展

10.2.1数据类型

10.2.2存储器类型

10.2.3存储器模型

10.2.4指针

10.2.5C51与汇编的接口

10.2.6函数属性

10.2.7优化程序

10.3C51编程实例

实验7C51程序设计实训

思考题及习题10

11MCS-51单片机应用系统设计

11.1MCS-51应用系统设计

11.2应用系统的硬件设计

11.2.1单片机系统扩展部分

11.2.2单片机前向通道设计

11.2.3单片机后向通道

11.2.4单片机人机对话通道

11.2.5单片机相互通信通道

11.3单片机应用系统的软件设计

11.4单片机应用系统的抗干扰设计

11.4.1供电系统的抗干扰设计

11.4.2空间干扰及抗干扰措施

11.4.3过程通道干扰及抗干扰措施

11.5软件抗干扰措施

11.5.1软件滤波

11.5.2开关量输入/输出软件抗干扰设训

11.5.3指令冗余及软件陷阱

11.5.4看门狗技术

11.6单片机应用系统的低功耗技术

11.6.1硬件低功耗设计

11.6.2软件低功耗设计

11.7单片机应用系统的开发与调试

11.7.1通用型单片机开发系统

11.7.2用户样机调试

思考题及习题11

12MCS-51单片机应用举例

12.1实用子程序

12.2多功能灯光控制器

12.2.1多功能灯光控制器硬件设计

12.2.2多功能灯光控制器软件设计

12.3步进电机控制

12.3.1步进电机控制原理

12.3.2步进电机接口技术与软件设计

12.4简单温控器

12.4.1简单温控器的硬件设计

12.4.2简单温控器的软件设计

附录

附录AASCII码表

附录BMCS-51系列单片机指令系统表

附录C常用芯片引脚

参考文献

　　本书在“必需、够用”的原则指导下，强调MCS-51单片机基本知识及其应用，并从系统性方面注重对知识点的覆盖。将知识点与能力点紧密结合，并重点突出了工程应用与生产实际相结合。　　本书各部分内容都从MCS-51单片机原理的基础知识入手，采用通俗易懂的叙述方法，这对初学者理解和掌握单片机及其应用技术具有较大的帮助。并且重视MCS-51单片机在计算机、电工、电子信息、机电、机械、汽车、医学等学科中的应用。　　教育部在2003年10月“高职高专教育人才培养模式研究”和同年11月教育部高职高专教育的会议上都强调了高职高专教育应该按照“以应用为目的，以必需够用为度”的原则。本书从应用的角度，详细地介绍了MCS-51单片机的结构、指令系统、应用接口设计、各种常用的数据运算和处理程序以及接口驱动程序的设计。　　本书突出了选取内容的实用性、典型性，重点突出MCS-51单片机新的应用，知识覆盖面较广。　　本书可作为应用型本科以及高职高专院校理、工、农、医等学科专业学生学习MCS-51单片机课程的教材，又可作为教学参考书，另外对各类从事MCS-51单片机应用的广大工程技术人员也有一定的参考价值。