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第1章 计算机与嵌入式系统基础1

1.1 计算机与嵌入式系统概述1

1.1.1 嵌入式系统微处理器的种类2

1.1.2 衡量嵌入式计算机的性能和指标3

1.2 计算机组成及工作模型5

1.2.1 CPU的内部结构5

1.2.2 总线与接口8

1.2.3 存储器9

1.2.4 模型机的工作过程12

1.3 MCS-51系列单片机15

1.3.1 MCS-51经典型架构单片机15

1.3.2 MCS-51单片机的典型产品20

1.3.3 MCS-51单片机最小系统21

1.4 MCS-51存储器结构22

1.4.1 MCS-51存储器构成22

1.4.2 MCS-51单片机的特殊功能寄存器26

习题与思考题31

第2章 MCS-51指令系统与汇编程序设计32

2.1 MCS-51系列单片机汇编指令格式及标识32

2.1.1 指令格式33

2.1.2 指令中用到的标识符33

2.2 MCS-51系列单片机寻址方式34

2.3 MCS-51系列单片机指令系统38

2.3.1 数据传送指令38

2.3.2 算术运算指令43

2.3.3 逻辑运算指令47

2.3.4 位操作指令50

2.3.5 控制转移指令52

2.4 MCS-51系列单片机汇编程序设计常用伪指令61

2.5 MCS-51系列单片机汇编程序设计64

2.5.1 延时程序设计64

2.5.2 数据块复制粘贴程序65

2.5.3 数学运算程序65

2.5.4 数据的拼拆和转换75

2.5.5 多分支转移（散转）程序77

2.5.6 比较与排序80

习题与思考题82

第3章 Keil C51语言程序设计基础与开发调试87

3.1 C51与MCS-51单片机87

3.2 C51的数据类型89

3.3 数据的存储类型和存储模式94

3.3.1 C语言标准存储类型94

3.3.2 C51的数据存储类型95

3.3.3 C51的存储模式95

3.4 C51中绝对地址的访问96

3.5 Keil μ Vision集成开发环境99

3.6 基于Multisim进行单片机应用系统仿真107

3.7 基于Proteus的单片机应用系统仿真111

3.7.1 Proteus简介111

3.7.2 基于Proteus进行单片机应用系统仿真112

3.8 单片机应用系统的开发117

3.8.1 单片机应用系统的开发工具117

3.8.2 单片机应用系统的调试120

习题与思考题121

第4章 中断与中断系统122

4.1 中断机制与中断系统运行122

4.2 MCS-51单片机的中断系统124

4.3 中断程序的编写130

4.4 MCS-51多外部中断源系统设计132

习题与思考题134

第5章 MCS-51单片机的I/O接口及人机接口技术初步135

5.1 MCS-51的I/O接口结构135

5.2 MCS-51的I/O驱动电路设计139

5.3 I/O口与上下拉电阻143

5.4 MCS-51单片机与LED显示器接口145

5.4.1 LED显示器的结构与原理145

5.4.2 LED数码管显示器的译码方式146

5.4.3 LED数码管的显示方式147

5.5 MCS-51单片机与键盘的接口151

5.5.1 键盘的工作原理151

5.5.2 矩阵式键盘与单片机的接口158

5.5.3 基于扫描法改进矩阵式键盘与单片机的接口方法162

习题与思考题165

第6章 系统总线与系统扩展技术166

6.1 系统总线和系统扩展方法166

6.1.1 MCS-51单片机系统总线结构167

6.1.2 MCS-51系统总线时序169

6.1.3 基于系统总线进行系统扩展的总线连接方法171

6.2 系统存储器扩展举例174

6.2.1 程序存储器扩展174

6.2.2 数据存储器扩展177

6.2.3 程序存储器与数据存储器综合扩展178

6.3 输入／输出接口及设备扩展179

6.3.1 利用74HC573和74HC244扩展的简单I/O接口180

6.3.2 利用多片74HC573和系统总线扩展输出口181

6.3.3 利用多片74HC244和系统总线扩展输入口184

6.3.4 基于系统总线和Verilog HDL实现输入／输出接口扩展设计185

6.4 1602字符液晶及其6800接口技术189

6.4.1 6800系统总线接口时序及1602驱动方法189

6.4.2 操作1602的11条指令详解194

6.4.3 1602液晶驱动程序设计197

6.5 DMA及接口技术201

习题与思考题204

第7章 定时器／计数器及应用205

7.1 定时器／计数器及应用概述205

7.2 定时器／计数器T/C0和T/C1206

7.2.1 定时器／计数器T/C0和T/C1的结构及工作原理206

7.2.2 定时器／计数器T/C0和T/C1的相关SFR208

7.2.3 定时器／计数器T/C0和T/C1的工作方式209

7.2.4 定时器／计数器T/C0和T/C1的初始化编程及应用211

7.3 定时器／计数器T/C2217

7.3.1 定时器／计数器T/C2的寄存器217

7.3.2 定时器／计数器T/C2的工作方式218

7.3.3 定时器／计数器T/C2的应用举例221

7.4 定时器应用224

7.4.1 定时器典型设计举例：（作息时间控制）数字钟／万年历的设计224

7.4.2 定时器典型设计举例：赛跑电子秒表的设计229

7.5 时间间隔、时刻测量及应用234

7.5.1 时间间隔、时刻测量及应用概述234

7.5.2 时间间隔、时刻测量的应用：超声波测距仪的设计235

7.6 频率测量及应用247

7.6.1 频率的直接测量方法——定时计数248

7.6.2 通过测量周期测量频率251

7.6.3 频率计的设计252

习题与思考题259

第8章 MCS-51单片机的串行口260

8.1 嵌入式系统数据通信的基本概念260

8.2 MCS-51单片机串行口的结构及通信原理263

8.3 MCS-51单片机串行口的波特率设置及初始化267

8.4 MCS-51单片机串行口的异步点对点通信及RS-232接口应用268

8.4.1 MCS-51单片机串行口的异步点对点通信268

8.4.2 RS-232接口276

8.5 多机通信与RS-485总线系统280

8.5.1 多机通信原理280

8.5.2 RS-485接口与多机通信286

8.5.3 RS-485总线通信系统的可靠性分析及措施289

8.5.4 基于RS-485的网络节点软件设计293

习题与思考题299

第9章 串行扩展技术301

9.1 SPI总线扩展接口及应用301

9.1.1 SPI总线及其应用系统结构301

9.1.2 SPI总线的接口时序302

9.1.3 用MCS-51的串行口扩展并行口305

9.1.4 基于SPI接口和74HC595的LED点阵屏技术308

9.2 SPI总线应用——采用日历时钟芯片DS1302实现电子钟表310

9.2.1 DS1302简介310

9.2.2 DS1302与单片机的接口314

9.3 I2C串行总线扩展技术317

9.3.1 I2C串行总线概述317

9.3.2 I2C总线的数据传送319

9.3.3 I2C总线数据传送的模拟323

9.3.4 I2C总线存储器的扩展330

9.4 单总线技术与基于DS1820的温度检测系统设计332

9.4.1 DS18B20概貌333

9.4.2 DS18B20的内部构成及测温原理334

9.4.3 DS18B20的访问协议335

9.4.4 DS18B20的自动识别技术338

9.4.5 DS18B20的单总线读／写时序339

9.4.6 DS18B20使用中的注意事项340

9.4.7 单片DS18B20测温应用程序设计341

9.4.8 DS18B20多点测温网络343

习题与思考题344

第10章 A/D、D/A转换器及接口设计345

10.1 D/A转换器原理、接口技术及应用要点345

10.1.1 D/A转换器原理及指标345

10.1.2 D/A转换器与单片机的连接348

10.1.3 MCS-51单片机与DAC0832的接口技术349

10.1.4 基于TL431的基准电压源设计356

10.2 A/D转换器原理、接口技术及应用要点357

10.2.1 A/D转换器原理及指标357

10.2.2 A/D转换器的主要性能指标359

10.2.3 ADC0809与MCS-51的接口361

10.3 TLC2543及其接口应用365

10.4 4 1/2位双积分型A/D转换器——ICL7135及其接口技术369

习题与思考题374

第11章 嵌入式系统设计375

11.1 嵌入式应用系统结构及设计375

11.1.1 基于单片机的嵌入式应用系统结构375

11.1.2 单片机应用系统的设计内容377

11.2 嵌入式系统的一般设计过程及原则378

11.2.1 硬件系统设计原则378

11.2.2 应用软件设计原则378

11.2.3 应用系统开发过程379

11.3 嵌入式系统的抗干扰技术380

11.3.1 软件抗干扰380

11.3.2 硬件抗干扰381

11.3.3 “看门狗”技术382

11.4 嵌入式系统的低功耗设计383

11.4.1 硬件低功耗设计384

11.4.2 软件低功耗设计387

11.5 嵌入式处理器发展与嵌入式系统设计390

习题与思考题392

附录A 课程设计或实习参考题目393

附录B MCS-51指令速查表395

附录C ASCII表400

参考文献401