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第1章 单片机概述1

1.1什么是单片机1

1.2单片机的发展历史2

1.3单片机的特点2

1.4.单片机的应用3

1.5单片机的发展趋势4

1.6 MCS-51系列与AT89S5x系列单片机5

1.6.1 MCS-51系列单片机5

1.6.2 AT89系列单片机6

1.6.3 AT89系列单片机的型号说明7

1.7各种衍生品种的51单片机8

1.7.1 STC系列单片机9

1.7.2 C8051F X X X单片机10

1.7.3 ADμC812单片机10

1.7.4华邦W77系列、W78系列单片机10

1.8 PIC系列单片机与AVR系列单片机10

1.8.1 PIC系列单片机11

1.8.2 AVR系列单片机12

1.9其他的嵌入式处理器简介12

1.9.1嵌入式DSP处理器13

1.9.2嵌入式微处理器13

思考题及习题14

第2章AT89S51单片机硬件结构15

2.1 AT89S51单片机的硬件组成15

2.2 AT89S51的引脚功能17

2.2.1电源及时钟引脚17

2.2.2控制引脚18

2.2.3并行1/O口引脚18

2.3 AT89851的CPU19

2.3.1运算器19

2.3.2控制器21

2.4 AT89S51单片机存储器的结构21

2.4.1程序存储器空间22

2.4.2数据存储器空间23

2.4.3特殊功能寄存器23

2.4.4位地址空间26

2.5 AT89S51单片机的并行IO端口27

2.6时钟电路与时序29

2.6.1时钟电路设计29

2.6.2机器周期、指令周期与指令时序30

2.7复位操作和复位电路31

2.7.1复位操作31

2.7.2复位电路设计31

2.8低功耗节电模式33

2.8.1空闲模式33

2.8.2掉电运行模式34

2.8.3掉电和空闲模式下的WDT34

思考题及习题35

第3章C51语言编程基础37

3.1编程语言Keil C51简介37

3.1.1 Keil C51简介37

3.1.2 C51与标准c的比较38

3.2 Keil C51的开发工具39

3.2.1集成开发环境Keil μVision3简介39

3.2.2 Keil μVision3软件的安装、启动和运行40

3.3 C51语言程序设计基础40

3.3.1 C51语言中的数据类型与存储类型41

3.3.2 C51语言的特殊功能寄存器及位变量定义45

3.3.3 C51语言的绝对地址访问47

3.3.4 C51的基本运算48

3.3.5 C51的分支与循环程序结构50

3.3.6 C51的数组57

3.3.7 C51的指针58

3.4 C51语言的函数60

3.4.1函数的分类60

3.4.2函数的参数与返回值61

3.4.3函数的调用62

3.4.4中断服务函数63

3.4.5变量及存储方式63

3.4.6宏定义与文件包含64

3.4.7库函数65

3.5软件仿真开发工具Proteus与KeilμVision3的联调65

3.5.1软件仿真开发工具Proteus简介65

3.5.2 Proteus与Keil μVision3的联调66

思考题及习题67

第4章AT89S51片内并行端口原理及编程68

4.1 AT89S51的并行1/O端口的结构及工作原理68

4. 1.1 PO口68

4.1.2 P1口70

4.1.3 P2口70

4.1.4 P3口71

4.1.5 P1～P3口驱动LED发光二极管的问题72

4.2并行1/O端口的C51编程举例73

4.2.1从左到右的流水灯的制作73

4.2.2左右来回循环的流水灯的制作73

4.2.3开关量检测指示器176

4.2.4开关量检测指示器276

思考题及习题77

第5章AT89S51单片机的中断系统79

5.1 AT89S51中断技术概述79

5.2 AT89S51中断系统结构79

5.2.1中断请求源80

5.2.2中断请求标志寄存器80

5.3中断允许与中断优先级的控制81

5.3.1中断允许寄存器IE82

5.3.2中断优先级寄存器IP82

5.4响应中断请求的条件84

5.5外部中断的响应时间85

5.6外部中断的触发方式选择86

5.6.1电平触发方式86

5.6.2跳沿触发方式86

5.7中断请求的撤销86

5.8中断函数87

5.9 C51编程举例88

5.9.1单一外中断的应用88

5.9.2两个外中断的应用89

5.9.3中断嵌套91

5.9.4多外部中断源系统设计92

思考题及习题93

第6章AT89S51单片机的定时器／计数器95

6.1定时器／计数器的结构95

6.1.1工作方式控制寄存器TMOD96

6.1.2定时器计数器控制寄存器TCON96

6.2定时器计数器的4种工作方式97

6.2.1方式097

6.2.2方式198

6.2.3方式298

6.2.4方式399

6.3对外部输入的计数信号的要求100

6.4定时器／计数器的编程和应用101

6.4.1 P1口外接的8只LED每0.5s闪亮一次101

6.4.2计数器的应用102

6.4.3扩展一个外部中断源103

6.4.4 P1.0上产生周期为2ms的方波104

6.4.5 P1.1上产生周期为is的方波104

6.4.6 T 1控制发出1kHz的音频信号105

6.4.7测量脉冲宽度——门控位GATEx的应用106

6.4.8实时时钟的设计107

思考题及习题108

第7章AT89S51单片机的串行口110

7.1串行口的结构110

7.1.1串行口控制寄存器SCON110

7.1.2特殊功能寄存器PCON112

7.2串行口的4种工作方式112

7.2.1方式0112

7.2.2方式1116

7.2.3方式2117

7.2.4方式3118

7.3多机通信119

7.4波特率的制定方法120

7.4.1波特率的定义120

7.4.2定时器T1产生波特率的计算120

7.5串行通信的应用设计122

7.5.1各种串行通信接口标准122

7.5.2方式1的应用124

7.5.3方式2和方式3的应用127

7.5.4主从式多机通信的应用129

7.5.5单片机与PC的串行通信133

7.5.6 PC与单片机或与多个单片机的串行通信接口设计135

思考题及习题136

第8章AT89S51单片机外部存储器的扩展138

8.1系统扩展结构138

8.2地址空间分配和外部地址锁存器139

8.2.1存储器地址空间分配139

8.2.2外部地址锁存器142

8.3程序存储器EPROM的扩展144

8.3.1常用的EPROM芯片144

8.3.2程序存储器的操作时序146

8.3.3 AT89S51单片机与EPROM的接口电路设计148

8.4静态数据存储器RAM的扩展149

8.4.1常用的静态RAM （SRAM)芯片149

8.4.2外扩数据存储器的读写操作时序150

8.4.3 AT89S51单片机与RAM的接口电路设计151

8.5 EPROM和RAM的综合扩展153

8.5.1综合扩展的硬件接口电路153

8.5.2外扩存储器电路的编程155

8.6片内Flash存储器的编程155

8.6.1通用编程器编程157

8.6.2 ISP编程157

思考题及习题158

第9章AT89S51单片机的I/O扩展160

9.1 1/O接口扩展概述160

9.1.1扩展的IO接口功能160

9.1.2 I/O端口的编址160

9.1.3 1/O数据的传送方式161

9.1.4 I/O接口电路161

9.2 AT89S51扩展1/O接口芯片82C55的设计162

9.2.1 82C55芯片简介162

9.2.2工作方式选择控制字及端口PC置位复位控制字163

9.2.3 82C55的3种工作方式165

9.2.4 AT89S51单片机与82C55的接口设计169

9.3利用74LSTTL电路扩展并行IO口171

9.4用AT89S51单片机的串行口扩展并行口172

9.4.1用74LS165扩展并行输入口172

9.4.2用74LS 164扩展并行输出口173

9.5用1/O口控制的声音报警接口174

9.5.1扬声器报警接口174

9.5.2音乐报警接口176

思考题及习题176

第10章AT89S51单片机与输入／输出外设的接口178

10.1 LED数码管显示器的接口设计178

10.1.1 LED数码管的工作原理178

10.1.2 LED数码管显示器接口设计举例179

10.2键盘的接口设计183

10.2.1键盘接口应解决的问题183

10.2.2键盘接口设计举例184

10.2.3键盘扫描方式的选取188

10.3键盘／显示器接口的设计实例188

10.3.1利用并行IO芯片82C55实现键盘／显示器接口188

10.3.2利用串行口实现的键盘／显示器接口191

10.3.3专用接口芯片HD7279实现的键盘/显示器控制193

10.4 AT89S51单片机与液晶显示器的接口204

10.4.1 LCD显示器的分类204

10.4.2点阵字符型液晶显示模块介绍204

10.4.3 AT89S51单片机与LCD的接口及软件编程208

10.5 AT89S51单片机与微型打印机TPμp-40A/16A的接口211

10.6 AT89S51单片机与BCD码拨盘的接口设计215

思考题及习题216

第11章AT89S51单片机与D/A A/D转换器的接口217

11.1 AT89S51单片机与DAC的接口217

11.1.1 D/A转换器简介217

11.1.2 AT89S51单片机与8位D/A转换器0832的接口设计218

11.2 AT89S51单片机与ADC的接口225

11.2.1 A/D转换器简介225

11.2.2 AT89S51与逐次比较型8位A/D转换器ADC0809的接口226

11.2.3 AT89S51与逐次比较型12位A/D转换器AD 1674的接口230

11.3 AT89S51单片机与V/F转换器的接口234

11.3.1用V/F转换器实现A/D转换的原理235

11.3.2常用V/F转换器LMX31简介235

11.3.3 V/F转换器与MCS-51单片机接口236

11.3.4 LM331应用举例237

思考题及习题238

第12章 单片机的串行扩展技术239

12.1单总线串行扩展239

12.2 SPI总线串行扩展240

12.2.1 SPI总线的扩展结构241

12.2.2扩展带SPI串口的A/D转换器TLC2543242

12.3 I2C总线的串行扩展243

12.3.1 I2C串行总线系统的基本结构244

12.3.2 I2C总线的数据传送规定244

12.3.3 AT89S51的I2C总线扩展系统247

12.3.4 I2C总线数据传送的模拟248

12.3.5 I2C总线在IC卡中的应用251

思考题及习题255

第13章AT89S51单片机的应用设计与调试256

13.1单片机应用系统的设计步骤256

13.2单片机应用系统设计257

13.2.1硬件设计应考虑的问题257

13.2.2典型的单片机应用系统258

13.2.3系统设计中的地址空间分配与总线驱动259

13.2.4应用设计例1——最小应用系统设计261

13.2.5应用设计例2——数字电压表的设计262

13.2.6应用设计例3——带有报警功能的温度测量仪的设计264

13.3单片机应用系统的仿真开发与调试266

13.3.1仿真开发系统的种类与基本功能267

13.3.2仿真开发系统简介267

13.3.3用户样机的仿真调试270

13.4单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计272

13.4.1 AT89S51片内看门狗定时器的使用273

13.4.2软件滤波273

13.4.3开关量输入输出软件抗干扰设计274

13.4.4过程通道干扰的抑制措施——隔离275

13.4.5印刷电路板抗干扰布线的基本原则276

思考题及习题278

参考文献280