MCS-51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用

前言

第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1.1 單片機(jī)的概念

1.2 單片機(jī)的應(yīng)用

1.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)

1.4 單片機(jī)的發(fā)展概況

1.5 計(jì)算機(jī)的數(shù)制及轉(zhuǎn)換

習(xí)題

第2章 MCS.51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

2.1 MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)概述

2.2 MCS-51單片機(jī)的中央處理器(CPU)

2.3 MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器

2.4 MCS-51單片機(jī)I/O端口

2.5 MCS-51單片機(jī)時(shí)鐘電路及時(shí)序

2.6 MCS-51單片機(jī)復(fù)位狀態(tài)及復(fù)位電路

習(xí)題

第3章 MCS51單片機(jī)指令系統(tǒng)

3-MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)概述

3.2 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)的尋址方式

3.3 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)及說明

習(xí)題

第4章 匯編語言程序設(shè)計(jì)

4.1 匯編語言程序設(shè)計(jì)概述

4.2 匯編語言編程步驟、方法、技巧

4.3 匯編語言源程序的匯編及偽指令

4.4 匯編語言程序設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)

4.5 實(shí)用子程序設(shè)計(jì)

習(xí)題

第5章 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

5.1 中斷系統(tǒng)

5.2 外部中斷的使用

5.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

5.4 單片機(jī)外部中斷與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用訓(xùn)練

習(xí)題

第6章 單片機(jī)的串行通信

6.1 串行通信概念

6.2 串行通信的結(jié)構(gòu)及工作方式

6.3 串行通信的應(yīng)用

習(xí)題

第7章 I/O接口擴(kuò)展設(shè)計(jì)及應(yīng)用

7.1 I/O接口概述

7.2 簡單輸入/輸出接口擴(kuò)展

7.3 用串行口擴(kuò)展并行的I/O口

7.4 MCS-51與可編程芯片8155的接口

7.5 MCS-51與可編程芯片8255的接口

習(xí)題

第8章 MCS-51與A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器的接口

8.1 MCS-51與A/D轉(zhuǎn)換器的接口

8.2 MCS-51與V/F轉(zhuǎn)換器的接口

8.3 MCS-51與D/A轉(zhuǎn)換器的接口

習(xí)題

第9章 人機(jī)交互接口設(shè)計(jì)

9.1 鍵盤接口原理

9.2 LED顯示器接口原理

9.3 鍵盤/顯示器接口設(shè)計(jì)及其應(yīng)用實(shí)例

9.4 LCD接口設(shè)計(jì)及其應(yīng)用實(shí)例

習(xí)題

第10章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

10.1 概述

10.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的分類

10.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求

10.4 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

10.5 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的-般過程

10.6 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的-般設(shè)計(jì)方法

10.7 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)試

10.8 可靠性設(shè)計(jì)

10.9 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例

習(xí)題

第11章 MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

11.1 實(shí)驗(yàn)概述

11.2 基本軟件實(shí)驗(yàn)

11.3 硬件實(shí)驗(yàn)

11.4 綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

第12章 MCS-51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)

12.1 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)概述

12.2 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)參考實(shí)例

12.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目

附錄A MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)-覽表

附錄B 常用芯片引腳圖

參考文獻(xiàn)

《MCS-51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用》為21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材。MCS-51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用是自動(dòng)化和電氣信息類專業(yè)學(xué)生的必修課程，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)課程?！禡CS-51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用》從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，將MCS-51系列單片機(jī)原理、MCS-51基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、MCS-51課程設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合在一起，詳細(xì)論述了MCS-51系列單片機(jī)的組成原理、應(yīng)用系統(tǒng)的擴(kuò)展技術(shù)、信息處理技術(shù)及常用算法、人機(jī)交互接口、D/A轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)、串行接口及通信、應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及圍繞MCS-51單片機(jī)基礎(chǔ)理論為核心的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等內(nèi)容，《MCS-51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用》共有12章，外加兩個(gè)附錄，在部分章節(jié)的后面附有習(xí)題，體系完整，便于自學(xué)和教學(xué)。

《MCS-51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用》內(nèi)容深入淺出、循序漸進(jìn)，以“通俗易懂、學(xué)以致用”為指導(dǎo)思想，教學(xué)與工程和開發(fā)相統(tǒng)一，強(qiáng)調(diào)實(shí)用，重在實(shí)踐，意在工程。

《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）》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)。《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）》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?！笆濉币?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。

緒論 1

第1章 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理 12

1.1 MCS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及引腳 12

1.1.1 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 12

1.1.2 MCS-51單片機(jī)外部引腳 20

1.1.3 AT89系列單片機(jī)簡介 22

1.1.4 STC系列單片機(jī)簡介 23

1.2 MCS-51單片機(jī)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(yàn)方式 28

1.3 單片機(jī)的時(shí)序 28

1.3.1 MCS-51的時(shí)序單位 28

1.3.2 MCS-51指令的取指/執(zhí)行時(shí)序 29

1.3.3 訪問片外ROM/RAM指令的時(shí)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(diǎn) 33

習(xí)題1 35

第2章 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì) 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(hào) 41

2.1.4 指令的字節(jié)數(shù) 41

2.2 MCS-51單片機(jī)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(duì)尋址 47

2.2.7 位尋址 48

2.3 MCS-51單片機(jī)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(yùn)算指令 56

2.3.3 邏輯運(yùn)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(jī)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(chǔ)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(duì)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(jì) 87

2.5.1 匯編語言程序設(shè)計(jì)的步驟 88

2.5.2 順序程序設(shè)計(jì) 89

2.5.3 分支程序設(shè)計(jì) 90

2.5.4 循環(huán)程序設(shè)計(jì) 92

2.5.5 查表程序設(shè)計(jì) 98

2.5.6 子程序設(shè)計(jì) 102

2.6 程序設(shè)計(jì)舉例 106

2.6.1 多字節(jié)算術(shù)運(yùn)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(jī)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(jī)的內(nèi)部資源及應(yīng)用 121

3.1 MCS-51單片機(jī)的并行I/O接口 121

3.1.1 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部并行I/O接口 121

3.1.2 MCS-51單片機(jī)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(jī)并行I/O接口的定義方法 125

3.2 MCS-51單片機(jī)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(jī)的中斷系統(tǒng) 128

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

3.2.4 MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展外部中斷請(qǐng)求輸入口 136

3.3 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 139

3.3.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 139

3.3.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式 141

3.3.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 142

3.4 MCS-51單片機(jī)的串行通信 148

3.4.1 概述 148

3.4.2 MCS-51單片機(jī)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(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù) 170

4.1 MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展概述 170

4.1.1 MCS-51系列單片機(jī)的外部擴(kuò)展原理 170

4.1.2 MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)地址空間的分配 171

4.2 存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 173

4.2.1 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展 174

4.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 177

4.2.3 MCS-51單片機(jī)對(duì)外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 179

4.2.4 程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的混合 179

4.3 并行I/O接口的擴(kuò)展 180

4.3.1 概述 180

4.3.2 普通并行I/O接口擴(kuò)展 181

4.3.3 可編程并行I/O接口芯片擴(kuò)展 183

4.3.4 可編程邏輯器件（PLD）的擴(kuò)展 193

4.3.5 可編程系統(tǒng)器件（PSD）的擴(kuò)展 196

4.4 時(shí)鐘芯片的擴(kuò)展 198

4.4.1 時(shí)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(kuò)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(kuò)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(jī)的輸入/輸出通道設(shè)計(jì) 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(jī)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(jì) 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(jì) 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(jì) 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(jī)的交互通道配置與設(shè)計(jì) 258

6.1 MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展鍵盤的技術(shù) 258

6.1.1 概述 258

6.1.2 使用鍵盤時(shí)必須解決的問題 259

6.1.3 單片機(jī)擴(kuò)展鍵盤的硬、軟件設(shè)計(jì) 260

6.2 MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展顯示器的技術(shù) 272

6.2.1 LED顯示器及其硬、軟件設(shè)計(jì) 273

6.2.2 LCD顯示器及其硬、軟件設(shè)計(jì) 280

6.2.3 單片機(jī)擴(kuò)展液晶顯示模塊LCD1602 283

6.3 MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展鍵盤和顯示器的設(shè)計(jì)實(shí)例 291

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

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

6.3.3 利用專用芯片擴(kuò)展鍵盤和顯示器 297

6.4 MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展微型打印機(jī)的技術(shù) 298

6.4.1 微型打印機(jī)的特點(diǎn) 298

6.4.2 單片機(jī)擴(kuò)展微型打印機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 299

6.4.3 字符代碼及打印命令 300

6.4.4 單片機(jī)擴(kuò)展微型打印機(jī)的設(shè)計(jì)舉例 302

習(xí)題6 302

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

7.1 MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 305

7.1.1 總體設(shè)計(jì) 305

7.1.2 硬件設(shè)計(jì) 306

7.1.3 軟件設(shè)計(jì) 308

7.1.4 可靠性設(shè)計(jì) 309

7.1.5 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試、測(cè)試 314

7.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例 315

7.2.1 單片機(jī)在工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 315

7.2.2 單片機(jī)在里程、速度計(jì)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(yùn)行環(huán)境設(shè)置 344

8.2.5 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的虛擬設(shè)計(jì)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(jì)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題目 357

9.1 醫(yī)院住院病人呼叫器的設(shè)計(jì) 357

9.2 萬年歷的設(shè)計(jì) 357

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

9.4 智力競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì) 358

9.5 交通信號(hào)燈實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 358

9.6 電子密碼鎖的設(shè)計(jì) 358

9.7 超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 359

9.8 數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì) 359

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

9.10 溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 359

9.11 自動(dòng)電梯控制電路的設(shè)計(jì) 360

9.12 出租車計(jì)程計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 360

9.13 智能化公共汽車報(bào)站器的設(shè)計(jì) 360

9.14 自動(dòng)往返電動(dòng)車的設(shè)計(jì) 361

9.15 簡易IC卡收費(fèi)器的設(shè)計(jì) 361

9.16 消毒柜控制電路的設(shè)計(jì) 361

附錄A ASCII碼字符表 362

附錄B MCS-51單片機(jī)指令表 363

附錄C 著名的單片機(jī)網(wǎng)站 367

參考文獻(xiàn) 368 2100433B