單片機原理及接口技術(shù)（第2版）內(nèi)容簡介

本書詳細介紹了美國ATMEL公司的AT89S51單片機的硬件結(jié)構(gòu)與工作原理，8051匯編語言指令系統(tǒng)，并從應(yīng)用設(shè)計的角度介紹AT89S51單片機的各種硬件擴展口設(shè)計、口驅(qū)動程序設(shè)計以及AT89S51單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，同時給出了較多的典型設(shè)計案例。本書還對AT89S51單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中的各種流行器件也作以介紹。

【推薦語】

本書主要特如下： 1.科學(xué)合理的課程體系結(jié)構(gòu)，即以芯片為基礎(chǔ)，以口設(shè)計為主線，以應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計為目的。避免僅從原理上去對單片機行分析和介紹，特別注重各種口設(shè)計和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計中的軟硬件結(jié)合。 2.注重學(xué)生的實際動手、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，建立了課堂教學(xué)、實驗教學(xué)加課程設(shè)計的三位一體的培養(yǎng)體系，把先的信息技術(shù)手段（電子課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺）融教學(xué)之中。 3.課程內(nèi)容緊跟科技發(fā)展，不斷更新，具有實用性、典型性。授課中的應(yīng)用實例，大多來自科研工作及教學(xué)實踐。

【作者】

張毅剛，教授研究領(lǐng)域：主要研究方向：虛擬儀器及計算機自動測試技術(shù)。 主要研究內(nèi)容：虛擬儀器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)計和組建；微型計算機、單片機、數(shù)字信號處理機在虛擬儀器系統(tǒng)中的應(yīng)用；各類總線口技術(shù)及其總線標(biāo)準(zhǔn)（諸如數(shù)據(jù)采集卡式、GBIB、VXI、PXI、USB、IEEE1394口或總線的虛擬儀器系統(tǒng)）；虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集、分析、處理和顯示技術(shù)；虛擬儀器的的軟件發(fā)平臺技術(shù)、軟件設(shè)計技術(shù)和軟件規(guī)范以及測試軟件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。

內(nèi)容提要

前言

第1章 單片機概述

1.1 單片機簡介

1.2 單片機的發(fā)展歷史

1.3 單片機的特點

1.4 單片機的應(yīng)用

1.5 單片機的發(fā)展趨勢

1.6 MCS-51系列與AT89S5x系列單片機

1.6.1 MCS-51系列單片機

1.6.2 AT89S5x系列單片機簡介

1.7 各種衍生品種的8051單片機

1.7.1 STC系列單片機

1.7.2 C8051Fxxx單片機

1.7.3 ADμC812單片機

1.7.4 華邦W77系列、W78系列單片機

1.8 PIC系列單片機與AVR系列單片機

1.8.1 PIC系列單片機

1.8.2 AVR系列單片機

1.9 其他的嵌入式處理器簡介

1.9.1 嵌入式DSP處理器

1.9.2 嵌入式微處理器

思考題及習(xí)題

第2章 AT89S51單片機的片內(nèi)硬件結(jié)構(gòu)

2.1 AT89S51單片機的硬件組成

2.2 AT89S51的引腳功能

2.2.1 電源及時鐘引腳

2.2.2 控制引腳

2.2.3 并行I/O口引腳

2.3 AT89S51的CPU

2.3.1 運算器

2.3.2 控制器

2.4 AT89S51單片機存儲器的結(jié)構(gòu)

2.4.1 程序存儲器空間

2.4.2 數(shù)據(jù)存儲器空間

2.4.3 特殊功能寄存器

2.4.4 位地址空間

2.5 AT89S51單片機的并行I/O端口

2.5.1 P0口

2.5.2 P1口

2.5.3 P2口

2.5.4 P3口

2.6 時鐘電路與時序

2.6.1 時鐘電路設(shè)計

2.6.2 時鐘周期、機器周期、指令周期與指令時序

2.7 復(fù)位操作和復(fù)位電路

2.7.1 復(fù)位操作

2.7.2 復(fù)位電路設(shè)計

2.8 AT89S51單片機的最小應(yīng)用系統(tǒng)

2.9 看門狗定時器（WDT）的使用

2.10 低功耗節(jié)電模式

2.10.1 空閑模式

2.10.2 掉電運行模式

思考題及習(xí)題

第3章 8051指令系統(tǒng)與編程基礎(chǔ)

3.1 指令系統(tǒng)概述

3.2 指令格式

3.3 指令系統(tǒng)的尋址方式

3.4 8051指令系統(tǒng)分類介紹

3.4.1 數(shù)據(jù)傳送類指令

3.4.2 算術(shù)運算類指令

3.4.3 邏輯操作類指令

3.4.4 控制轉(zhuǎn)移類指令

3.4.5 位操作類指令

3.5 8051指令匯總

3.6 某些指令的說明

3.7 8051匯編語言程序設(shè)計基礎(chǔ)

3.7.1 編程語言概述

3.7.2 匯編語言語句和格式

3.7.3 偽指令

3.7.4 匯編語言源程序的匯編

3.8 8051匯編語言程序設(shè)計舉例

3.8.1 子程序的設(shè)計

3.8.2 查表程序設(shè)計

3.8.3 分支轉(zhuǎn)移程序設(shè)計

3.8.4 循環(huán)程序設(shè)計

思考題及習(xí)題

第4章 AT89S51單片機的中斷系統(tǒng)

4.1 AT89S51中斷技術(shù)概述

4.2 AT89S51中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.2.1 中斷請求源

4.2.2 中斷請求標(biāo)志寄存器

4.3 中斷允許與中斷優(yōu)先級的控制

4.3.1 中斷允許寄存器IE

4.3.2 中斷優(yōu)先級寄存器IP

4.4 響應(yīng)中斷請求的條件

4.5 外部中斷的響應(yīng)時間

4.6 外部中斷的觸發(fā)方式選擇

4.6.1 電平觸發(fā)方式

4.6.2 跳沿觸發(fā)方式

4.7 中斷請求的撤銷

4.8 中斷服務(wù)子程序的設(shè)計

4.9 多外部中斷源系統(tǒng)設(shè)計

4.9.1 中斷和查詢結(jié)合的方法

4.9.2 用優(yōu)先權(quán)編碼器擴展外部中斷源

思考題及習(xí)題

第5章 I/O口應(yīng)用——顯示與開關(guān)/鍵盤輸入

5.1 單片機控制發(fā)光二極管的顯示

5.1.1 單片機與發(fā)光二極管的連接

5.1.2 單片機I/O端口控制發(fā)光二極管的編程

5.2 開關(guān)狀態(tài)檢測

5.3 單片機控制LED數(shù)碼管的顯示

5.3.1 LED數(shù)碼管顯示原理

5.3.2 LED數(shù)碼管的顯示方式

5.3.3 LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示設(shè)計

5.3.4 LED數(shù)碼管動態(tài)顯示設(shè)計

5.4 單片機控制LED點陣顯示器顯示

5.4.1 LED點陣顯示器結(jié)構(gòu)與顯示原理

5.4.2 控制16×16 LED點陣顯示屏的設(shè)計

5.5 單片機控制LCD 1602液晶顯示器的顯示

5.5.1 LCD 1602液晶顯示模塊簡介

5.5.2 單片機控制字符型LCD 1602的顯示案例

5.6 鍵盤接口設(shè)計

5.6.1 鍵盤接口設(shè)計應(yīng)解決的問題

5.6.2 獨立式鍵盤的設(shè)計

5.6.3 矩陣式鍵盤的設(shè)計

5.6.4 單片機與專用鍵盤/顯示器芯片HD7279的接口設(shè)計

5.7 AT89S51單片機與BCD碼撥盤的接口設(shè)計

思考題及習(xí)題

第6章 AT89S51單片機的定時器/計數(shù)器

6.1 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)

6.1.1 工作方式控制寄存器TMOD

6.1.2 定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON

6.2 定時器/計數(shù)器的4種工作方式

6.2.1 方式0

6.2.2 方式1

6.2.3 方式2

6.2.4 方式3

6.3 對外部輸入的計數(shù)信號的要求

6.4 定時器/計數(shù)器的編程和應(yīng)用

6.4.1 方式1的應(yīng)用

6.4.2 方式2的應(yīng)用

6.4.3 方式3的應(yīng)用

6.4.4 門控制位GATEx的應(yīng)用——測量脈沖寬度

6.4.5 實時時鐘的設(shè)計

思考題及習(xí)題

第7章 AT89S51單片機的串行口

7.1 串行口的結(jié)構(gòu)

7.1.1 串行口控制寄存器SCON

7.1.2 特殊功能寄存器PCON

7.2 串行口的4種工作方式

7.2.1 方式0

7.2.2 方式1

7.2.3 方式2

7.2.4 方式3

7.3 多機通信

7.4 波特率的制定方法

7.4.1 波特率的定義

7.4.2 定時器T1產(chǎn)生波特率的計算

7.5 串行口的應(yīng)用

7.5.1 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)

7.5.2 串行通信設(shè)計需要考慮的問題

7.5.3 雙機串行通信軟件編程

7.5.4 PC與單片機的點對點串行通信接口設(shè)計

7.5.5 PC與單片機或多個單片機的串行通信接口設(shè)計

思考題及習(xí)題

第8章 AT89S51單片機外部存儲器的并行擴展

8.1 系統(tǒng)并行擴展結(jié)構(gòu)

8.2 地址空間分配和外部地址鎖存器

8.2.1 存儲器地址空間分配

8.2.2 外部地址鎖存器

8.3 靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器RAM的并行擴展

8.3.1 常用的靜態(tài)RAM（SRAM）芯片

8.3.2 外擴數(shù)據(jù)存儲器的讀寫操作時序

8.3.3 AT89S51單片機與RAM的接口設(shè)計與軟件編程

8.4 片內(nèi)Flash存儲器的編程

8.4.1 使用通用編程器的程序?qū)懭?

8.4.2 使用下載線的ISP編程

8.5 E2PROM的并行擴展

8.5.1 并行E2PROM芯片簡介

8.5.2 E2PROM的工作方式

8.5.3 AT89S51單片機擴展E2PROM AT2864的設(shè)計

思考題及習(xí)題

第9章 AT89S51單片機的I/O擴展

9.1 I/O接口擴展概述

9.1.1 擴展的I/O接口功能

9.1.2 I/O端口的編址

9.1.3 I/O數(shù)據(jù)的傳送方式

9.1.4 I/O接口電路

9.2 AT89S51擴展I/O接口芯片82C55的設(shè)計

9.2.1 82C55芯片簡介

9.2.2 工作方式選擇控制字及端口PC置位/復(fù)位控制字

9.2.3 82C55的3種工作方式

9.2.4 AT89S51單片機與82C55的接口設(shè)計

9.3 利用74LSTTL電路擴展并行I/O口

9.4 用AT89S51單片機的串行口擴展并行口

9.4.1 用74LS165擴展并行輸入口

9.4.2 用74LS164擴展并行輸出口

9.5 用I/O口控制的聲音報警接口

9.5.1 蜂鳴音報警接口

9.5.2 音樂報警接口

思考題及習(xí)題

第10章 單片機系統(tǒng)的串行擴展技術(shù)

10.1 單總線串行擴展

10.1.1 單總線系統(tǒng)的典型應(yīng)用——DS18B20的溫度測量系統(tǒng)

10.1.2 單總線DS18B20溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計

10.2 SPI總線串行擴展

10.3 I2C總線的串行擴展

10.3.1 I2C串行總線系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

10.3.2 I2C總線的數(shù)據(jù)傳送規(guī)定

10.3.3 AT89S51的I2C總線系統(tǒng)擴展

10.3.4 I2C總線數(shù)據(jù)傳送的模擬

10.3.5 利用I2C總線擴展E2PROM AT24C02的IC卡設(shè)計

思考題及習(xí)題

第11章 AT89S51單片機與DAC、ADC的接口

11.1 單片機擴展D/A轉(zhuǎn)換器概述

11.2 單片機擴展并行8位DAC0832的設(shè)計

11.2.1 DAC0832簡介

11.2.2 AT89S51單片機與8位D/A轉(zhuǎn)換器0832的接口設(shè)計

11.3 AT89S51單片機與12位D/A轉(zhuǎn)換器AD667的接口設(shè)計

11.3.1 12位D/A轉(zhuǎn)換器AD667簡介

11.3.2 AD667與AT89S51單片機的接口設(shè)計

11.3.3 AD667使用中的技術(shù)細節(jié)

11.4 AT89S51與串行輸入的12位D/A轉(zhuǎn)換器AD7543的接口設(shè)計

11.4.1 AD7543簡介

11.4.2 AT89S51擴展AD7543的接口設(shè)計

11.5 單片機擴展A/D轉(zhuǎn)換器概述

11.6 單片機擴展并行8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809

11.6.1 ADC0809簡介

11.6.2 AT89S51單片機與ADC0809的接口設(shè)計

11.7 單片機擴展12位串行ADC-TLC2543的設(shè)計

11.7.1 TLC2543的特性及工作原理

11.7.2 AT89S51單片機擴展TLC2543的設(shè)計

11.8 AT89S51與雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器MC14433的接口

11.8.1 MC14433 A/D轉(zhuǎn)換器簡介

11.8.2 MC14433與AT89S51單片機的接口

11.9 AT89S51單片機與V/F轉(zhuǎn)換器的接口

11.9.1 用V/F轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的原理

11.9.2 常用V/F轉(zhuǎn)換器LMX31簡介

11.9.3 V/F轉(zhuǎn)換器與AT89S51單片機的接口設(shè)計

11.9.4 V/F轉(zhuǎn)換的應(yīng)用設(shè)計

思考題及習(xí)題

第12章 其他常用的接口設(shè)計

12.1 步進電機的控制

12.1.1 控制步進電機的工作原理

12.1.2 控制步進電機的設(shè)計案例

12.2 直流電機的控制

12.2.1 控制直流電機的工作原理

12.2.2 控制直流電機的設(shè)計案例

12.3 基于時鐘/日歷芯片DS1302的電子鐘設(shè)計

12.3.1 DS1302的工作原理

12.3.2 DS1302的應(yīng)用設(shè)計案例

12.4 AT89S51單片機與微型打印機TPμP-40A/16A的接口

12.4.1 TPμP-40A/16A微型打印機簡介

12.4.2 字符代碼及打印命令

12.4.3 TPμP-40A/16A與AT89S51單片機接口設(shè)計

12.5 單片機與I/O功率驅(qū)動的接口設(shè)計

12.5.1 AT89S51與外圍集成數(shù)字驅(qū)動電路的接口

12.5.2 AT89S51與光電耦合器的接口

12.5.3 AT89S51與集成功率電子開關(guān)輸出接口

思考題及習(xí)題

第13章 AT89S51單片機的應(yīng)用設(shè)計與調(diào)試

13.1 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計步驟

13.2 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計

13.2.1 硬件設(shè)計應(yīng)考慮的問題

13.2.2 典型的單片機應(yīng)用系統(tǒng)

13.2.3 系統(tǒng)設(shè)計中的總線驅(qū)動

13.2.4 軟件設(shè)計考慮的問題

13.2.5 軟件的總體框架設(shè)計

13.3 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的仿真開發(fā)與調(diào)試

13.4 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾與可靠性設(shè)計

13.4.1 AT89S51片內(nèi)看門狗定時器的使用

13.4.2 指令冗余和軟件陷阱

13.4.3 軟件濾波

13.4.4 開關(guān)量輸入/輸出軟件抗干擾設(shè)計

13.4.5 過程通道干擾的抑制措施——隔離

13.4.6 印制電路板抗干擾布線的基本原則

思考題及習(xí)題

附錄A 基礎(chǔ)實驗題目

實驗1 單片機I/O口應(yīng)用——控制LED流水燈

實驗2 單個外部中斷實驗

實驗3 中斷嵌套實驗

實驗4 定時器/計數(shù)器的定時實驗

實驗5 定時器/計數(shù)器的計數(shù)器實驗

實驗6 串口方式0擴展并行輸出口實驗

實驗7 串行口方式0擴展并行輸入口實驗

實驗8 雙單片機串行通信

實驗9 擴展82C55并行I/O實驗

實驗10 獨立式鍵盤實驗

實驗11 矩陣式鍵盤掃描實驗

實驗12 單片機控制1602液晶顯示器顯示字符

實驗13 DAC0832的D/A轉(zhuǎn)換實驗

實驗14 ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換實驗

實驗15 I2C總線串行擴展——AT24C02存儲器讀寫

附錄B 課程設(shè)計題目

題目1 節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計

題目2 單一外中斷的應(yīng)用

題目3 LED數(shù)碼管秒表的制作

題目4 音樂音符發(fā)生器的制作

題目5 用定時器設(shè)計的門鈴

題目6 控制數(shù)碼管循環(huán)顯示單個數(shù)字

題目7 基于DS18B20的數(shù)字溫度計設(shè)計

題目8 利用定時器在P1.0上產(chǎn)生周期為2ms的方波

題目9 電話鍵盤及撥號的模擬

題目10 雙機串行口方式1單工通信

題目11 數(shù)碼管顯示4×4矩陣鍵盤的鍵號

題目12 波形發(fā)生器的制作

題目13 頻率計的制作

題目14 數(shù)字電壓表設(shè)計

題目15 單片機控制串行DAC：AD7543的調(diào)壓器

題目16 單片機控制16×16陣列LED的顯示

題目17 直流電機控制實驗

題目18 步進電機控制實驗

參考文獻