單片機(jī)原理及應(yīng)用（C51語言）圖書前言

了“以項(xiàng)目為載體”的編寫思路，以及以項(xiàng)目引導(dǎo)教學(xué)的編寫原則。經(jīng)過與多所高職高專教學(xué)一線教師的深入切磋，我們對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合，將合適的應(yīng)用實(shí)例與具體知識(shí)點(diǎn)相融合，盡量做到學(xué)以致用，并適當(dāng)降低了理論難度，豐富了實(shí)踐內(nèi)容。

本書以常用的89C51為典型機(jī)型講述單片機(jī)原理及接口技術(shù)，以提高學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力為目的豐富了常用串行口芯片擴(kuò)展的內(nèi)容。書中還利用一章的篇幅具體對(duì)兩個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行了詳盡的實(shí)施過程描述，可使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)過程中的思路與方法。本書采用C51語言作為設(shè)計(jì)語言，為學(xué)生能夠早日掌握單片機(jī)的實(shí)際開發(fā)技術(shù)做出了較好的鋪墊。

本書共分為9章，第1、2章介紹單片機(jī)的認(rèn)知和初步應(yīng)用，第3、4章介紹單片機(jī)的匯編語言及C51語言程序設(shè)計(jì)，第5～7章介紹單片機(jī)的中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和串行接口，第8、9章介紹單片機(jī)接口技術(shù)和單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。附錄中的ASCII碼表、51單片機(jī)匯編指令速查表、Keil C51常用庫函數(shù)和Keil C51常見錯(cuò)誤警告提示信息可供查詢。全書參考學(xué)時(shí)為84學(xué)時(shí)，第3章可作為選學(xué)內(nèi)容。

本書可作為高職高專、中等職業(yè)學(xué)校電類專業(yè)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程以及實(shí)踐的教學(xué)用書，同時(shí)也非常適合自學(xué)單片機(jī)的讀者作為參考。

本書由承德石油高等?？茖W(xué)校鄧立新?lián)沃骶帲械率透叩葘？茖W(xué)校董國增、衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院曹月真任副主編。具體編寫分工如下：第1章、第5章、第6章和第7章由曹月真編寫，第2章和第3章由錢彬編寫，第4章由鄧志輝編寫，第8章由董國增編寫，第9章和附錄由鄧立新編寫。

由于作者水平及能力有限，加之時(shí)間倉促，書中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正，并歡迎來函來電探討，一并感謝。

編 者

本書以89C51為典型機(jī)型，結(jié)合大量實(shí)例，并以Keil C51作為主要編程和調(diào)試工具，由淺入深地講解了單片機(jī)的工作原理及應(yīng)用技術(shù)。全書共分為9章，主要內(nèi)容包括：單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與數(shù)制編碼、單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)C51語言程序設(shè)計(jì)、中斷系統(tǒng)與定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行接口、單片機(jī)接口技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。本書將單片機(jī)技術(shù)的硬件和軟件、理論和實(shí)踐、情境化設(shè)計(jì)項(xiàng)目等進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合，使讀者可以在接近實(shí)際開發(fā)的過程中較完整地學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)及開發(fā)工具的使用，實(shí)現(xiàn)了教、學(xué)、做的合一。

第1章 單片機(jī)的認(rèn)知 1

1.1 單片機(jī)概述 2

1.1.1 單片機(jī)的概念 2

1.1.2 主流單片機(jī)介紹 2

1.1.3 單片機(jī)的應(yīng)用 3

1.2 數(shù)制與編碼 4

1.2.1 數(shù)制 4

1.2.2 數(shù)制的C語言表述 7

1.2.3 原碼、反碼和補(bǔ)碼 9

1.2.4 常用編碼 11

小結(jié) 13

習(xí)題 14

第2章 單片機(jī)的初步應(yīng)用 15

2.1 89C51單片機(jī)最小系統(tǒng) 16

2.1.1 89C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 16

2.1.2 89C51單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 22

2.2 89C51單片機(jī)I/O系統(tǒng) 26

2.2.1 并行端口結(jié)構(gòu) 26

2.2.2 指令系統(tǒng)簡介 31

2.3 Keil C51軟件簡介 33

2.3.1 Keil C51軟件的安裝 33

2.3.2 程序錄入與編輯 34

2.3.3 reg51.h頭文件詳解 42

小結(jié) 46

習(xí)題 46

第3章 89C51單片機(jī)匯編語言簡介 47

3.1 89C51單片機(jī)指令系統(tǒng) 48

3.1.1 89C51單片機(jī)指令分類 48

3.1.2 匯編指令格式 49

3.1.3 尋址方式 50

3.1.4 數(shù)據(jù)傳送指令 52

3.1.5 算術(shù)運(yùn)算指令 54

3.1.6 邏輯運(yùn)算指令 56

3.1.7 控制轉(zhuǎn)移指令 58

3.1.8 位操作指令 60

3.1.9 偽指令 61

3.2 匯編語言程序結(jié)構(gòu) 63

3.2.1 順序結(jié)構(gòu) 63

3.2.2 分支結(jié)構(gòu) 64

3.2.3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 65

3.2.4 子程序 67

小結(jié) 72

習(xí)題 72

第4章 C51程序設(shè)計(jì) 75

4.1 C51語言概述 76

4.1.1 C語言和C51語言 76

4.1.2 C51的特點(diǎn) 77

4.1.3 簡單C51程序介紹 77

4.2 C51數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型 80

4.2.1 常量與變量 80

4.2.2 整型數(shù)據(jù) 81

4.2.3 實(shí)型數(shù)據(jù) 82

4.2.4 字符型數(shù)據(jù) 83

4.2.5 數(shù)組類型 84

4.2.6 指針類型 86

4.2.7 Keil C51中特有的數(shù)據(jù)類型 87

4.2.8 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型 88

4.3 運(yùn)算符和表達(dá)式 89

4.3.1 算術(shù)運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式 89

4.3.2 賦值運(yùn)算符和賦值表達(dá)式 90

4.3.3 逗號(hào)運(yùn)算符和逗號(hào)表達(dá)式 90

4.3.4 關(guān)系運(yùn)算符和關(guān)系表達(dá)式 91

4.3.5 邏輯運(yùn)算符和邏輯表達(dá)式 91

4.3.6 位操作運(yùn)算符和表達(dá)式 92

4.4 C51程序結(jié)構(gòu) 93

4.4.1 順序結(jié)構(gòu) 93

4.4.2 選擇結(jié)構(gòu) 94

4.4.3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 98

4.5 函數(shù) 102

4.5.1 函數(shù)的定義 102

4.5.2 函數(shù)的調(diào)用 103

4.5.3 局部變量和全局變量 105

4.5.4 intrins.h庫函數(shù)介紹 106

4.5.5 中斷程序的編寫 108

4.5.6 寄存器組的切換 109

小結(jié) 112

習(xí)題 112

第5章 單片機(jī)中斷應(yīng)用 113

5.1 中斷的概念 114

5.2 中斷控制 115

5.3 單片機(jī)中斷處理過程 119

5.4 中斷系統(tǒng)C51語言編程要點(diǎn) 121

小結(jié) 128

習(xí)題 128

第6章 單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用 129

6.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及其工作原理 130

6.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作寄存器 131

6.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式 133

6.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器C51語言編程要點(diǎn) 136

小結(jié) 139

習(xí)題 140

第7章 單片機(jī)串行口應(yīng)用 141

7.1 串行通信及其總線標(biāo)準(zhǔn) 142

7.1.1 串行通信的基本概念 142

7.1.2 串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)及其

接口 144

7.2 單片機(jī)串行口及其控制 147

7.2.1 89C51單片機(jī)串行口的結(jié)構(gòu) 147

7.2.2 89C51單片機(jī)串行口

控制寄存器 147

7.2.3 89C51單片機(jī)串行口

工作方式 148

7.2.4 波特率的設(shè)定及串行口

初始化 149

7.2.5 串行口C51語言編程要點(diǎn) 150

小結(jié) 156

習(xí)題 156

第8章 單片機(jī)接口技術(shù) 157

8.1 I/O口擴(kuò)展 158

8.1.1 任務(wù)一：簡單I/O口

擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn) 158

8.1.2 任務(wù)二：可編程I/O口

擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn) 161

8.2 人機(jī)交互接口 170

8.2.1 任務(wù)三：簡單的鍵盤

接口的實(shí)現(xiàn) 170

8.2.2 任務(wù)四：LED數(shù)碼管顯示

接口的實(shí)現(xiàn) 172

8.3 任務(wù)五：A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 186

8.4 任務(wù)六：D/A轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 196

小結(jié) 204

習(xí)題 204

第9章 單片機(jī)綜合應(yīng)用實(shí)例 205

9.1 任務(wù)一：簡易四路智力搶答器 206

9.2 任務(wù)二：多功能智能溫度測量儀 221

小結(jié) 238

習(xí)題 238

附錄 239

附錄1 ASCII碼表 240

附錄2 51單片機(jī)匯編指令速查表 241

附錄3 Keil C51常用庫函數(shù) 246

附錄4 Keil C51常見錯(cuò)誤警告

提示信息 250

參考文獻(xiàn) 2552100433B

本書作為《單片機(jī)原理及應(yīng)用——基于Proteus和Keil C》的姊妹篇，在保持原教材結(jié)構(gòu)和風(fēng)格的基礎(chǔ)上，取消了其中的匯編語言內(nèi)容，將節(jié)省的空間用于加強(qiáng)C51語言內(nèi)容。

本書在C51內(nèi)容編排上做了較大改進(jìn)：在集中介紹了執(zhí)行語句、變量、指針、數(shù)組和函數(shù)等C51基本內(nèi)容之后，安排了LED控制、獨(dú)立開關(guān)檢測、行列式鍵盤掃描、數(shù)碼管靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示等與單片機(jī)I/O口相關(guān)的C51應(yīng)用內(nèi)容，以此縮短編程語言與單片機(jī)應(yīng)用的教學(xué)時(shí)間差。中斷函數(shù)及片外RAM訪問等與單片機(jī)硬件相關(guān)的C51內(nèi)容則穿插到后續(xù)原理章節(jié)里介紹。采用這種集中與分散相結(jié)合，理論與應(yīng)用相結(jié)合的方案，有望促使讀者更好地掌握C51與單片機(jī)內(nèi)容，為今后的工程應(yīng)用打下扎實(shí)基礎(chǔ)。 為方便讀者學(xué)習(xí)，本書每章都有小結(jié)和習(xí)題，書末附有與教學(xué)進(jìn)度相呼應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及相關(guān)閱讀材料，還配有相關(guān)課程網(wǎng)站。

本書可作為高等工科院校機(jī)械類、電氣與電子信息類、計(jì)算機(jī)類各專業(yè)48～64學(xué)時(shí)要求的教材，也可作為從事嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)從業(yè)人員的崗位培訓(xùn)教材及自學(xué)參考書。

《高職高?！笆濉币?guī)劃教材：單片機(jī)原理及應(yīng)用（基于C語言）》以C語言（C51）為主線，同時(shí)兼顧匯編語言，詳細(xì)介紹了51系列單片機(jī)的原理及應(yīng)用知識(shí)?！陡呗毟邔！笆濉币?guī)劃教材：單片機(jī)原理及應(yīng)用（基于C語言）》主要內(nèi)容包括單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)及匯編程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)的C51程序設(shè)計(jì)、MCS-51的定時(shí)和中斷系統(tǒng)、串行接口及串行通信技術(shù)、AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展、AT89C51單片機(jī)的接口技術(shù)以及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。同時(shí)，選用了信號(hào)燈、流水燈、數(shù)字鐘、計(jì)數(shù)器、數(shù)字電壓表、信號(hào)發(fā)生器、單片機(jī)雙機(jī)通信、球賽記分牌等十個(gè)單片機(jī)典型應(yīng)用作為實(shí)訓(xùn)，并且所有實(shí)訓(xùn)均在Keil C51 Vision4和ISIS7 professional環(huán)境下調(diào)試通過。

《高職高專“十二五”規(guī)劃教材：單片機(jī)原理及應(yīng)用（基于C語言）》內(nèi)容簡潔實(shí)用，講解通俗易懂，并有大量應(yīng)用實(shí)例，實(shí)用性強(qiáng)，既可作為高職高專院校通信類、信息類、應(yīng)用電子類、控制類、儀器儀表類以及機(jī)電類等專業(yè)單片機(jī)課程的教材，也可作為從事單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的工程技術(shù)人員的參考書。

第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述

1.1 單片機(jī)概述

1.1.1 單片機(jī)及其發(fā)展概況

1.1.2 單片機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用

1.1.3 單片機(jī)的發(fā)展趨勢

1.1.4 MCS-51單片機(jī)的學(xué)習(xí)

1.2 單片機(jī)學(xué)習(xí)的預(yù)備知識(shí)

1.2.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換

1.2.2 有符號(hào)數(shù)的表示方法

1.2.3 位、字節(jié)和字

1.2.4 BCD碼

1.2.5 ASCII碼

1.2.6 基本邏輯門電路

1.3 Proteus應(yīng)用簡介

1.3.1 ISIS模塊應(yīng)用舉例

1.3.2 ARES模塊應(yīng)用舉例

本章小結(jié)

思考與練習(xí)題1

第2章 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理

2.1 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)

2.1.1 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.1.2 MCS-51外部引腳及功能

2.2 MCS-51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

2.2.1 存儲(chǔ)器劃分方法

2.2.2 程序存儲(chǔ)器

2.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

2.3 單片機(jī)的復(fù)位、時(shí)鐘與時(shí)序

2.3.1 復(fù)位與復(fù)位電路

2.3.2 時(shí)鐘電路

2.3.3 單片機(jī)時(shí)序

2.4 并行I/O口

2.4.1 P1口

2.4.2 P3口

2.4.3 P0口

2.4.4 P2口

本章小結(jié)

思考與練習(xí)題2

第3章 單片機(jī)的C51基礎(chǔ)知識(shí)

3.1 C51語言概述

3.2 Keil軟件開發(fā)工具

3.2.1 μVision5的軟件界面

3.2.2 μVision5的使用方法

3.3 C51的基本執(zhí)行語句

3.3.1 表達(dá)式語句

3.3.2 選擇語句

3.3.3 循環(huán)語句

3.3.4 注釋語句

3.4 C51的變量

3.4.1 變量概述

3.4.2 變量名

3.4.3 數(shù)據(jù)類型

3.4.4 存儲(chǔ)類型

3.4.5 存儲(chǔ)種類

3.5 C51的指針

3.6 C51的數(shù)組

3.6.1 一維數(shù)組的定義

3.6.2 一維數(shù)組的使用

3.6.3 字符數(shù)組

3.6.4 二維數(shù)組

3.7 C51的函數(shù)

3.7.1 函數(shù)的基本概念

3.7.2 函數(shù)的定義

3.7.3 函數(shù)的調(diào)用

本章小結(jié)

思考與練習(xí)題3

第4章 單片機(jī)I/O口方式的應(yīng)用

4.1 C51聯(lián)合仿真方法

4.2 I/O端口的簡單應(yīng)用

4.2.1 發(fā)光二極管與應(yīng)用編程

4.2.2 數(shù)碼管靜態(tài)顯示原理與編程

4.3 I/O端口的進(jìn)階實(shí)踐

4.3.1 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理與編程

4.3.2 行列式鍵盤原理與編程

本章小結(jié)

思考與練習(xí)題4

第5章 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)

5.1 中斷的概念

5.2 中斷控制系統(tǒng)

5.2.1 中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

5.2.2 中斷控制

5.3 中斷處理過程

5.4 中斷的編程和應(yīng)用舉例

5.4.1 中斷程序設(shè)計(jì)舉例

5.4.2 擴(kuò)充外部中斷源

本章小結(jié)

思考與練習(xí)題5

第6章 單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器

6.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與 工作原理

6.1.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的基本原理

6.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)

6.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制

6.2.1 TMOD寄存器

6.2.2 TCON寄存器

6.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式

6.3.1 方式1

6.3.2 方式2

6.3.3 方式0

6.3.4 方式3

6.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的編程和應(yīng)用

本章小結(jié)

思考與練習(xí)題6

第7章 單片機(jī)的串行口及應(yīng)用

7.1 串行通信概述

7.2 MCS-51的串行口控制器

7.2.1 串行口內(nèi)部結(jié)構(gòu)

7.2.2 串行口控制寄存器

7.3 串行工作方式0及其應(yīng)用

7.4 串行工作方式1及其應(yīng)用

7.5 串行工作方式2及其應(yīng)用

7.6 串行工作方式3及其應(yīng)用

本章小結(jié)

思考與練習(xí)題7

第8章 單片機(jī)接口技術(shù)

8.1 單片機(jī)的系統(tǒng)總線

8.1.1 三總線結(jié)構(gòu)

8.1.2 地址鎖存原理及實(shí)現(xiàn)

8.2 簡單并行I/O口擴(kuò)展

8.2.1 訪問擴(kuò)展端口的軟件方法

8.2.2 簡單并行輸出接口的擴(kuò)展

8.2.3 簡單并行輸入接口的擴(kuò)展

8.3 可編程并行I/O口擴(kuò)展

8.3.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳及地址

8.3.2 8255A的控制字

8.4 D/A轉(zhuǎn)換與DAC0832應(yīng)用

8.4.1 DAC0832的工作原理

8.4.2 DAC0832與單片機(jī)的接口及編程

8.5 A/D轉(zhuǎn)換與ADC0809應(yīng)用

8.5.1 逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理

8.5.2 ADC0809與單片機(jī)的接口及編程

8.6 開關(guān)量功率接口技術(shù)

8.6.1 開關(guān)量功率驅(qū)動(dòng)接口

8.6.2 開關(guān)量功率驅(qū)動(dòng)接口應(yīng)用舉例

本章小結(jié)

思考與練習(xí)題8

第9章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

9.1 單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程

9.1.1 單片機(jī)典型應(yīng)用系統(tǒng)

9.1.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程

9.2 單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性技術(shù)

9.2.1 硬件抗干擾技術(shù)概述

9.2.2 軟件抗干擾技術(shù)概述

9.3 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)應(yīng)用 舉例——智能儀器

9.3.1 功能概述

9.3.2 硬件電路設(shè)計(jì)

9.3.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

9.3.4 仿真開發(fā)過程

9.4 單片機(jī)串行擴(kuò)展單元介紹

9.4.1 串行A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX124及應(yīng)用

9.4.2 串行D/A轉(zhuǎn)換芯片LTC145X及應(yīng)用

9.4.3 串行E2PROM存儲(chǔ)器AT24CXX及應(yīng)用

9.4.4 字符型液晶顯示模塊LM1602及應(yīng)用

9.4.5 串行日歷時(shí)鐘芯片DS1302及應(yīng)用

本章小結(jié)

思考與練習(xí)題9

附錄A 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

實(shí)驗(yàn)1 計(jì)數(shù)顯示器

實(shí)驗(yàn)2 指示燈/開關(guān)控制器

實(shí)驗(yàn)3 指示燈循環(huán)控制

實(shí)驗(yàn)4 指示燈/數(shù)碼管的中斷控制

實(shí)驗(yàn)5 電子秒表顯示器

實(shí)驗(yàn)6 雙機(jī)通信及PCB設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)7 直流數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)8 步進(jìn)電機(jī)控制設(shè)計(jì)

附錄B 閱讀材料 2100433B