單片機原理及應(yīng)用（第3版）

緒論 1

第1章 MCS-51單片機的結(jié)構(gòu)與原理 12

1.1 MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)及引腳 12

1.1.1 MCS-51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) 12

1.1.2 MCS-51單片機外部引腳 20

1.1.3 AT89系列單片機簡介 22

1.1.4 STC系列單片機簡介 23

1.2 MCS-51單片機的工作方式 25

1.2.1 復(fù)位方式 25

1.2.2 程序執(zhí)行方式 26

1.2.3 節(jié)電方式 27

1.2.4 編程和校驗方式 28

1.3 單片機的時序 28

1.3.1 MCS-51的時序單位 28

1.3.2 MCS-51指令的取指/執(zhí)行時序 29

1.3.3 訪問片外ROM/RAM指令的時序 30

1.4 C8051F系列片上系統(tǒng)（SOC）簡介 31

1.4.1 概述 31

1.4.2 基本結(jié)構(gòu)與特點 33

習(xí)題1 35

第2章 MCS-51單片機指令系統(tǒng)與程序設(shè)計 37

2.1 匯編語言概述 37

2.1.1 匯編語言指令格式與偽指令 37

2.1.2 指令的分類 40

2.1.3 指令中的常用符號 41

2.1.4 指令的字節(jié)數(shù) 41

2.2 MCS-51單片機的尋址方式 42

2.2.1 立即尋址 42

2.2.2 直接尋址 43

2.2.3 寄存器尋址 44

2.2.4 寄存器間接尋址 45

2.2.5 變址尋址 46

2.2.6 相對尋址 47

2.2.7 位尋址 48

2.3 MCS-51單片機的指令系統(tǒng) 49

2.3.1 數(shù)據(jù)傳送指令 49

2.3.2 算術(shù)運算指令 56

2.3.3 邏輯運算及移位指令 61

2.3.4 控制轉(zhuǎn)移指令 66

2.3.5 位操作指令 73

2.4 MCS-51單片機C51語言 76

2.4.1 C51語言概述 77

2.4.2 C51語言的程序結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)與存儲類型 78

2.4.3 C51語言的頭文件與庫函數(shù) 82

2.4.4 C51語言中絕對地址的訪問 84

2.4.5 C51與匯編語言混合編程的方法 86

2.5 程序設(shè)計 87

2.5.1 匯編語言程序設(shè)計的步驟 88

2.5.2 順序程序設(shè)計 89

2.5.3 分支程序設(shè)計 90

2.5.4 循環(huán)程序設(shè)計 92

2.5.5 查表程序設(shè)計 98

2.5.6 子程序設(shè)計 102

2.6 程序設(shè)計舉例 106

2.6.1 多字節(jié)算術(shù)運算程序 106

2.6.2 數(shù)制轉(zhuǎn)換程序 108

2.6.3 散轉(zhuǎn)程序 111

2.7 匯編語言的開發(fā)環(huán)境 114

2.7.1 單片機開發(fā)系統(tǒng) 114

2.7.2 匯編語言的編輯與匯編 116

2.7.3 匯編語言的調(diào)試 116

習(xí)題2 118

第3章 MCS-51單片機的內(nèi)部資源及應(yīng)用 121

3.1 MCS-51單片機的并行I/O接口 121

3.1.1 MCS-51單片機的內(nèi)部并行I/O接口 121

3.1.2 MCS-51單片機內(nèi)部并行I/O接口的應(yīng)用 123

3.1.3 C51語言中MCS-51單片機并行I/O接口的定義方法 125

3.2 MCS-51單片機的中斷系統(tǒng) 126

3.2.1 中斷的基本概念 127

3.2.2 MCS-51單片機的中斷系統(tǒng) 128

3.2.3 MCS-51單片機中斷系統(tǒng)的軟件設(shè)計 135

3.2.4 MCS-51單片機擴展外部中斷請求輸入口 136

3.3 MCS-51單片機的定時器/計數(shù)器 139

3.3.1 定時器/計數(shù)器 139

3.3.2 定時器/計數(shù)器的工作方式 141

3.3.3 定時器/計數(shù)器的應(yīng)用 142

3.4 MCS-51單片機的串行通信 148

3.4.1 概述 148

3.4.2 MCS-51單片機的串行口 150

3.4.3 串行口的工作方式 152

3.4.4 串行口的通信波特率 153

3.4.5 串行口的初始化 154

3.4.6 串行口的應(yīng)用 155

習(xí)題3 167

第4章 MCS-51單片機的系統(tǒng)擴展技術(shù) 170

4.1 MCS-51單片機系統(tǒng)擴展概述 170

4.1.1 MCS-51系列單片機的外部擴展原理 170

4.1.2 MCS-51單片機系統(tǒng)地址空間的分配 171

4.2 存儲器的擴展 173

4.2.1 程序存儲器擴展 174

4.2.2 數(shù)據(jù)存儲器擴展 177

4.2.3 MCS-51單片機對外部存儲器的擴展 179

4.2.4 程序存儲空間和數(shù)據(jù)存儲空間的混合 179

4.3 并行I/O接口的擴展 180

4.3.1 概述 180

4.3.2 普通并行I/O接口擴展 181

4.3.3 可編程并行I/O接口芯片擴展 183

4.3.4 可編程邏輯器件（PLD）的擴展 193

4.3.5 可編程系統(tǒng)器件（PSD）的擴展 196

4.4 時鐘芯片的擴展 198

4.4.1 時鐘芯片概述 198

4.4.2 DS1302的工作原理及應(yīng)用 199

4.5 系統(tǒng)監(jiān)控芯片的擴展 210

4.5.1 概述 210

4.5.2 MAX692A的工作原理及應(yīng)用 211

4.6 總線接口擴展 213

4.6.1 EIA RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)與接口電路 214

4.6.2 RS-422/RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)與接口電路 218

4.6.3 I2C總線標(biāo)準(zhǔn)與接口電路 221

4.6.4 其他常用總線標(biāo)準(zhǔn) 225

習(xí)題4 227

第5章 MCS-51單片機的輸入/輸出通道設(shè)計 229

5.1 輸入/輸出通道概述 229

5.1.1 傳感器 229

5.1.2 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出通道 229

5.2 D/A轉(zhuǎn)換器及其硬軟件設(shè)計 232

5.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) 233

5.2.2 D/A轉(zhuǎn)換器的分類 233

5.2.3 D/A轉(zhuǎn)換器的硬軟件設(shè)計 234

5.3 A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 242

5.3.1 A/D轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) 242

5.3.2 A/D轉(zhuǎn)換器的分類 243

5.3.3 A/D轉(zhuǎn)換器的硬軟件設(shè)計 244

5.3.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 254

習(xí)題5 256

第6章 MCS-51單片機的交互通道配置與設(shè)計 258

6.1 MCS-51單片機擴展鍵盤的技術(shù) 258

6.1.1 概述 258

6.1.2 使用鍵盤時必須解決的問題 259

6.1.3 單片機擴展鍵盤的硬、軟件設(shè)計 260

6.2 MCS-51單片機擴展顯示器的技術(shù) 272

6.2.1 LED顯示器及其硬、軟件設(shè)計 273

6.2.2 LCD顯示器及其硬、軟件設(shè)計 280

6.2.3 單片機擴展液晶顯示模塊LCD1602 283

6.3 MCS-51單片機擴展鍵盤和顯示器的設(shè)計實例 291

6.3.1 利用8155/8255A芯片實現(xiàn)鍵盤和顯示器的設(shè)計 291

6.3.2 利用MCS-51的串行口實現(xiàn)鍵盤和顯示器的設(shè)計 295

6.3.3 利用專用芯片擴展鍵盤和顯示器 297

6.4 MCS-51單片機擴展微型打印機的技術(shù) 298

6.4.1 微型打印機的特點 298

6.4.2 單片機擴展微型打印機的硬件設(shè)計 299

6.4.3 字符代碼及打印命令 300

6.4.4 單片機擴展微型打印機的設(shè)計舉例 302

習(xí)題6 302

第7章 MCS-51單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 304

7.1 MCS-51單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計過程 305

7.1.1 總體設(shè)計 305

7.1.2 硬件設(shè)計 306

7.1.3 軟件設(shè)計 308

7.1.4 可靠性設(shè)計 309

7.1.5 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試、測試 314

7.2 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計舉例 315

7.2.1 單片機在工業(yè)測控系統(tǒng)中的應(yīng)用 315

7.2.2 單片機在里程、速度計量中的應(yīng)用 321

習(xí)題7 325

第8章 Keil C51與Proteus軟件使用簡介 326

8.1 Keil C51簡介 326

8.1.1 Keil C51簡介 326

8.1.2 Keil C51的開發(fā)環(huán)境 326

8.1.3 Keil C51功能模塊簡介 327

8.1.4 Keil C51軟件的安裝 327

8.1.5 Keil C51軟件的使用 328

8.2 虛擬仿真開發(fā)工具Proteus仿真軟件簡介 336

8.2.1 Proteus仿真軟件簡介 336

8.2.2 Proteus原理圖輸入系統(tǒng)（ISIS）環(huán)境簡介 338

8.2.3 Proteus ISIS的編輯環(huán)境設(shè)置 343

8.2.4 Proteus ISIS的系統(tǒng)運行環(huán)境設(shè)置 344

8.2.5 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的虛擬設(shè)計與仿真 345

8.2.6 Proteus 與Keil μVision4的聯(lián)調(diào) 355

習(xí)題8 356

第9章 課程設(shè)計與創(chuàng)新實驗題目 357

9.1 醫(yī)院住院病人呼叫器的設(shè)計 357

9.2 萬年歷的設(shè)計 357

9.3 學(xué)校學(xué)生生活時間提示系統(tǒng)的設(shè)計 357

9.4 智力競賽搶答器的設(shè)計 358

9.5 交通信號燈實時控制系統(tǒng)的設(shè)計 358

9.6 電子密碼鎖的設(shè)計 358

9.7 超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計 359

9.8 數(shù)字頻率計的設(shè)計 359

9.9 多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 359

9.10 溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計 359

9.11 自動電梯控制電路的設(shè)計 360

9.12 出租車計程計價器的設(shè)計 360

9.13 智能化公共汽車報站器的設(shè)計 360

9.14 自動往返電動車的設(shè)計 361

9.15 簡易IC卡收費器的設(shè)計 361

9.16 消毒柜控制電路的設(shè)計 361

附錄A ASCII碼字符表 362

附錄B MCS-51單片機指令表 363

附錄C 著名的單片機網(wǎng)站 367

參考文獻 368 2100433B

全書共10章，內(nèi)容包括：緒論、MCS-51單片機的結(jié)構(gòu)與原理、指令系統(tǒng)及程序設(shè)計、內(nèi)部資源及應(yīng)用、系統(tǒng)擴展技術(shù)、輸入/輸出通道設(shè)計、交互通道配置與設(shè)計、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，以及單片機調(diào)試/仿真常用軟件Keil C51與Proteus的使用方法介紹，最后一章為課程設(shè)計與創(chuàng)新實驗題目。每章都配有習(xí)題，并免費提供包括電子課件、典型例題的動畫與Proteus仿真，以及習(xí)題參考答案在內(nèi)的教學(xué)資源包。

用手機掃描書中的二維碼可以播放仿真演示。 本書以培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力為目標(biāo)，突出多種典型常用集成電路芯片的介紹與應(yīng)用，突出單片機外圍接口芯片的擴展、單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)及單片機的典型應(yīng)用；匯編語言與C51語言程序設(shè)計并重，注重新技術(shù)和新器件的引入，如：CPLD/FPGA、PSD、I2C總線、時鐘芯片、系統(tǒng)監(jiān)控芯片、串行A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器、片上系統(tǒng)（SOC）等；理論聯(lián)系實際，系統(tǒng)實用。

• 配套教材

《單片機原理及應(yīng)用（第4版）》配套有《單片機原理及應(yīng)用（第4版）習(xí)題解答、基礎(chǔ)實驗及課程設(shè)計》電子書，電子書的主要內(nèi)容為與主教材配套的各章習(xí)題與解答，用于考試的16套試題及其參考答案，以及22個基礎(chǔ)實驗題目和87個課程設(shè)計題目。

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《單片機原理及應(yīng)用（第4版）》的數(shù)字課程資源包括與全書配套的電子教案（PPT文件）、Proteus 總體功能介紹、Proteus ISIS演示視頻文件和25個案例運行文件。此外，讀者也可以登錄中國大學(xué)MOOC網(wǎng)站或愛課程網(wǎng)站學(xué)習(xí)由哈爾濱工業(yè)大學(xué)開設(shè)的“單片機原理及應(yīng)用”MOOC。

該書是在《單片機原理及應(yīng)用（第3版）》的基礎(chǔ)上修訂而成的，融入了哈爾濱工業(yè)大學(xué)自動化測試與控制研究所教學(xué)以及開發(fā)工作的經(jīng)驗體會。

該書由張毅剛擔(dān)任主編，完成了第1、2、3、5、7章的編寫以及全書統(tǒng)稿。副主編由趙光權(quán)（第4章、第6章）與劉連勝（第9~14章）擔(dān)任。該書由哈爾濱工業(yè)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院李東教授擔(dān)任主審，其為提高書稿的質(zhì)量提出了修改意見。

2021年9月6日，《單片機原理及應(yīng)用（第4版）》由高等教育出版社出版發(fā)行。

《單片機原理及應(yīng)用(第4版)》共分8章。

第1章介紹微型計算機基礎(chǔ)知識。

第2～5章分別介紹了at89c51系列單片機硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計及片內(nèi)資源應(yīng)用。

第6章介紹了at89c51系列單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)。

第7章簡要介紹了目前比較流行的flash單片機以及單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計方法及設(shè)計實例，還介紹了新穎傳感器通道接口和應(yīng)用系統(tǒng)采用的抗干擾措施。

第8章介紹了幾個試驗?！秵纹瑱C原理及應(yīng)用(第4版)》內(nèi)容全面，說理通透。

《單片機原理及應(yīng)用(第4版)》由全國職業(yè)高中電子類教材編審委員會組織編寫，適合作為中職相關(guān)專業(yè)單片機課程的教材。

《單片機原理及應(yīng)用(第4版)》配套有電子教學(xué)參考資料包，包括《單片機原理及應(yīng)用(第4版)》習(xí)題答案、電子教案及部分實驗電子資料，詳見前言。