單片機原理與接口技術教程

第1章 概論1
1.1 什么是單片機1
1.2 單片機的發(fā)展過程及趨勢1
1.3 單片機的特點及應用場合4
1.4 單片機與嵌入式系統(tǒng)6
1.5 MCS-51系列單片機6
習題與思考7
第2章 MCS-51單片機的硬件結構及工作原理8
2.1 單片機的內(nèi)部結構8
2.2 單片機的封裝及引腳功能說明10
2.2.1 單片機的封裝10
2.2.2 單片機的引腳功能說明10
2.3 單片機的微處理器13
2.3.1 運算器13
2.3.2 控制器14
2.3.3 振蕩器、時鐘電路及時序15
2.4 單片機的復位19
2.4.1 單片機的復位功能19
2.4.2 常用的復位電路21
2.5 單片機的存儲系統(tǒng)22
2.5.1 單片機存儲系統(tǒng)結構22
2.5.2 程序存儲器24
2.5.3 數(shù)據(jù)存儲器24
2.5.4 特殊功能寄存器26
2.6 MCS-51單片機并行I/O端口結構及其功能28
2.6.1 并行I/O端口的內(nèi)部結構28
2.6.2 并行I/O端口的讀-修改-回寫操作32
2.7 單片機外部總線擴展33
2.7.1 單片機外部總線擴展的結構33
2.7.2 地址空間的分配及譯碼34
2.7.3 擴展外部程序存儲器的電路設計37
2.7.4 擴展外部數(shù)據(jù)存儲器的電路設計38
2.8 單片機定時器/計數(shù)器的結構及功能41
2.8.1 定時器/計數(shù)器的結構及工作原理41
2.8.2 定時器/計數(shù)器的控制與狀態(tài)寄存器42
2.8.3 MCS-51定時器/計數(shù)器0和1的工作方式44
2.8.4 MCS-51定時器/計數(shù)器2的工作方式47
2.9 串行通信51
2.9.1 串行通信概論51
2.9.2 串行通信總線標準及接口54
2.9.3 MCS-51串行接口的組成59
2.9.4 MCS-51串行接口的工作方式61
2.9.5 MCS-51串行接口波特率的設置64
2.10 中斷系統(tǒng)67
2.10.1 中斷系統(tǒng)的結構67
2.10.2 中斷響應72
2.10.3 中斷請求的撤銷74
習題與思考75
第3章 MCS-51單片機的指令系統(tǒng)78
3.1 指令系統(tǒng)概述78
3.1.1 指令的概念78
3.1.2 指令系統(tǒng)符號標識的說明80
3.2 尋址方式81
3.2.1 立即尋址82
3.2.2 寄存器尋址83
3.2.3 間接尋址83
3.2.4 直接尋址84
3.2.5 變址尋址85
3.2.6 相對尋址85
3.2.7 位尋址86
3.3 指令分類介紹87
3.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令87
3.3.2 算術運算類指令91
3.3.3 邏輯運算類指令95
3.3.4 控制轉移類指令97
3.3.5 布爾（位）處理類指令101
習題與思考104
第4章 MCS-51匯編語言程序設計106
4.1 匯編語言程序設計概述106
4.1.1 匯編語言程序設計的基本步驟與方法107
4.1.2 匯編語言設計常用偽指令簡介111
4.2 單片機匯編語言基礎程序設計舉例114
4.2.1 順序結構程序設計114
4.2.2 分支結構程序設計115
4.2.3 循環(huán)結構程序設計117
4.2.4 子程序設計120
4.3 匯編語言程序設計實例124
4.3.1 通過I/O端口驅(qū)動LED124
4.3.2 查詢方式的定時器應用125
4.3.3 中斷方式的定時器應用126
習題與思考127
第5章 單片機C語言程序設計129
5.1 C51的數(shù)據(jù)類型與基本運算130
5.1.1 C51的數(shù)據(jù)類型、變量及存儲模式130
5.1.2 運算符與表達式133
5.1.3 基本語句139
5.2 函數(shù)143
5.2.1 函數(shù)的定義143
5.2.2 函數(shù)的調(diào)用145
5.2.3 中斷服務函數(shù)與寄存器組選擇148
5.2.4 函數(shù)中變量的存儲方式149
5.3 數(shù)組與指針151
5.3.1 數(shù)組的定義和引用151
5.3.2 字符數(shù)組152
5.3.3 指針的概念152
5.3.4 數(shù)組的指針154
5.3.5 指針的地址計算155
5.4 結構與聯(lián)合156
5.4.1 結構變量的定義與引用156
5.4.2 結構變量的初值159
5.4.3 結構數(shù)組159
5.4.4 結構指針160
5.4.5 聯(lián)合變量的定義與引用160
5.5 預處理器162
5.5.1 宏定義163
5.5.2 文件包含164
5.5.3 條件編譯165
5.6 C51程序?qū)嵗?66
5.6.1 數(shù)據(jù)的分析和處理166
5.6.2 串行口數(shù)據(jù)收發(fā)167
5.6.3 查詢方式的定時器應用168
5.6.4 中斷方式的定時器應用169
習題與思考170
第6章 輸入輸出接口及系統(tǒng)擴展設計172
6.1 鍵盤及其接口設計172
6.1.1 鍵盤的基本工作原理172
6.1.2 獨立式鍵盤接口設計173
6.1.3 行列式鍵盤接口設計177
6.2 LED顯示器及其接口設計180
6.2.1 數(shù)碼管顯示器的結構與工作原理181
6.2.2 數(shù)碼管的靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示183
6.3 字符點陣LCD顯示模塊的控制——模擬總線時序驅(qū)動187
6.3.11602字符點陣式LCM簡介188
6.3.21602字符點陣式LCM與單片機的接口192
6.4 圖形點陣LCD顯示模塊的控制——擴展總線驅(qū)動194
6.4.1128×64圖形點陣液晶顯示模塊簡介195
6.4.2128×64圖形點陣式LCM和單片機的接口197
6.5 并行輸入輸出接口的擴展205
6.5.1 通過串行口擴展并行輸入輸出接口205
6.5.2 通過系統(tǒng)總線擴展并行I/O端口208
6.6 單片機I/O端口模擬時序操作擴展設備209
6.6.1 I2C串行總線的基本特點209
6.6.2 I2C串行總線通信協(xié)議210
6.6.3 單片機系統(tǒng)I2C串行總線應用實例212
習題與思考217
第7章 單片機串行通信接口219
7.1 Hello，World！219
7.2 單片機串行口查詢方式通信221
7.2.1 設計思路分析221
7.2.2 串行口查詢方式通信程序?qū)嵗?22
7.3 單片機串行口中斷方式通信223
7.3.1 設計思路分析223
7.3.2 串行口中斷方式通信程序?qū)嵗?27
7.4 通過16C550擴展串行通信接口230
7.4.116C550簡介230
7.4.2 單片機控制16C550實現(xiàn)擴展串行口240
7.5 擴展串行口在GSM無線通信網(wǎng)絡中的應用248
7.5.1 GSM網(wǎng)絡概述248
7.5.2 GSM Modem模塊簡介248
7.5.3 通過GSM Modem收發(fā)短消息252
7.5.4 GSM Modem模塊與單片機的接口及應用257
7.6 通過RS-485總線實現(xiàn)單片機的多機通信264
7.6.1 單片機和RS-485總線收發(fā)器的接口電路設計264
7.6.2 單片機主從式多機通信的原理266
7.6.3 單片機主從式多機通信實例267
習題與思考273
第8章 電話通信接口275
8.1 電話用戶線接口簡介275
8.1.1 用戶線接口的功能275
8.1.2 用戶線接口信號分析276
8.2 用戶線信號檢測及控制電路的設計276
8.2.1 振鈴信號檢測電路276
8.2.2 雙音多頻信號譯碼電路278
8.2.3 電話接口電路281
8.2.4 繼電器控制電路281
8.3 電話遠程遙控系統(tǒng)的硬件電路設計283
8.3.1 CPU的選擇285
8.3.2 各部分電路的工作原理285
8.4 電話遠程遙控系統(tǒng)的軟件設計288
8.4.1 軟件系統(tǒng)分析288
8.4.2 系統(tǒng)軟件設計290
習題與思考295
第9章 以太網(wǎng)通信接口297
9.1 TCP/IP協(xié)議的分層結構及數(shù)據(jù)處理297
9.1.1 TCP/IP協(xié)議的分層結構297
9.1.2 TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)的處理299
9.2 相關協(xié)議報文的格式300
9.2.1 以太網(wǎng)幀格式300
9.2.2 ARP報文格式301
9.2.3 IP報文格式301
9.2.4 ICMP報文格式303
9.2.5 UDP報文格式303
9.3 嵌入式精簡TCP/IP協(xié)議棧的結構及現(xiàn)實意義304
9.3.1 嵌入式精簡TCP/IP協(xié)議棧的總體結構304
9.3.2 嵌入式精簡TCP/IP協(xié)議棧的現(xiàn)實意義305
9.4 以太網(wǎng)串行口數(shù)據(jù)轉換模塊的硬件設計305
9.4.1 以太網(wǎng)接口芯片RTL8019AS305
9.4.2 單片機系統(tǒng)接口電路設計310
9.5 以太網(wǎng)串行口數(shù)據(jù)轉換模塊的軟件設計314
9.5.1 串行口控制程序的設計314
9.5.2 RTL8019AS控制程序的設計314
9.5.3 精簡TCP/IP協(xié)議棧系統(tǒng)工作流程及代碼分析319
9.5.4 以太網(wǎng)串行口數(shù)據(jù)轉換模塊工作實測355
習題與思考356
參考文獻357