單片機原理及接口技術

前 言
第 1 章 概述 1
1.1 單片機的概念 1
1.2 單片機的特點及發(fā)展概況 1
1.3 單片機的基本組成 2
1.3.1 中央處理器 3
1.3.2 存儲器 3
1.3.3 輸入/輸出部件 3
1.4 常用單片機系列介紹 4
1.5 單片機的應用領域 5
1.5.1 單片機的應用 5
1.5.2 單片機應用系統(tǒng)的結(jié)構 6
本章小結(jié) 7
思考題與習題 7
第 2 章 單片機的硬件結(jié)構 8
2.1 單片機的基本結(jié)構 8
2.1.1 單片機的內(nèi)部結(jié)構 8
2.1.2 單片機的封裝及引腳定義 12
2.2 單片機的存儲器組織 14
2.2.1 程序存儲器 14
2.2.2 數(shù)據(jù)存儲器 15
2.3 單片機的并行口結(jié)構與操作 18
2.3.1 并行輸入/輸出端口結(jié)構 18
2.3.2 并行輸入/輸出端口編程舉例 19
2.4 單片機的時鐘電路與時序 21
2.4.1 振蕩器與時鐘電路 21
2.4.2 CPU 的工作時序 22
2.5 單片機的復位電路 24
2.5.1 復位電路設計 24
2.5.2 復位狀態(tài) 24
2.6 單片機的低功耗方式 25
2.6.1 電源控制寄存器 25
2.6.2 待機方式 25
2.6.3 掉電方式 25
本章小結(jié) 26V

思考題與習題 26
第 3 章 51 系列單片機的指令系統(tǒng)和程序設計方法 27
3.1 指令概述 27
3.1.1 指令分類 27
3.1.2 指令格式 27
3.1.3 指令中常用縮寫符號的意義 28
3.2 尋址方式 29
3.2.1 立即尋址 29
3.2.2 直接尋址 29
3.2.3 寄存器尋址 29
3.2.4 寄存器間接尋址 30
3.2.5 變址尋址 30
3.2.6 相對尋址 31
3.2.7 位尋址 31
3.3 數(shù)據(jù)傳送類指令 32
3.3.1 內(nèi)部 RAM 數(shù)據(jù)傳送指令 32
3.3.2 訪問外部 RAM 數(shù)據(jù)傳送指令 35
3.3.3 程序存儲器向累加器 A 傳送數(shù)據(jù)指令 35
3.3.4 數(shù)據(jù)交換指令 37
3.3.5 堆棧操作指令 38
3.4 算術運算類指令 39
3.4.1 加法指令 39
3.4.2 減法指令 41
3.4.3 乘法指令 42
3.4.4 除法指令 43
3.5 邏輯運算類指令 43
3.5.1 累加器 A 的邏輯運算指令 43
3.5.2 兩個操作數(shù)的邏輯操作運算指令 44
3.6 位操作指令 46
3.6.1 位變量傳送指令 46
3.6.2 位變量修改指令 47
3.6.3 位變量邏輯操作指令 47
3.7 控制轉(zhuǎn)移類指令 47
3.7.1 無條件轉(zhuǎn)移指令 48
3.7.2 條件轉(zhuǎn)移指令 49
3.7.3 調(diào)用與返回指令 53
3.8 匯編語言程序設計 55
3.8.1 匯編語言程序設計概述 55
3.8.2 常用偽指令 56
單片機原理及接口技術
3.8.3 順序結(jié)構程序設計 58
3.8.4 分支結(jié)構程序設計 59
3.8.5 循環(huán)結(jié)構程序設計 60
3.8.6 子程序設計 63
本章小結(jié) 67
思考題與習題 68
第 4 章 C51 程序設計基礎 71
4.1 單片機的 C 語言概述 71
4.1.1 C51 程序開發(fā)流程 71
4.1.2 C51 程序結(jié)構 71
4.2 C51 的數(shù)據(jù)類型與數(shù)據(jù)存儲類型 73
4.2.1 C51 的標識符與關鍵字 73
4.2.2 C51 的數(shù)據(jù)類型 74
4.2.3 C51 的數(shù)據(jù)存儲類型 77
4.3 C51 的運算符、表達式與規(guī)則 79
4.3.1 C51 的算術運算符與算術表達式 79
4.3.2 C51 的關系運算符、關系表達式與優(yōu)先級 79
4.3.3 C51 的邏輯運算符、邏輯表達式與優(yōu)先級 80
4.3.4 C51 的賦值運算符與表達式 80
4.3.5 C51 的位操作及表達式 80
4.3.6 逗號表達式與條件表達式 81
4.4 C51 流程控制語句 81
4.4.1 C51 的順序結(jié)構 82
4.4.2 C51 的選擇結(jié)構 82
4.4.3 C51 的循環(huán)結(jié)構 83
4.5 C51 的數(shù)組與結(jié)構 83
4.5.1 一維、二維數(shù)組 83
4.5.2 結(jié)構 84
4.6 C51 的指針與函數(shù) 85
4.6.1 C51 的指針概述 85
4.6.2 C51 函數(shù)的定義 88
本章小結(jié) 90
思考題與習題 90
第 5 章 中斷系統(tǒng) 91
5.1 中斷系統(tǒng)概述 91
5.1.1 中斷的概念 91
5.1.2 中斷系統(tǒng)的功能及特點 91
5.2 51 系列單片機的中斷系統(tǒng) 92
5.2.1 中斷系統(tǒng)結(jié)構與中斷源 92VII

5.2.2 中斷控制 93
5.3 中斷處理過程 97
5.3.1 中斷響應與過程 97
5.3.2 中斷處理 98
5.3.3 中斷返回 99
5.3.4 中斷請求撤銷 99
5.3.5 中斷響應時間 100
5.4 中斷系統(tǒng)應用舉例 100
本章小結(jié) 107
思考題與習題 107
第 6 章 單片機的定時器/計數(shù)器 108
6.1 定時器/計數(shù)器的結(jié)構及工作原理 108
6.1.1 MCS-51 系列單片機定時器/計數(shù)器功能 108
6.1.2 定時器/計數(shù)器的結(jié)構 108
6.1.3 定時器/計數(shù)器的控制字 109
6.2 定時器/計數(shù)器的工作模式 110
6.2.1 模式 0 110
6.2.2 模式 1 111
6.2.3 模式 2 111
6.2.4 模式 3 111
6.3 計數(shù)器模式下對輸入信號的要求 112
6.4 定時器/計數(shù)器的編程和應用 112
6.4.1 定時器/計數(shù)器的初始化 112
6.4.2 定時器/計數(shù)器的應用 114
本章小結(jié) 121
思考題與習題 121
第 7 章 51 系列單片機的串行通信 122
7.1 串行口的結(jié)構 122
7.1.1 串行口控制寄存器 122
7.1.2 電源控制寄存器 123
7.2 串行口的 4 種工作方式 123
7.2.1 方式 0 123
7.2.2 方式 1 127
7.2.3 方式 2 128
7.2.4 方式 3 128
7.3 波特率的設定方法 128
7.3.1 波特率的定義 128
7.3.2 定時器 T1 產(chǎn)生波特率的計算 128
7.3.3 定時器 T2 產(chǎn)生波特率的計算 129VIII
單片機原理及接口技術
7.4 串行口的編程和應用 129
7.4.1 雙機串行通信硬件接口 130
7.4.2 雙機串行通信軟件編程 131
本章小結(jié) 135
思考題與習題 135
第 8 章 51 系列單片機的存儲器和 I/O 外部擴展 136
8.1 并行擴展技術 136
8.1.1 并行擴展總線 136
8.1.2 擴展方法 137
8.2 串行擴展技術 139
8.2.1 SPI 總線 139
8.2.2 I2C 總線 141
8.2.3 1-wire 總線 141
8.3 存儲器擴展 142
8.4 I/O 擴展 147
8.4.1 并行擴展 I/O 149
8.4.2 串行擴展 I/O 155
本章小結(jié) 159
思考題與習題 159
第 9 章 51 系列單片機接口技術 160
9.1 鍵盤接口技術 160
9.1.1 鍵盤工作原理 160
9.1.2 獨立式鍵盤接口技術 161
9.1.3 矩陣式鍵盤接口技術 163
9.2 LED 顯示器接口技術 165
9.2.1 LED 顯示器的結(jié)構與原理 165
9.2.2 靜態(tài)顯示接口技術 166
9.2.3 動態(tài)顯示接口技術 171
9.3 液晶顯示接口技術 174
9.3.1 LCD 概述 174
9.3.2 單片機與 LCD1602 液晶顯示接口 175
9.4 單片機與 DAC 的接口 182
9.4.1 DAC 概述 182
9.4.2 單片機與串行 DAC TLC5615 的接口設計 183
9.4.3 單片機與并行 DAC0832 的接口設計 188
9.5 單片機與 ADC 的接口 191
9.5.1 ADC 概述 191
9.5.2 單片機與串行 ADC ADC0832 的接口設計 192
9.5.3 單片機與并行 ADC ADC0809 的接口 196IX

9.5.4 單片機與數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器 PCF8591 的接口設計 199
本章小結(jié) 202
思考題與習題 202
第 10 章 51 系列單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境 204
10.1 51 系列單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的軟、硬件環(huán)境 204
10.1.1 單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的軟、硬件環(huán)境構成 204
10.1.2 使用 JTAG 界面的單片機開發(fā)環(huán)境 204
10.1.3 單片機的在線編程 205
10.2 Keil C51 高級語言集成開發(fā)環(huán)境——?Vision4 IDE 205
10.2.1 Keil C51 軟件簡介 205
10.2.2 ?Vision4 IDE 界面介紹 206
10.2.3 ?Vision4 IDE 的舉例使用 207
10.2.4 Keil C51 中 printf 函數(shù) 214
10.3 基于 Proteus 的單片機系統(tǒng)仿真 214
10.3.1 Proteus 軟件簡介 214
10.3.2 ISIS 7 Professional 界面介紹 214
10.3.3 ISIS 7 Professional 的舉例使用 216
10.3.4 Proteus ISIS 與?Vision4 的聯(lián)調(diào) 220
本章小結(jié) 222
思考題與習題 222
第 11 章 51 系列單片機應用系統(tǒng)設計 223
11.1 單片機應用系統(tǒng)結(jié)構及設計過程 223
11.1.1 硬件設計 224
11.1.2 軟件設計 225
11.2 單片機應用系統(tǒng)的抗干擾技術 226
11.2.1 干擾源 226
11.2.2 硬件抗干擾方法 226
11.2.3 軟件抗干擾方法 227
11.3 基于單片機的溫室溫度控制系統(tǒng) 228
11.3.1 系統(tǒng)簡介 228
11.3.2 硬件設計 228
11.3.3 軟件設計 229
本章小結(jié) 233
思考題與習題 233
附錄 234
附錄 A ASCII 碼對照表 234
附錄 B MCS-51 系列單片機匯編語言指令表（ A） 235
附錄 C MCS-51 系列單片機匯編語言指令表（ B） 239
參考文獻 242