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第1章 单片机概述1

1.1 单片机的概念1

1.1.1 单片机的定义1

1.1.2 单片机的诞生1

1.1.3 单片机的应用领域2

1.1.4 单片机与嵌入式系统2

1.2 单片机发展史及发展趋势2

1.3 MCS-51系列单片机及其兼容产品3

1.3.1 MCS-51系列单片机分类4

1.3.2 MCS-51系列单片机的兼容产品5

1.4 计算机基础知识6

1.4.1 数制6

1.4.2 数制转换7

1.4.3 编码8

1.4.4 计算机中数的表示9

本章小结10

习题与思考题10

第2章 MCS-51单片机硬件结构12

2.1 MCS-51系列单片机的基本结构12

2.1.1 MCS-51系列单片机的总体基本结构12

2.1.2 MCS-51系列单片机主要功能部件12

2.1.3 8051单片机内部结构及引脚13

2.1.4 外部总线构成15

2.2 MCS-51单片机的中央处理器16

2.2.1 CPU的组成16

2.2.2 指令执行的基本步骤16

2.2.3 时钟电路及时钟时序单位17

2.3 MCS-51单片机的内部存储器20

2.3.1 存储器结构及地址分配20

2.3.2 内部程序存储器21

2.3.3 内部数据存储器22

2.3.4 堆栈26

2.4 MCS-51单片机的工作方式27

2.4.1 执行指令程序方式27

2.4.2 掉电保护方式28

2.4.3 低功耗方式28

本章小结30

习题与思考题30

第3章 MCS-51单片机指令系统33

3.1 MCS-51单片机指令概述33

3.1.1 MCS-51单片机汇编语言指令格式33

3.1.2 布尔处理机33

3.1.3 指令中的常用符号34

3.2 MCS-51单片机的寻址方式34

3.2.1 立即寻址35

3.2.2 直接寻址35

3.2.3 寄存器寻址36

3.2.4 寄存器间接寻址36

3.2.5 基址加变址寻址37

3.2.6 相对寻址38

3.2.7 位寻址39

3.3 MCS-51单片机的指令系统40

3.3.1 数据传送指令40

3.3.2 算术运算指令45

3.3.3 逻辑运算和移位指令48

3.3.4 控制转移指令51

3.3.5 位操作指令56

本章小结58

习题与思考题59

第4章 汇编语言程序设计65

4.1 程序设计基础65

4.1.1 汇编语言源程序设计的步骤66

4.1.2 汇编语言的语句格式67

4.1.3 汇编语言的伪指令68

4.1.4 MCS-51单片机汇编语言源程序格式及上机过程73

4.2 单片机汇编语言程序的控制结构74

4.2.1 顺序结构程序设计74

4.2.2 分支结构程序设计75

4.2.3 循环结构程序设计76

4.2.4 子程序设计81

4.3 MCS-51单片机汇编语言程序设计举例83

4.3.1 数据传送程序设计83

4.3.2 算术运算程序设计84

4.3.3 数制转换程序设计87

4.3.4 查表程序设计90

4.3.5 数据检索程序设计92

本章小结94

习题与思考题95

第5章 C51应用基础97

5.1 Keil C51简介97

5.2 C51程序设计概述97

5.2.1 C51语言的特点97

5.2.2 C51程序与标准C程序的区别98

5.2.3 C51的标识符与关键字98

5.2.4 C51语言程序的书写格式99

5.3 C51数据类型99

5.3.1 C51的数据类型99

5.3.2 数据类型转换102

5.4 C51的运算量103

5.4.1 常量103

5.4.2 变量104

5.4.3 存储模式105

5.5 C51的运算符和表达式106

5.5.1 C51运算符简介106

5.5.2 算术运算符和算术表达式107

5.5.3 关系运算符与关系表达式107

5.5.4 逻辑运算符与逻辑表达式108

5.5.5 位运算符108

5.5.6 赋值运算符和赋值表达式111

5.5.7 复合赋值运算符和复合赋值表达式111

5.5.8 逗号运算符和逗号表达式111

5.5.9 条件运算符和条件表达式112

5.5.10 指针和地址运算符112

5.5.11 sizeof运算符112

5.6 C51的基本语句114

5.6.1 表达式语句和空语句114

5.6.2 复合语句115

5.6.3 条件语句115

5.6.4 开关语句117

5.6.5 循环结构119

5.7 C51的指针121

5.7.1 C51指针变量122

5.7.2 指针的运算124

5.7.3 通过指针宏访问存储器124

5.8 C51的函数126

5.8.1 C51函数分类126

5.8.2 C51函数的定义127

5.8.3 C51中断函数的定义128

5.8.4 C51的部分头文件和库函数129

5.9 C51程序设计应用举例132

5.9.1 8051单片机I/O口操作132

5.9.2 再入函数的定义133

5.9.3 排序和查找133

5.9.4 码制转换136

本章小结138

习题与思考题139

第6章 MCS-51单片机的硬件资源及其应用141

6.1 并行I/O端口141

6.1.1 端口功能141

6.1.2 端口原理及操作142

6.1.3 并行口应用举例146

6.2 MCS-51的中断系统147

6.2.1 MCS-51中断系统的组成及中断源148

6.2.2 MCS-51的中断控制149

6.2.3 MCS-51的中断响应过程152

6.2.4 MCS-51的中断程序设计155

6.3 MCS-51单片机的定时/计数器158

6.3.1 定时/计数器的功能概述158

6.3.2 定时/计数器的结构、控制及工作方式159

6.3.3 定时/计数器的编程及应用165

6.4 MCS-51单片机的串行接口及其串行通信168

6.4.1 串行通信的基本概念169

6.4.2 MCS-51单片机的串行口及控制寄存器170

6.4.3 MCS-51单片机的串行通信工作方式172

6.4.4 串行口应用举例175

本章小结183

习题与思考题183

第7章 MCS-51单片机系统扩展及其应用187

7.1 存储器的扩展187

7.1.1 扩展技术的原理和方法187

7.1.2 常用半导体存储器芯片190

7.1.3 程序存储器扩展193

7.1.4 数据存储器扩展设计195

7.1.5 单片机扩展外部存储器空间地址分配195

7.1.6 多片存储器扩展设计198

7.2 I/O接口的扩展200

7.2.1 简单I/O接口扩展200

7.2.2 用串行口扩展并行I/O接口202

7.2.3 可编程I/O接口扩展203

7.3 D/A、A/D转换及其接口扩展208

7.3.1 A/D转换芯片ADC0809简介208

7.3.2 ADC0809与MCS-51型单片机的接口210

7.4 MCS-51型单片机与D/A转换接口212

7.4.1 D/A转换芯片ADC0832简介213

7.4.2 DAC0832与MCS-51单片机的接口215

7.5 MCS-51单片机键盘接口218

7.5.1 独立式键盘218

7.5.2 矩阵式键盘221

7.6 MCS-51单片机显示器接口226

7.6.1 LED显示器的结构与原理226

7.6.2 LED显示器的显示方式227

7.6.3 LED显示接口典型应用电路229

本章小结232

习题与思考题233

第8章 串行总线扩展技术234

8.1 串行总线扩展概述234

8.1.1 串行扩展的种类234

8.1.2 串行扩展的特点234

8.2 I2C串行扩展总线235

8.3 SPI串行扩展接口237

8.3.1 SPI总线的结构原理237

8.3.2 SPI总线的软件模拟238

8.3.3 SPI串行扩展应用实例239

8.4 串行单总线（1-Wire）技术241

8.4.1 单总线的工作原理241

8.4.2 单总线应用实例——数字温度测量与控制242

本章小结248

习题与思考题248

第9章 MCS-51单片机应用系统设计249

9.1 MCS-51单片机应用系统的结构249

9.2 MCS-51单片机应用系统设计250

9.2.1 总体方案设计250

9.2.2 硬件设计251

9.2.3 软件设计251

9.2.4 可靠性设计253

9.3 单片机应用系统的调试、测试256

9.3.1 硬件调试256

9.3.2 软件调试257

9.3.3 系统联合调试258

9.3.4 现场调试及性能测试258

9.4 单片机应用系统举例259

9.4.1 单片机在控制系统中的应用259

9.4.2 单片机在里程、速度计量中的应用261

9.4.3 数字电子时钟系统设计实例265

9.4.4 单片机遥控系统的应用设计273

本章小结296

习题与思考题297

第10章 实验与课程设计298

10.1 DVCC-ZHC2/DVCC-52196JH/JH＋单片机仿真实验系统使用简介298

10.1.1 实验系统的启动298

10.1.2 实验系统键盘简介299

10.1.3 DVCC实验系统的工作方式300

10.1.4 实验过程中实验结果的查看301

10.1.5 实验的一般步骤301

10.2 Keil μVision开发环境简介302

10.2.1 Keil μVision简介302

10.2.2 Keil μVision3集成开发环境302

10.2.3 使用Keil C51进行单片机程序设计实验的一般步骤303

10.3 基础性实验306

实验一 清零实验306

实验二 拆字实验308

实验三 数据排序实验309

实验四 多分支实验312

实验五 单片机I/O口实验（P3和P1口应用）314

实验六 并行I/O口8255扩展实验316

实验七 A/D转换ADC0809应用320

实验八 D/A转换DAC0832应用323

实验九 串并转换实验326

实验十 音乐发声器（电子音响）实验328

实验十一 继电器控制实验331

10.4 设计性实验333

实验一 P1口实验333

实验二 独立式按键实验335

实验三 7段LED数码管实验337

实验四 8051内部定时器实验339

实验五 4×4矩阵式键盘实验342

10.5 课程设计346

10.5.1 设计目的346

10.5.2 内容及时间安排346

10.5.3 基本要求347

10.5.4 考核及评分标准347

10.5.5 设计报告内容及要求347

10.5.6 课程设计实例347

10.5.7 课程设计参考题目及要求356

附录A ASCII码表359

附录B MCS-51系列单片机指令表360

附录C 常用数字集成电路引脚图364

参考文献368