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第1章 单片机技术概述1

1.1计算机系统分类简介1

1.2微型计算机的基本概念2

1.2.1微型计算机系统的基本结构2

1.2.2微型计算机的基本工作原理3

1.3单片微型计算机3

1.3.1单片机应用系统及组成4

1.3.2单片机的发展趋势4

1.3.3 MCS-51单片机系列5

1.3.4 MCS-51系列单片机类型7

1.4单片机的应用8

第2章MCS-51系列单片机的结构10

2.1 MCS-51系列单片机的内部结构10

2.1.1 8051系列单片机的内部结构及其功能10

2.1.2 8051的引脚定义及功能11

2.2 MCS-51单片机存储器结构14

2.2.1 MCS-51单片机的存储地址结构14

2.2.2程序存储器14

2.2.3数据存储器15

2.3并行I/O口电路结构19

2.3.1 P0口结构20

2.3.2 P1口结构21

2.3.3 P2口结构21

2.3.4 P3口结构21

2.4时钟电路与复位电路22

2.4.1单片机的时钟电路与时序22

2.4.2单片机的复位电路25

2.5单片机的工作过程26

第3章Proteus ISIS现代电子系统仿真技术29

3.1 Proteus ISIS仿真软件简介29

3.1.1 Proteus软件系统组成29

3.1.2电子产品设计流程30

3.1.3 Proteus ISIS操作界面介绍31

3.1.4 Proteus软件资源34

3.1.5 Proteus软件在教学与实践中的应用36

3.2 ProteusISIS菜单栏介绍37

3.2.1文件（File）菜单37

3.2.2查看（View）菜单37

3.2.3编辑（Edit）菜单38

3.2.4工具（Tools）菜单39

3.2.5设计（Design）菜单39

3.2.6绘图（Graph）菜单40

3.2.7源代码（Source）菜单40

3.2.8调试（Debug）菜单40

3.2.9库（Library）菜单40

3.2.10模板（Template）菜单41

3.2.11系统（System）菜单41

3.3可视化助手43

3.4 Proteus电路设计基础44

3.4.1设计流程44

3.4.2新建设计文档44

3.4.3设置工作环境44

3.4.4选取元器件及编辑45

3.4.5原理图连线48

3.4.6电气规则检查ERC48

3.4.7保存原理图49

3.5基于Proteus的设计实例49

3.5.1 Proteus电路原理图设计49

3.5.2软件设计52

3.5.3加载源程序及编译52

3.5.4电路仿真53

3.5.5源代码仿真与调试53

3.5.6单片机内部资源仿真与调试54

第4章MCS-51单片机指令系统56

4.1指令系统概述56

4.1.1指令概念56

4.1.2指令格式及说明57

4.2寻址方式59

4.2.1立即寻址59

4.2.2直接寻址61

4.2.3寄存器寻址62

4.2.4寄存器间接寻址63

4.2.5变址寻址64

4.2.6相对寻址65

4.2.7位寻址66

4.3指令系统68

4.3.1数据传送类指令68

4.3.2算术运算类指令76

4.3.3逻辑运算及位移类指令83

4.3.4位操作指令87

4.3.5控制转移类指令92

4.3.6常用伪指令100

第5章MCS-51单片机汇编语言程序设计106

5.1汇编语言程序设计的基本步骤106

5.2顺序程序设计107

5.2.1顺序程序结构107

5.2.2顺序程序设计实例108

5.3分支程序设计109

5.3.1单分支结构程序的形式109

5.3.2单分支结构程序的设计实例110

5.3.3多分支程序设计与实例111

5.3.4散转程序112

5.4循环程序设计113

5.4.1循环结构程序段的组成114

5.4.2循环程序实例114

5.5查表程序设计117

5.6子程序调用设计118

5.6.1子程序调用及返回过程118

5.6.2子程序嵌套121

5.6.3堆栈结构122

5.7基于Proteus的汇编语言程序设计与仿真实例122

5.7.1广告灯电路设计与仿真122

5.7.2开关状态显示电路设计与仿真125

5.7.3汽车转向与刹车控制器设计与仿真127

第6章MCS-51单片机的定时与中断系统134

6.1单片机的定时/计数器134

6.1.1单片机定时/计数器的结构及工作原理134

6.1.2定时/计数器的方式寄存器和控制寄存器136

6.1.3定时/计数器初始化及步骤137

6.1.4定时/计数器的工作方式138

6.2基于Proteus的定时/计数器设计与仿真实例143

6.2.1广告灯电路设计与仿真143

6.2.2电子秒表设计与仿真146

6.2.3方波发生器的设计与仿真148

6.3 MCS-51中断系统149

6.3.1中断系统的概念及特点149

6.3.2中断系统的组成及中断源150

6.3.3中断系统控制寄存器151

6.3.4中断处理过程154

6.3.5外部中断源的扩展156

6.3.6中断服务程序的设计158

6.4基于Proteus ISIS的中断系统仿真160

6.4.1周期为20 ms方波发生器的设计与仿真160

6.4.2二路方波发生器的设计与仿真161

6.4.3彩灯中断控制电路设计与仿真163

6.4.4电子圆模式电路设计与仿真166

第7章 单片机显示接口技术174

7.1 LED显示器与接口技术174

7.1.1 LED数码管结构及工作原理174

7.1.2 LED数码管的控制方式175

7.2基于Proteus的LED显示器与接口电路设计177

7.2.1基于Proteus的电子秒表电路设计177

7.2.2基于Proteus的脉冲计数电路设计179

7.2.3基于Proteus的篮球竞赛24s定时器电路设计与仿真182

7.3点阵式LED显示器与接口技术186

7.3.1点阵LED结构及原理186

7.3.2 8051与LED大屏幕显示器的接口技术188

7.4基于Proteus的大屏幕显示器电路设计与仿真190

7.4.1基于Proteus的LED点阵静态显示技术190

7.4.2基于Proteus的LED点阵动态显示技术191

7.5 LCD液晶显示器与接口技术194

7.5.1 LCD显示原理及分类194

7.5.2 LCD液晶显示模块195

7.5.3 1602 LCD的控制指令及初始化198

7.5.4 LCD显示模块的接口形式199

7.6基于Proteus的LCD显示电路设计与仿真200

7.6.1间接访问方式LCD显示电路的设计与仿真200

7.6.2直接访问方式LCD字符显示电路的设计与仿真204

第8章 单片机键盘接口技术209

8.1键盘209

8.1.1键盘工作原理209

8.1.2键盘结构与输入特点209

8.2独立式键盘接口技术210

8.2.1独立式按键电路结构210

8.2.2独立式按键的软件结构210

8.3基于Proteus的独立式键盘电路设计与仿真211

8.3.1基于Proteus的查询独立式键盘电路设计212

8.3.2基于Proteus的中断独立式键盘电路设计214

8.4矩阵式键盘接口技术217

8.4.1矩阵式键盘电路结构217

8.4.2矩阵式键盘按键的识别218

8.4.3矩阵式键盘工作方式218

8.5基于Proteus的矩阵式键盘电路设计与仿真219

8.5.1基于Proteus的查询矩阵式键盘电路设计220

8.5.2基于Proteus的中断矩阵式键盘电路设计223

第9章 单片机转换器接口技术228

9.1 A/D转换器接口技术228

9.1.1 A/D转换器原理228

9.1.2典型A/D转换器芯片 ADC0809229

9.1.3 ADC0809与MCS-51单片机的接口技术230

9.1.4 ADC0809转换程序设计232

9.2基于Proteus的 ADC0809数据采集系统设计与仿真234

9.2.1基于Proteus的ADC0809单路数据采集系统设计235

9.2.2基于Proteus的ADC0809多路数据采集系统设计237

9.3 D/A转换器接口技术241

9.3.1 D/A转换原理及主要技术指标241

9.3.2并行D/A转换器芯片DAC0832242

9.3.3 DAC0832与单片机接口技术244

9.4基于Proteus的DAC0832应用电路设计245

9.4.1基于Proteus的DAC0832D/A转换电路设计245

9.4.2基于Proteus的DAC0832扫描式电压输出电路设计247

9.4.3基于Proteus的DAC0832三角波发生器249

9.4.4基于Proteus的DAC0832正弦波发生器251

第10章 单片机串行通信接口技术256

10.1通信的一般概念256

10.1.1并行通信与串行通信256

10.1.2串行通信的制式257

10.1.3串行通信的两种基本方式257

10.1.4串行通信的波特率258

10.1.5串行通信接口259

10.2 MCS-51单片机串行通信接口259

10.2.1 MCS-51串行口的结构259

10.2.2 MCS-51串行口的工作方式261

10.2.3 MCS-51串行口的波特率263

10.2.4 MCS-51串行通信的编程方法264

10.3 MCS-51单片机串行口的扩展应用266

10.3.1单片机I/O口的扩展266

10.3.2基于Proteus的串入并出扩展口电路设计267

10.3.3基于Proteus的并入串出扩展口电路设计268

10.4 MCS-51单片机双机串行通信的应用270

10.4.1双机通信接口270

10.4.2单片机双机通信原理与设置270

10.4.3基于Proteus的单片机双机串行通信设计271

10.5 MCS-51单片机多机串行通信的应用274

10.5.1多机通信硬件基本电路274

10.5.2多机通信原理与设置274

10.5.3基于Proteus的单片机多机串行通信设计275

10.6 MCS-51单片机与PC串行通信的应用279

10.6.1单片机和PC串行通信硬件基本电路279

10.6.2单片机和PC串行通信的设置280

10.6.3基于Proteus的单片机与PC串行通信技术280

第11章 单片机系统设计和基于Proteus的学期项目286

11.1单片机应用系统设计方法286

11.1.1确定任务286

11.1.2总体设计287

11.1.3硬件设计287

11.1.4抗干扰措施289

11.1.5软件设计290

11.1.6系统调试291

11.1.7系统仿真291

11.2基于Proteus的学期项目292

11.2.1交通信号灯模拟控制系统的设计与仿真292

11.2.2 16x16 LED图形广告屏（会飞的小鸟）设计与仿真306

11.2.3直流电动机PWM控制模块设计与仿真311

11.2.4子项目1——直流电动机的正转、反转控制电路设计与仿真316

11.2.5子项目2——直流电动机固定PWM转速的电路设计与仿真319

11.2.6系统项目——直流电动机PWM调速电路设计与仿真322

附录A MSC-51指令速查表327

附录B Proteus常用元器件331

附录C基本逻辑符号对照表333

参考文献335