單片機(jī)原理及接口技術(shù)

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

思考題與習(xí)題 26
第 3 章 51 系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)方法 27
3.1 指令概述 27
3.1.1 指令分類(lèi) 27
3.1.2 指令格式 27
3.1.3 指令中常用縮寫(xiě)符號(hào)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(duì)尋址 31
3.2.7 位尋址 31
3.3 數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令 32
3.3.1 內(nèi)部 RAM 數(shù)據(jù)傳送指令 32
3.3.2 訪問(wèn)外部 RAM 數(shù)據(jù)傳送指令 35
3.3.3 程序存儲(chǔ)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(shù)運(yùn)算類(lèi)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(yùn)算類(lèi)指令 43
3.5.1 累加器 A 的邏輯運(yùn)算指令 43
3.5.2 兩個(gè)操作數(shù)的邏輯操作運(yùn)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(lèi)指令 47
3.7.1 無(wú)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(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 55
3.8.1 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)概述 55
3.8.2 常用偽指令 56
單片機(jī)原理及接口技術(shù)
3.8.3 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 58
3.8.4 分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 59
3.8.5 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 60
3.8.6 子程序設(shè)計(jì) 63
本章小結(jié) 67
思考題與習(xí)題 68
第 4 章 C51 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 71
4.1 單片機(jī)的 C 語(yǔ)言概述 71
4.1.1 C51 程序開(kāi)發(fā)流程 71
4.1.2 C51 程序結(jié)構(gòu) 71
4.2 C51 的數(shù)據(jù)類(lèi)型與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類(lèi)型 73
4.2.1 C51 的標(biāo)識(shí)符與關(guān)鍵字 73
4.2.2 C51 的數(shù)據(jù)類(lèi)型 74
4.2.3 C51 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類(lèi)型 77
4.3 C51 的運(yùn)算符、表達(dá)式與規(guī)則 79
4.3.1 C51 的算術(shù)運(yùn)算符與算術(shù)表達(dá)式 79
4.3.2 C51 的關(guān)系運(yùn)算符、關(guān)系表達(dá)式與優(yōu)先級(jí) 79
4.3.3 C51 的邏輯運(yùn)算符、邏輯表達(dá)式與優(yōu)先級(jí) 80
4.3.4 C51 的賦值運(yùn)算符與表達(dá)式 80
4.3.5 C51 的位操作及表達(dá)式 80
4.3.6 逗號(hào)表達(dá)式與條件表達(dá)式 81
4.4 C51 流程控制語(yǔ)句 81
4.4.1 C51 的順序結(jié)構(gòu) 82
4.4.2 C51 的選擇結(jié)構(gòu) 82
4.4.3 C51 的循環(huán)結(jié)構(gòu) 83
4.5 C51 的數(shù)組與結(jié)構(gòu) 83
4.5.1 一維、二維數(shù)組 83
4.5.2 結(jié)構(gòu) 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(xí)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(diǎn) 91
5.2 51 系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 92
5.2.1 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與中斷源 92VII

5.2.2 中斷控制 93
5.3 中斷處理過(guò)程 97
5.3.1 中斷響應(yīng)與過(guò)程 97
5.3.2 中斷處理 98
5.3.3 中斷返回 99
5.3.4 中斷請(qǐng)求撤銷(xiāo) 99
5.3.5 中斷響應(yīng)時(shí)間 100
5.4 中斷系統(tǒng)應(yīng)用舉例 100
本章小結(jié) 107
思考題與習(xí)題 107
第 6 章 單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 108
6.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理 108
6.1.1 MCS-51 系列單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器功能 108
6.1.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) 108
6.1.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制字 109
6.2 定時(shí)器/計(jì)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(jì)數(shù)器模式下對(duì)輸入信號(hào)的要求 112
6.4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的編程和應(yīng)用 112
6.4.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化 112
6.4.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 114
本章小結(jié) 121
思考題與習(xí)題 121
第 7 章 51 系列單片機(jī)的串行通信 122
7.1 串行口的結(jié)構(gòu) 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(shè)定方法 128
7.3.1 波特率的定義 128
7.3.2 定時(shí)器 T1 產(chǎn)生波特率的計(jì)算 128
7.3.3 定時(shí)器 T2 產(chǎn)生波特率的計(jì)算 129VIII
單片機(jī)原理及接口技術(shù)
7.4 串行口的編程和應(yīng)用 129
7.4.1 雙機(jī)串行通信硬件接口 130
7.4.2 雙機(jī)串行通信軟件編程 131
本章小結(jié) 135
思考題與習(xí)題 135
第 8 章 51 系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器和 I/O 外部擴(kuò)展 136
8.1 并行擴(kuò)展技術(shù) 136
8.1.1 并行擴(kuò)展總線 136
8.1.2 擴(kuò)展方法 137
8.2 串行擴(kuò)展技術(shù) 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(chǔ)器擴(kuò)展 142
8.4 I/O 擴(kuò)展 147
8.4.1 并行擴(kuò)展 I/O 149
8.4.2 串行擴(kuò)展 I/O 155
本章小結(jié) 159
思考題與習(xí)題 159
第 9 章 51 系列單片機(jī)接口技術(shù) 160
9.1 鍵盤(pán)接口技術(shù) 160
9.1.1 鍵盤(pán)工作原理 160
9.1.2 獨(dú)立式鍵盤(pán)接口技術(shù) 161
9.1.3 矩陣式鍵盤(pán)接口技術(shù) 163
9.2 LED 顯示器接口技術(shù) 165
9.2.1 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)與原理 165
9.2.2 靜態(tài)顯示接口技術(shù) 166
9.2.3 動(dòng)態(tài)顯示接口技術(shù) 171
9.3 液晶顯示接口技術(shù) 174
9.3.1 LCD 概述 174
9.3.2 單片機(jī)與 LCD1602 液晶顯示接口 175
9.4 單片機(jī)與 DAC 的接口 182
9.4.1 DAC 概述 182
9.4.2 單片機(jī)與串行 DAC TLC5615 的接口設(shè)計(jì) 183
9.4.3 單片機(jī)與并行 DAC0832 的接口設(shè)計(jì) 188
9.5 單片機(jī)與 ADC 的接口 191
9.5.1 ADC 概述 191
9.5.2 單片機(jī)與串行 ADC ADC0832 的接口設(shè)計(jì) 192
9.5.3 單片機(jī)與并行 ADC ADC0809 的接口 196IX

9.5.4 單片機(jī)與數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器 PCF8591 的接口設(shè)計(jì) 199
本章小結(jié) 202
思考題與習(xí)題 202
第 10 章 51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境 204
10.1 51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟、硬件環(huán)境 204
10.1.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟、硬件環(huán)境構(gòu)成 204
10.1.2 使用 JTAG 界面的單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境 204
10.1.3 單片機(jī)的在線編程 205
10.2 Keil C51 高級(jí)語(yǔ)言集成開(kāi)發(fā)環(huán)境——?Vision4 IDE 205
10.2.1 Keil C51 軟件簡(jiǎn)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(jī)系統(tǒng)仿真 214
10.3.1 Proteus 軟件簡(jiǎn)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(xí)題 222
第 11 章 51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 223
11.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)過(guò)程 223
11.1.1 硬件設(shè)計(jì) 224
11.1.2 軟件設(shè)計(jì) 225
11.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾技術(shù) 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(jī)的溫室溫度控制系統(tǒng) 228
11.3.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 228
11.3.2 硬件設(shè)計(jì) 228
11.3.3 軟件設(shè)計(jì) 229
本章小結(jié) 233
思考題與習(xí)題 233
附錄 234
附錄 A ASCII 碼對(duì)照表 234
附錄 B MCS-51 系列單片機(jī)匯編語(yǔ)言指令表（ A） 235
附錄 C MCS-51 系列單片機(jī)匯編語(yǔ)言指令表（ B） 239
參考文獻(xiàn) 242