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第1章　绪论1

1.1　概述1

1.1.1　单片机的产生与发展2

1.1.2　单片机的发展趋势3

1.1.3　单片机的应用4

1.2　单片机系列介绍5

1.2.1 单片机的主要生产制造商及其特点5

1.2.2　单片机的四个主要系列6

本章小结10

习题10

第2章 MCS-51系列单片机的基本结构11

2.1 单片机的基本结构11

2.1.1　单片机的内部结构及功能部件12

2.1.2　单片机的外部引脚说明13

2.2 中央处理器CPU15

2.2.1 运算部件15

2.2.2　控制部件及振荡器16

2.2.3　布尔（位）处理器17

2.3　存储器17

2.3.1　单片机存储器的分类及存储空间的配置17

2.3.2　内部数据存储器18

2.3.3　外部数据存储器22

2.3.4　程序存储器22

2.3.5　Flash闪速存储器的编程24

2.4　并行输入／输出接口25

2.4.1　I/O接口电路概述25

2.4.2　P0口25

2.4.3　P1口26

2.4.4　P2口27

2.4.5　P3口27

2.5　I/O接口电路的作用28

2.5.1　接口与端口29

2.5.2　I/O接口的编址方式30

2.6　输入／输出传送方式30

2.6.1　无条件传送方式30

2.6.2　查询传送方式31

2.6.3　中断传送方式31

2.7　CPU时序与复位32

2.7.1 基本概念32

2.7.2　CPU的时序33

2.7.3　复位电路与复位状态34

2.7.4　掉电与节电方式34

本章小结35

习题36

第3章 指令系统及汇编语言程序设计37

3.1　MCS-51单片机汇编语言与指令格式37

3.1.1　单片机的汇编语言37

3.1.2　指令格式38

3.1.3　指令中的常用符号39

3.2 寻址方式39

3.2.1　寄存器寻址39

3.2.2　立即寻址40

3.2.3　寄存器间接寻址41

3.2.4　直接寻址41

3.2.5　变址寻址42

3.2.6　相对寻址42

3.2.7　位寻址43

3.3　MCS-51单片机指令系统43

3.3.1　数据传送类指令44

3.3.2　算术运算类指令50

3.3.3　逻辑运算及移位类指令56

3.3.4　控制转移类指令59

3.3.5　位操作指令67

3.4　汇编语言及汇编语言程序设计70

3.4.1　机器语言、汇编语言和高级语言70

3.4.2　汇编程序与伪指令71

3.5　基本程序设计方法75

3.5.1　程序的基本结构75

3.5.2　顺序结构程序设计76

3.5.3 分支（选择）结构程序设计77

3.5.4　循环结构程序设计79

3.5.5　子程序结构程序设计80

本章小结82

习题82

第4章 中断、定时／计数器与串行口85

4.1 中断85

4.1.1 中断的概念85

4.1.2　MCS-51单片机的中断系统86

4.1.3 中断源及优先级87

4.1.4 中断响应的条件、过程和时间90

4.1.5　外部中断的请求与撤除92

4.1.6　中断程序举例93

4.2　定时／计数器94

4.2.1　定时／计数器的结构及工作原理95

4.2.2　定时／计数器的控制与实现96

4.2.3　定时／计数器的工作方式97

4.2.4　定时／计数器的应用举例99

4.3 串行接口101

4.3.1 串行通信的基本知识101

4.3.2　MCS-51串行接口及其控制103

4.3.3 串行口的工作方式106

4.3.4　多处理机通信方式108

4.3.5 串行口的应用举例109

本章小结114

习题114

第5章　单片机系统的扩展115

5.1　概述115

5.2　系统总线扩展115

5.2.1　并行总线扩展116

5.2.2　串行总线扩展117

5.2.3　编址技术117

5.3　存储器的扩展119

5.3.1　存储器扩展概述119

5.3.2　程序存储器的扩展119

5.3.3　数据存储器的扩展121

5.3.4　全地址范围的存储器最大扩展系统123

5.4　I/O的扩展与应用124

5.4.1　用TTL芯片扩展I/O口124

5.4.2　用可编程芯片扩展I/O口127

5.5　LED数码显示器134

5.5.1 LED的结构与显示编码方式134

5.5.2　LED数码显示器的接口方法与显示电路136

5.5.3　LED数码显示器应用举例138

5.6　键盘接口140

5.6.1　键盘接口的工作原理141

5.6.2　键盘接口电路143

5.6.3　键盘扫描程序143

5.6.4　键盘接口实例144

5.7　A/D转换器147

5.7.1　A/D转换器概述148

5.7.2　典型A/D转换器芯片——ADC0809148

5.7.3　CS-51单片机与ADC0809接口149

5.7.4　A/D转换器应用举例152

5.7.5 串行A/D转换接口芯片TLC1543153

5.8　D/A转换器159

5.8.1　D/A转换器的技术性能指标159

5.8.2　典型D/A转换器芯片——DAC0832160

5.8.3　MCS-51单片机与DAC0832接口161

5.8.4　串行D/A转换接口芯片TLC5615163

本章小结167

习题167

第6章 基于MCS-51的典型串行总线设计171

6.1 概述171

6.2　SPI总线171

6.2.1　SPI总线的工作原理172

6.2.2　SPI总线的通信时序172

6.2.3　硬件电路设计173

6.2.4　软件设计175

6.2.5 小结176

6.3　RS-485总线176

6.3.1　RS-485总线的工作原理177

6.3.2　RS-485总线的通信协议178

6.3.3 硬件电路设计179

6.3.4　软件设计181

6.3.5 小结188

6.4　I2C总线189

6.4.1　I2C总线的工作原理189

6.4.2　I2C总线的通信时序190

6.4.3　硬件电路设计191

6.4.4　软件设计192

6.4.5　小结197

本章小结197

习题197

第7章　应用系统设计与应用实例198

7.1　应用系统设计流程198

7.1.1 总体设计199

7.1.2　硬件原理设计199

7.1.3 印制电路板设计200

7.1.4　软件设计200

7.1.5　调试、运行与维护201

7.1.6　C语言与WAVE开发环境202

7.2　家用电器典型实例——全自动洗衣机204

7.2.1 洗衣机的工作原理及设计需求分析205

7.2.2　方案设计205

7.2.3　硬件原理图及分析205

7.2.4　控制过程的软件程序实现208

7.2.5 实例小结212

7.3　工业应用实例——配电站综合自动化系统遥测终端单元212

7.3.1　配电站综合自动化简介212

7.3.2　综合自动化遥测单元功能需求212

7.3.3　硬件原理设计215

7.3.4　程序的设计与组织220

7.3.5　程序的优化设计222

7.3.6　各功能模块实现的程序源代码226

7.3.7　实例小结236

7.4　网络应用典型实例——单片机实现以太网接口237

7.4.1　设计分析237

7.4.2　以太网协议237

7.4.3 以太网协议控制芯片238

7.4.4　硬件电路设计239

7.4.5 电路原理图及说明242

7.4.6　软件设计244

7.4.7　实例小结262

附录263

附录一　汇编指令集263

附录二　实验指导269

实验一　数据块搬移269

实验二　数制转换270

实验三　无符号双字节快速乘法子程序271

实验四　P1口操作实验273

实验五　工业顺序控制274

实验六　数字电压表278

实验七　数字秒表／定时器282

实验八　急救车与交通灯290

实验九　双机通信294

附录三　共阳极显示七段码表305

附录四 常用芯片引脚图306

附录五 基于CAN总线的RTU通信协议309

参考文献322