單片微型計算機原理及應用（第2版）

目 錄
第1章 緒論\t1
1．1 計算機的誕生、發(fā)展及基本結(jié)構(gòu)\t1
1．2 計算機類型劃分\t2
1．2．1 通用計算機\t2
1．2．2 嵌入式計算機\t2
1．3 嵌入式計算機的類別及應用特點\t3
1．3．1 嵌入式計算機的類別\t3
1．3．2 嵌入式計算機系統(tǒng)的應用特點\t3
1．4 單片微型計算機應用系統(tǒng)舉例\t3
習題與思考題1\t5
第2章 微型計算機基礎\t6
2．1 計算機中的數(shù)、編碼和運算\t6
2．1．1 計算機中常用的數(shù)制及相互
轉(zhuǎn)換\t6
2．1．2 微型計算機中常用的編碼\t7
2．1．3 微型計算機的運算基礎\t8
2．2 微型計算機的基本結(jié)構(gòu)\t11
2．2．1 存儲器的組成及功能\t12
2．2．2 微處理器的結(jié)構(gòu)及工作原理\t14
2．2．3 輸入/輸出設備及其接口電路\t19
2．2．4 微型計算機的總線連接結(jié)構(gòu)\t20
2．3 微型計算機的指令執(zhí)行過程\t22
2．4 微型計算機系統(tǒng)\t24
2．4．1 微型計算機系統(tǒng)的組成\t24
2．4．2 微型計算機系統(tǒng)的性能指標\t26
2．4．3 微型計算機的分類\t27
2．5 單片微型計算機概述\t27
2．5．1 什么是單片微型計算機\t27
2．5．2 單片機的發(fā)展歷史\t27
2．5．3 單片機的特點\t28
2．5．4 單片機的應用\t28
2．5．5 單片機的發(fā)展趨勢\t29
2．5．6 單片機的主要制造廠商和機型\t30
2．5．7 51系列單片機簡介\t30
習題與思考題2\t32
第3章 51系列單片機的硬件結(jié)構(gòu)與
時序\t34
3．1 AT89S51單片機的結(jié)構(gòu)概述\t34
3．2 AT89S51單片機的外部引腳\t35
3．2．1 電源及時鐘引腳\t35
3．2．2 控制引腳\t36
3．2．3 并行I/O口引腳\t36
3．3 AT89S51單片機的CPU\t37
3．3．1 運算器\t37
3．3．2 控制器\t39
3．4 AT89S51單片機存儲器的結(jié)構(gòu)\t39
3．4．1 程序存儲器空間\t39
3．4．2 數(shù)據(jù)存儲器空間\t40
3．4．3 特殊功能寄存器\t41
3．4．4 位地址空間\t45
3．5 AT89S51單片機的并行輸入/
輸出接口\t45
3．5．1 P0口\t46
3．5．2 P1口\t47
3．5．3 P2口\t47
3．5．4 P3口\t48
3．6 AT89S51單片機的時鐘電路與
時序\t49
3．6．1 AT89S51單片機的時鐘電路\t49
3．6．2 時序與時序定時單位\t51
3．6．3 AT89S51指令的取指/執(zhí)行
時序\t52
3．6．4 AT89S51對片外存儲器的操作
時序\t53
3．7 復位操作與復位電路\t55
3．8 AT89S51單片機的低功耗節(jié)電
模式與看門狗定時器\t56
3．8．1 空閑模式\t57
3．8．2 掉電運行模式\t58
3．8．3 掉電和空閑模式下的看門狗定
時器WDT\t58
習題與思考題3\t58
第4章 51系列單片機的指令系統(tǒng)\t60
4．1 指令及其格式\t60
4．1．1 指令系統(tǒng)概述\t60
4．1．2 指令描述符號的約定\t61
4．1．3 機器指令的字節(jié)編碼格式\t61
4．1．4 符號指令的書寫格式\t62
4．2 51系列單片機的尋址方式\t62
4．2．1 立即尋址\t62
4．2．2 直接尋址\t63
4．2．3 寄存器尋址\t63
4．2．4 寄存器間接尋址\t64
4．2．5 變址尋址（基址寄存器加變址
寄存器間址尋址）\t64
4．2．6 相對尋址方式\t65
4．2．7 位尋址方式\t65
4．3 51系列單片機指令系統(tǒng)分類
介紹\t66
4．3．1 數(shù)據(jù)傳送類指令\t66
4．3．2 算術運算類指令\t71
4．3．3 邏輯運算與移位指令\t77
4．3．4 控制轉(zhuǎn)移類指令\t79
4．3．5 位操作類指令\t84
4．3．6 51系列單片機指令匯總\t86
習題與思考題4\t89
第5章 51系列單片機匯編語言程序設
計及仿真調(diào)試\t91
5．1 匯編語言程序設計基礎\t91
5．1．1 機器語言、匯編語言與高級
語言\t91
5．1．2 匯編語言的語句和格式\t92
5．1．3 偽指令\t93
5．1．4 匯編語言源程序的匯編\t95
5．1．5 匯編語言程序設計的一般步驟\t96
5．2 匯編語言源程序的基本結(jié)構(gòu)\t96
5．2．1 順序結(jié)構(gòu)\t96
5．2．2 分支結(jié)構(gòu)\t97
5．2．3 循環(huán)結(jié)構(gòu)\t98
5．2．4 子程序\t102
5．3 51系列單片機匯編語言實用
程序設計舉例\t105
5．3．1 查表程序設計\t105
5．3．2 散轉(zhuǎn)程序設計\t107
5．3．3 碼制轉(zhuǎn)換程序設計\t108
5．3．4 運算程序設計\t109
5．4 程序調(diào)試與集成開發(fā)環(huán)境軟件
Keil μVision\t110
5．4．1 程序調(diào)試概述\t110
5．4．2 Keil μVision軟件簡介\t110
5．4．3 Keil μVision集成開發(fā)環(huán)境中
調(diào)試單片機匯編語言源程序的
方法\t111
習題與思考題5\t117
*第6章 單片機的Ｃ語言程序設計\t118
6．1 單片機C語言概述\t118
6．1．1 采用C51的優(yōu)點\t118
6．1．2 C51的程序框架\t118
6．1．3 C51的程序開發(fā)過程\t119
6．2 C51的數(shù)據(jù)與運算\t120
6．2．1 C51的數(shù)據(jù)類型\t120
6．2．2 C51的數(shù)據(jù)存儲類型\t121
6．2．3 C51數(shù)據(jù)的存儲器模式\t121
6．2．4 C51的指針變量\t121
6．2．5 C51對SFR、可尋址位、存
儲器和I/O口的定義\t124
6．3 C51的運算符和表達式\t126
6．4 C51的基本語句\t129
6．4．1 表達式語句\t129
6．4．2 復合語句\t129
6．4．3 選擇語句\t129
6．4．4 循環(huán)語句\t130
6．5 C51的函數(shù)\t131
6．5．1 函數(shù)的分類\t131
6．5．2 C51函數(shù)的定義\t132
6．5．3 C51函數(shù)的調(diào)用\t133
6．5．4 對被調(diào)函數(shù)的說明\t133
6．5．5 C51的庫函數(shù)\t133
6．6 C51編程實例\t133
6．6．1 C語言程序與匯編語言源程序
的關系\t133
6．6．2 順序程序的設計\t135
6．6．3 循環(huán)程序的設計\t136
6．6．4 分支程序的設計\t136
6．7 匯編語言和C語言的混合編程\t138
習題與思考題6\t139
第7章 51系列單片機I/O口應用與
軟/硬件系統(tǒng)模擬調(diào)試\t140
7．1 AT89S51單片機I/O接口的
應用\t140
7．1．1 AT89S51單片機I/O接口的
操作方式\t140
7．1．2 I/O接口的應用實例：發(fā)光二
極管的控制\t141
7．2 軟/硬件系統(tǒng)的模擬調(diào)試與Proteus
軟件\t143
7．2．1 Proteus軟件的特點\t143
7．2．2 Proteus軟件對于單片機教學的
重要意義\t143
7．3 Proteus軟件快速入門\t143
7．3．1 Proteus工作界面\t144
7．3．2 使用Proteus進行單片機系統(tǒng)
仿真設計的步驟\t146
7．4 應用實例\t146
7．4．1 原理圖設計\t146
7．4．2 Proteus仿真\t149
習題與思考題7\t150
第8章 51系列單片機的中斷系統(tǒng)\t151
8．1 中斷系統(tǒng)的基本概念\t151
8．1．1 中斷的定義和作用\t151
8．1．2 中斷的分類\t152
8．1．3 中斷系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及功能\t152
8．2 AT89S51單片機的中斷系統(tǒng)\t157
8．2．1 AT89S51的中斷請求源和
中斷標志\t158
8．2．2 AT89S51對中斷請求的控制\t159
8．2．3 AT89S51中斷處理的過程\t162
8．3 中斷系統(tǒng)的程序設計及實例\t165
8．3．1 中斷系統(tǒng)的程序設計\t165
8．3．2 中斷系統(tǒng)程序設計舉例\t167
8．4 AT89S51對外部中斷源的擴展\t171
8．4．1 采用中斷加查詢法擴展外部
中斷源\t171
習題與思考題8\t174
第9章 51系列單片機的定時器/計
數(shù)器\t176
9．1 定時器/計數(shù)器概述\t176
9．2 AT89S51單片機定時器/計數(shù)器
的結(jié)構(gòu)\t176
9．2．1 工作方式控制寄存器TMOD\t177
9．2．2 定時器/計數(shù)器控制寄存器
TCON\t178
9．3 定時器/計數(shù)器的4種工作
方式\t178
9．3．1 方式0\t178
9．3．2 方式1\t179
9．3．3 方式2\t180
9．3．4 方式3\t180
9．4 對外部輸入信號的要求\t182
9．5 定時器/計數(shù)器的編程和應用\t182
9．5．1 定時器/計數(shù)器的編程\t182
9．5．2 定時器/計數(shù)器的應用舉例\t183
習題與思考題9\t196
第10章 51系列單片機的串行接口及
其應用\t198
10．1 計算機串行通信基礎\t198
10．1．1 計算機通信方式的分類\t198
10．1．2 串行通信的分類\t199
10．1．3 串行通信的制式\t201
10．1．4 串行通信中的調(diào)制與解調(diào)\t201
10．1．5 串行通信的校驗\t202
10．1．6 串行通信中串行I/O數(shù)據(jù)的
實現(xiàn)\t202
10．2 AT89S51單片機串行口的結(jié)
構(gòu)及工作原理\t203
10．2．1 串行口的結(jié)構(gòu)\t203
10．2．2 串行口的工作方式\t205
10．3 AT89S51單片機串行口的
應用\t211
10．3．1 串行通信的編程要點\t211
10．3．2 串行口在方式0下的應用\t212
10．3．3 串行口在其他方式下的
應用\t215
10．4 單片機的主從式多機通信\t223
10．5 單片機與PC間的串行通信\t224
10．5．1 單片機與PC串行通信的
硬件連接\t224
10．5．2 通信協(xié)議與通信程序\t226
習題與思考題10\t227
第11章 51系列單片機的存儲器擴展\t229
11．1 單片機系統(tǒng)擴展概述\t229
11．2 51系列單片機并行總線構(gòu)造
和地址鎖存器\t230
11．2．1 并行總線的構(gòu)造\t230
11．2．2 外部地址鎖存器\t230
11．3 51系列單片機地址空間分配
和地址譯碼器\t231
11．4 程序存儲器的擴展\t235
11．4．1 程序存儲器芯片類型的選擇\t235
11．4．2 常用EPROM芯片的簡介\t235
11．4．3 訪問程序存儲器的控制信號\t237
11．4．4 AT89S51單片機與EPROM
的接口電路設計\t238
11．4．5 單片機外擴程序存儲器的時
序分析與使用\t239
11．5 數(shù)據(jù)存儲器擴展\t240
11．5．1 數(shù)據(jù)存儲器芯片類型的
選擇\t240
11．5．2 常用靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器RAM
芯片簡介\t240
11．5．3 AT89S51單片機與外部RAM
的接口電路設計\t241
11．5．4 單片機外擴數(shù)據(jù)存儲器的時
序分析與使用\t243
11．6 程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的綜
合擴展\t244
11．7 E2PROM的擴展簡介\t246
11．7．1 并行E2PROM芯片簡介\t246
11．7．2 E2PROM的工作方式\t247
11．7．3 并行E2PROM與單片機的
接口設計\t247
11．8 AT89S51單片機片內(nèi)Flash存
儲器的編程\t247
11．8．1 AT89S51單片機片內(nèi)Flash
存儲器概況\t248
11．8．2 AT89S51單片機片內(nèi)Flash
存儲器的編程\t248
習題與思考題11\t250
第12章 51系列單片機的并行I/O
接口擴展\t251
12．1 I/O接口擴展概述\t251
12．1．1 I/O接口的功能\t251
12．1．2 I/O端口的編址\t252
12．1．3 單片機與I/O設備的數(shù)據(jù)傳
送方式\t253
12．1．4 單片機并行I/O接口的擴展
方法概述\t254
12．2 簡單I/O接口的擴展\t254
12．3 利用可編程接口芯片82C55
擴展并行口\t255
12．3．1 82C55芯片簡介\t255
12．3．2 工作方式選擇控制字及端口
C按位置位/復位控制字\t257
12．3．3 82C55的3種工作方式\t259
12．3．4 AT89S51單片機與82C55的
接口設計\t262
12．4 利用可編程接口芯片81C55
擴展并行口\t263
12．4．1 81C55的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部
引腳\t264
12．4．2 單片機對81C55端口的控制\t265
12．4．3 81C55的工作方式\t266
12．4．4 AT89S51單片機與81C55的
接口設計及軟件編程\t268
12．5 利用單片機的串行口擴展并行
I/O口\t270
12．5．1 用74LS164擴展并行輸出口\t270
12．5．2 用74LS165擴展并行輸入口\t271
習題與思考題12\t273
第13章 51系列單片機與常用外設的
接口設計\t274
13．1 AT89S51單片機與LED數(shù)碼
管顯示器的接口\t274
13．1．1 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與工作
原理\t274
13．1．2 LED數(shù)碼管顯示器的工作
原理\t275
13．1．3 LED數(shù)碼管顯示器應用
舉例\t277
13．2 AT89S51單片機鍵盤接口
技術\t279
13．2．1 鍵盤的任務和分類\t279
13．2．2 按鍵輸入信號的特點和處理\t280
13．2．3 非編碼鍵盤的工作原理\t280
13．2．4 單片機對鍵盤的監(jiān)控方式\t286
13．3 鍵盤/顯示器接口設計舉例\t287
13．4 AT89S51單片機與液晶顯示
器的接口\t291
13．4．1 LCD1602模塊的外形與
引腳\t292
13．4．2 LCD1602模塊的組成\t292
13．4．3 LCD1602模塊的命令及初
始化\t294
13．4．4 AT89S51單片機與LCD1602
模塊的接口示例\t295
13．5 AT89S51單片機與微型打印機
TP?P-40A/16A的接口\t298
習題與思考題13\t303
第14章 51系列單片機模擬量接口
技術\t304
14．1 51系列單片機與D/A轉(zhuǎn)換器
的接口\t304
14．1．1 器件選型\t304
14．1．2 AT89S51與8位D/A轉(zhuǎn)換器
DAC0832的接口設計\t305
14．1．3 AT89S51與12位D/A轉(zhuǎn)換器
DAC1210的接口設計\t311
14．1．4 AT89S51與串行輸入的12位
D/A轉(zhuǎn)換器AD7543的接口
設計\t312
14．2 51系列單片機與A/D轉(zhuǎn)換器
的接口\t314
14．2．1 A/D轉(zhuǎn)換器簡介\t314
14．2．2 AT89S51與逐次比較型8
位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809的
接口\t315
習題與思考題14\t321
*第15章 51系列單片機的串行總線
擴展技術\t323
15．1 I2C總線接口及其擴展\t323
15．1．1 I2C串行總線概述\t323
15．1．2 I2C總線的數(shù)據(jù)傳送\t324
15．1．3 應用舉例：AT89S51與
AT24C02的接口\t327
15．2 SPI串行總線接口及其擴展\t331
15．2．1 單片機擴展SPI總線的系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)\t331
15．2．2 單片機的SPI總線讀寫時序
模擬\t331
15．2．3 應用舉例\t332
習題與思考題15\t333
第16章 單片機應用系統(tǒng)的設計與
調(diào)試\t334
16．1 單片機應用系統(tǒng)的設計過程\t334
16．1．1 單片機應用系統(tǒng)的基本要求\t334
16．1．2 單片機應用系統(tǒng)設計的步驟\t335
16．2 單片機應用系統(tǒng)設計\t337
16．2．1 硬件設計應考慮的問題\t337
16．2．2 典型的單片機應用系統(tǒng)\t337
16．2．3 單片機應用系統(tǒng)軟件的總
體框架\t338
16．3 單片機應用系統(tǒng)的仿真與
調(diào)試\t339
16．4 單片機應用系統(tǒng)設計舉例――
基于AT89S51和\t341
模糊控制算法的溫控儀的設計\t341
16．4．1 設計任務及要求\t341
16．4．2 總體方案設計\t341
16．4．3 硬件設計\t342
16．4．4 系統(tǒng)控制算法的實現(xiàn)\t345
16．4．5 系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)\t346
16．4．6 軟件調(diào)試與系統(tǒng)仿真\t346
習題與思考題16\t348
附錄A ASCII碼表\t349
附錄B 常用邏輯門電路圖形符號對
照表\t350
附錄C 按字母順序排列的指令表\t351