單片機(jī)原理及應(yīng)用：基于Keil及Proteus（第2版）

第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識……………………………………………………………… 1
1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述…………………………………………………………… 1
1.1.1 計(jì)算機(jī)……………………………………………………………… 1
1.1.2 微型計(jì)算機(jī)………………………………………………………… 1
1.1.3 單片微型計(jì)算機(jī)…………………………………………………… 2
1.1.4 嵌入式系統(tǒng)………………………………………………………… 3
1.2 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 3
1.2.1 中央處理器………………………………………………………… 3
1.2.2 存儲器……………………………………………………………… 6
1.2.3 輸入/輸出接口……………………………………………………… 7
1.2.4 總 線……………………………………………………………… 8
1.3 單片機(jī)的類型和典型單片機(jī)產(chǎn)品………………………………………… 8
1.3.1 單片機(jī)的類型和特點(diǎn)……………………………………………… 8
1.3.2 典型單片機(jī)產(chǎn)品…………………………………………………… 10
1.4 單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用………………………………………… 11
1.4.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)……………………………………………… 11
1.4.2 單片機(jī)的應(yīng)用……………………………………………………… 12
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 14
第2章 51系列單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和功能…………………………………………… 15
2.1 總體結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………… 15
2.1.1 51系列單片機(jī)的總體結(jié)構(gòu)……………………………………… 15
2.1.2 51系列單片機(jī)的引腳定義及功能……………………………… 17
2.2 存儲器的組織結(jié)構(gòu)及功能………………………………………………… 20
2.2.1 程序存儲器………………………………………………………… 20
2.2.2 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器…………………………………………………… 21
2.2.3 外部數(shù)據(jù)RAM 和I/O口………………………………………… 27
2.3 I/O接口的結(jié)構(gòu)及功能…………………………………………………… 27
2.3.1 并行接口的結(jié)構(gòu)及功能…………………………………………… 27
2.3.2 串行接口的結(jié)構(gòu)及功能…………………………………………… 32
2.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及功能……………………………………………… 33
2.4.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)……………………………………………… 33
2.4.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式寄存器和控制寄存器………………………… 34
2.4.3 T0、T1的工作方式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)………………………………… 36
2.4.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2的功能和使用方法…………………………… 38
2.5 中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能…………………………………………………… 42
2.5.1 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)……………………………………………………… 43
2.5.2 中斷源……………………………………………………………… 43
2.5.3 中斷控制…………………………………………………………… 45
2.5.4 中斷響應(yīng)過程……………………………………………………… 47
2.5.5 中斷服務(wù)程序的現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)………………………………… 48
2.5.6 中斷請求的撤出…………………………………………………… 49
2.6 時(shí)鐘、時(shí)鐘電路、CPU 定時(shí)……………………………………………… 50
2.6.1 CMOS型51單片機(jī)時(shí)鐘電路…………………………………… 50
2.6.2 CPU 時(shí)序………………………………………………………… 51
2.7 單片機(jī)工作方式…………………………………………………………… 52
2.7.1 復(fù)位方式與復(fù)位電路……………………………………………… 53
2.7.2 程序執(zhí)行方式……………………………………………………… 54
2.7.3 省電工作方式……………………………………………………… 54
2.7.4 CHMOS型單片機(jī)節(jié)電工作方式………………………………… 55
習(xí) 題…………………………………………………………………………… 58
第3章 51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)及Keil集成開發(fā)環(huán)境…………………………… 59
3.1 指令系統(tǒng)和指令格式……………………………………………………… 59
3.1.1 指令系統(tǒng)的概念…………………………………………………… 59
3.1.2 指令格式和常用偽指令…………………………………………… 59
3.2 指令尋址方式……………………………………………………………… 63
3.2.1 寄存器尋址………………………………………………………… 63
3.2.2 直接尋址…………………………………………………………… 64
3.2.3 寄存器間接尋址…………………………………………………… 64
3.2.4 立即尋址…………………………………………………………… 65
3.2.5 基寄存器加變址寄存器間接尋址………………………………… 65
3.3 指令狀態(tài)標(biāo)志和類型……………………………………………………… 66
3.3.1 指令狀態(tài)標(biāo)志……………………………………………………… 66
3.3.2 指令類型…………………………………………………………… 67
3.4 數(shù)據(jù)傳送指令……………………………………………………………… 68
3.4.1 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令………………………………………………… 69
3.4.2 外部數(shù)據(jù)存儲器傳送指令………………………………………… 73
3.4.3 查表指令…………………………………………………………… 75
3.5 算術(shù)運(yùn)算指令……………………………………………………………… 76
3.5.1 加減指令…………………………………………………………… 76
3.5.2 乘除指令…………………………………………………………… 80
3.6 邏輯運(yùn)算指令……………………………………………………………… 81
3.6.1 ACC的邏輯操作指令…………………………………………… 81
3.6.2 兩個操作數(shù)的邏輯操作指令……………………………………… 83
3.7 位操作指令………………………………………………………………… 85
3.7.1 位變量傳送指令…………………………………………………… 85
3.7.2 位變量修改指令…………………………………………………… 86
3.7.3 位變量邏輯操作指令……………………………………………… 87
3.8 控制轉(zhuǎn)移指令……………………………………………………………… 87
3.8.1 絕對轉(zhuǎn)移指令……………………………………………………… 87
3.8.2 條件轉(zhuǎn)移指令……………………………………………………… 91
3.8.3 調(diào)用、返回及空操作指令………………………………………… 93
3.9 KeilμVision4集成開發(fā)環(huán)境簡介……………………………………… 96
3.9.1 μVision4項(xiàng)目管理窗口………………………………………… 96
3.9.2 μVision4的菜單欄……………………………………………… 97
3.9.3 μVision4工具欄………………………………………………… 103
3.9.4 μVision4的管理配置…………………………………………… 107
3.9.5 μVision4的各種常用窗口……………………………………… 111
3.9.6 用μVision4創(chuàng)建項(xiàng)目…………………………………………… 115
3.9.7 項(xiàng)目仿真和調(diào)試………………………………………………… 118
習(xí) 題………………………………………………………………………… 120
第4章 51系列單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)方法………………………………… 122
4.1 單片機(jī)系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)過程……………………………………… 122
4.1.1 程序總體構(gòu)成…………………………………………………… 122
4.1.2 程序設(shè)計(jì)過程…………………………………………………… 125
4.2 順序程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………… 125
4.3 分支程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………… 127
4.3.1 基本分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)………………………………………… 127
4.3.2 多分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)…………………………………………… 128
4.4 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)……………………………………………………… 132
4.4.1 單重循環(huán)程序…………………………………………………… 132
4.4.2 多重循環(huán)程序…………………………………………………… 134
4.4.3 已知循環(huán)次數(shù)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)…………………………………… 134
4.4.4 未知循環(huán)次數(shù)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)…………………………………… 134
4.5 子程序設(shè)計(jì)及參數(shù)傳遞方法…………………………………………… 135
4.5.1 子程序的調(diào)用與返回…………………………………………… 136
4.5.2 子程序的參數(shù)傳遞……………………………………………… 137
4.6 中斷程序設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 144
4.6.1 中斷的初始化…………………………………………………… 144
4.6.2 中斷服務(wù)程序…………………………………………………… 144
4.6.3 外部中斷程序…………………………………………………… 145
4.6.4 定時(shí)中斷程序…………………………………………………… 146
4.6.5 串行中斷程序…………………………………………………… 147
4.7 常用程序設(shè)計(jì)及調(diào)試實(shí)例……………………………………………… 148
4.7.1 定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算程序………………………………………………… 149
4.7.2 查表程序………………………………………………………… 153
4.7.3 數(shù)制轉(zhuǎn)換程序…………………………………………………… 154
習(xí) 題………………………………………………………………………… 156
第5章 51系列單片機(jī)接口應(yīng)用及Proteus仿真………………………………… 157
5.1 Proteus簡介…………………………………………………………… 157
5.1.1 Proteus編輯環(huán)境……………………………………………… 157
5.1.2 電路原理圖設(shè)計(jì)………………………………………………… 162
5.1.3 單片機(jī)的仿真…………………………………………………… 166
5.1.4 ISIS模塊應(yīng)用舉例……………………………………………… 167
5.2 51系列單片機(jī)內(nèi)部接口和定時(shí)器的應(yīng)用……………………………… 169
5.2.1 并行接口應(yīng)用…………………………………………………… 169
5.2.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用………………………………………………… 174
5.2.3 串行接口電路…………………………………………………… 180
5.3 51系列單片機(jī)并行擴(kuò)展系統(tǒng)的擴(kuò)展原理……………………………… 195
5.3.1 51單片機(jī)最小系統(tǒng)……………………………………………… 195
5.3.2 51單片機(jī)擴(kuò)展總線與編址技術(shù)………………………………… 196
5.4 程序存儲器擴(kuò)展………………………………………………………… 200
5.4.1 外部程序存儲器的操作時(shí)序…………………………………… 200
5.4.2 常用EPROM 存儲器…………………………………………… 202
5.4.3 程序存儲器擴(kuò)展方法…………………………………………… 203
5.5 數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展………………………………………………………… 205
5.5.1 外部數(shù)據(jù)存儲器的操作時(shí)序…………………………………… 205
5.5.2 常用的RAM 芯片……………………………………………… 207
5.5.3 RAM 存儲器擴(kuò)展方法………………………………………… 207
5.5.4 外部RAM 的讀寫程序………………………………………… 209
5.6 LED鍵盤/顯示專用電路接口技術(shù)和應(yīng)用…………………………… 210
5.6.1 LED顯示接口技術(shù)……………………………………………… 210
5.6.2 按鍵、鍵盤與單片機(jī)的接口技術(shù)………………………………… 217
5.7 LED點(diǎn)陣顯示電路接口技術(shù)和應(yīng)用…………………………………… 226
5.7.1 點(diǎn)陣LED顯示器原理…………………………………………… 227
5.7.2 LED點(diǎn)陣顯示接口電路及編程方法…………………………… 228
5.8 LCD顯示電路接口技術(shù)和應(yīng)用………………………………………… 235
5.8.1 SMC1602顯示器工作原理……………………………………… 236
5.8.2 指令集及時(shí)序…………………………………………………… 240
5.8.3 應(yīng)用實(shí)例………………………………………………………… 244
5.9 ADC與DAC器件接口技術(shù)…………………………………………… 252
5.9.1 DAC轉(zhuǎn)換器接口………………………………………………… 252
5.9.2 ADC轉(zhuǎn)換接口…………………………………………………… 260
5.10 溫度傳感器接口技術(shù)…………………………………………………… 265
5.10.1 DS18B20的基礎(chǔ)知識………………………………………… 265
5.10.2 參考程序………………………………………………………… 270
5.10.3 DS18B20測溫實(shí)例…………………………………………… 272
習(xí) 題………………………………………………………………………… 275
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………… 278