单片机原理及应用（基于C语言）

第1章 单片机基础知识

1.1 单片机的数学基础

1.1.1 数的进制及其相互转换

1.1.2 带符号数的表示方法

1.1.3 溢出的判别方法

1.1.4 ASCII码和BCD码

1.2 单片机基础

1.2.1 计算机的经典组成

1.2.2 单片机的概念

1.2.3 单片机的应用范围

1.2.4 单片机的发展

1.2.5 单片机系统

1.2.6 单片机与嵌入式系统

1.3 常用单片机系列介绍

1.3.1 MCS-51系列

1.3.2 MC68系列（Motorola公司的8位单片机）

1.3.3 PIC16系列

1.3.4 MSP430系列

1.3.5 AVR系列

1.3.6 STC12C5A60S2系列

实训一 了解单片机开发环境

小结

习题与思考题

第2章 MCS-51单片机的基本结构

2.1 MCS-51单片机的内部结构

2.1.1 中央处理器（CPU）

2.1.2 存储器

2.1.3 I/O端口

2.1.4 定时器/计数器

2.1.5 中断系统

2.1.6 内部总线

2.2 AT89C51单片机引脚及其功能

2.2.1 I/O端口功能

2.2.2 电源线

2.2.3 外接晶体引脚

2.2.4 控制线

2.3 AT89C51存储器

2.3.1 程序存储器

2.3.2 数据存储器

2.4 AT89C51单片机最小应用系统

2.4.1 复位电路

2.4.2 时钟电路

2.4.3 电源电路

实训二 单片机控制信号灯亮灭

小结

习题与思考题

第3章 MCS-51单片机的指令系统及汇

编程序设计

3.1 指令格式和寻址方式

3.1.1 汇编语言指令格式

3.1.2 符号注释

3.1.3 寻址方式

3.2 AT89C51指令系统

3.2.1 数据传送类指令

3.2.2 算术运算类指令

3.2.3 逻辑操作与移位指令

3.2.4 控制转移类指令

3.2.5 位操作类指令

3.3 汇编语言程序设计

3.3.1 汇编语言的构成

3.3.2 汇编语言程序设计和汇编

3.3.3 顺序程序设计

3.3.4 分支程序设计

3.3.5 循环程序设计

3.3.6 子程序设计

3.4 汇编语言程序设计举例

3.4.1 查表程序设计

3.4.2 数据检索程序设计

3.4.3 运算程序设计

实训三 单片机控制流水灯（汇编程序）

小结

习题与思考题

第4章 单片机的C51程序设计

4.1 C51程序的结构特点

4.1.1 C语言与汇编语言的比较

4.1.2 C51程序的结构特点

4.2 C51语法基础

4.2.1 C语言词汇

4.2.2 编译预处理

4.3 C51的数据类型、存储类型及常量与变量

4.3.1 C51的数据类型

4.3.2 C51的数据存储类型

4.3.3 常量与变量

4.4 C51对单片机主要资源的定义

4.4.1 使用关键字定义特殊功能寄存器（SFR）

4.4.2 通过头文件访问特殊功能寄存器（SFR）

4.4.3 扩展I/O端口或片外RAM的直接访问

4.4.4 定义和使用位变量

4.5 C51的基本运算

4.5.1 C51的算术运算

4.5.2 C51的关系运算

4.5.3 C51的逻辑运算

4.5.4 C51的位运算

4.5.5 C51的赋值运算

4.6 C51的构造数据类型

4.6.1 数组

4.6.2 结构

4.6.3 联合

4.7 C51的流程控制语句

4.7.1 选择控制语句

4.7.2 循环控制语句

4.8 C51的函数

4.8.1 函数的分类与定义

4.8.2 函数的调用

4.9 指针

4.9.1 内存单元、地址和指针

4.9.2 指针变量的定义、赋值与引用

4.9.3 指针与数组

4.9.4 指针变量作为函数的参数

4.10 C51程序设计举例

4.10.1 在C51中加入汇编语言语句

4.10.2 LED动态显示驱动程序设计

实训四 单片机控制流水灯（C51程序）

实训五 计数器的C51程序设计与制作

小结

习题与思考题

第5章 MCS-51的定时与中断系统

5.1 MCS-51的中断系统及其应用

5.1.1 中断的概念

5.1.2 MCS-51单片机中断系统的结构

5.1.3 中断响应

5.1.4 C51的中断服务函数与寄存器组选择

5.2 定时器/计数器

5.2.1 定时器/计数器的结构及工作原理

5.2.2 定时器/计数器的控制

5.2.3 定时器/计数器的编程和应用

实训六 可调时间数字钟的设计与制作

小结

习题与思考题

第6章 串行接口及串行通信技术

6.1 串行通信基础知识

6.1.1 串行通信的基本概念

6.1.2 串行通信的制式

6.1.3 串行通信的分类

6.2 AT89C51单片机的串行接口

6.2.1 串行接口的结构与控制

6.2.2 串行接口的工作方式

6.2.3 串行接口的波特率设计

6.3 AT89C51单片机串行通信举例

6.3.1 双机通信

6.3.2 多机通信

6.3.3 PC机与单片机间的串行通信

6.4 串行通信总线标准及RS-232C接口

实训七 单片机间的双机通信

小结

习题与思考题

第7章 AT89C51单片机系统扩展

7.1 AT89C51单片机系统扩展及结构

7.1.1 系统总线

7.1.2 存储器扩展的编址技术

7.2 AT89C51单片机的存储器扩展

7.2.1 程序存储器的扩展

7.2.2 数据存储器的扩展

7.3 并行I/O口扩展

7.3.1 基本I/O口的扩展

7.3.2 可编程I/O口芯片8255及应用

实训八 用8255芯片实现接口扩展

小结

习题与思考题

第8章 AT89C51单片机的接口技术

8.1 键盘接口技术

8.1.1 键盘的工作原理

8.1.2 独立式按键

8.1.3 矩阵式按键

8.2 显示器接口技术

8.2.1 LED显示器及其接口

8.2.2 LED点阵显示器及其接口

8.2.3 LCD显示器及其接口

8.3 A/D转换器及其接口技术

8.3.1 A/D转换器概述

8.3.2 典型A/D转换器芯片ADC0809

8.3.3 ADC0809与AT89C51单片机的接口及应用

8.4 D/A转换器及其接口技术

8.4.1 D/A转换器概述

8.4.2 典型D/A转换器芯片DAC0832

8.4.3 DAC0832与AT89C51单片机的接口及应用

实训九 基于ADC0832的数字电压表

小结

习题与思考题

第9章 单片机应用系统设计

9.1 单片机应用系统开发的一般方法

9.1.1 确定任务

9.1.2 总体设计

9.1.3 硬件设计

9.1.4 软件设计

9.1.5 系统的仿真调试与运行

9.2 单片机应用系统的开发工具

9.2.1 单片机开发系统的组成结构

9.2.2 单片机开发系统的功能

9.2.3 单片机开发系统的类型

9.3 单片机应用系统举例

9.3.1 信号发生器设计

9.3.2 抢答器系统设计

实训十 单片机控制球赛记分牌的设计

小结

习题与思考题

参考文献2100433B

《高职高专“十二五”规划教材：单片机原理及应用（基于C语言）》以C语言（C51）为主线，同时兼顾汇编语言，详细介绍了51系列单片机的原理及应用知识。《高职高专“十二五”规划教材：单片机原理及应用（基于C语言）》主要内容包括单片机基础知识、MCS-51单片机的基本结构、MCS-51单片机的指令系统及汇编程序设计、单片机的C51程序设计、MCS-51的定时和中断系统、串行接口及串行通信技术、AT89C51单片机系统扩展、AT89C51单片机的接口技术以及单片机应用系统设计等。同时，选用了信号灯、流水灯、数字钟、计数器、数字电压表、信号发生器、单片机双机通信、球赛记分牌等十个单片机典型应用作为实训，并且所有实训均在Keil C51 Vision4和ISIS7 professional环境下调试通过。

《高职高专“十二五”规划教材：单片机原理及应用（基于C语言）》内容简洁实用，讲解通俗易懂，并有大量应用实例，实用性强，既可作为高职高专院校通信类、信息类、应用电子类、控制类、仪器仪表类以及机电类等专业单片机课程的教材，也可作为从事单片机开发应用的工程技术人员的参考书。

本书作为《单片机原理及应用——基于Proteus和Keil C》的姊妹篇，在保持原教材结构和风格的基础上，取消了其中的汇编语言内容，将节省的空间用于加强C51语言内容。

本书在C51内容编排上做了较大改进：在集中介绍了执行语句、变量、指针、数组和函数等C51基本内容之后，安排了LED控制、独立开关检测、行列式键盘扫描、数码管静态和动态显示等与单片机I/O口相关的C51应用内容，以此缩短编程语言与单片机应用的教学时间差。中断函数及片外RAM访问等与单片机硬件相关的C51内容则穿插到后续原理章节里介绍。采用这种集中与分散相结合，理论与应用相结合的方案，有望促使读者更好地掌握C51与单片机内容，为今后的工程应用打下扎实基础。 为方便读者学习，本书每章都有小结和习题，书末附有与教学进度相呼应的实验指导及相关阅读材料，还配有相关课程网站。

本书可作为高等工科院校机械类、电气与电子信息类、计算机类各专业48～64学时要求的教材，也可作为从事嵌入式应用系统设计、生产从业人员的岗位培训教材及自学参考书。

《单片机原理与应用：基于C语言》主要是采用一个全新的方式，带领学生从零基础开始学习单片机和c语言编程，让学生不仅能在学习过程中认识常用的电子元器件及其识别方式，而且能快速地掌握8051单片机原理以及如何使用C语言来为其编写程序。

《单片机原理与应用：基于C语言》定位于职业院校学生或电子爱好者的入门指导书，读者有无编程基础都可以在短时间内入门8051系列单片机的开发。《单片机原理与应用：基于C语言》使用流行的c语言编写全部代码，因此它也是一本学习C语言的开发实践书，为读者今后进行嵌入式开发和程序代码移植打下坚实基础。

《单片机原理及应用技术：基于Keil C和Proteus仿真》详细介绍该单片机的片内所有资源，如：单片机的硬件基本结构、引脚功能、存储器结构、特殊功能寄存器功能以及并行I/O口的结构和特点、中断、定时/计数器、串行口，同时介绍了单片机最新集成开发环境keil μ Vision4和集成开发工具proteus7 Professional以及单片机两种开发语言（汇编和C51)。

《单片机原理及应用技术：基于Keil C和Proteus仿真》由浅至深介绍常用的片外资源以及单片机接口扩展方法，由存储器扩展到接口扩展，键盘、显示器以及A/D、D/A转换器，不仅介绍并行接口扩展还介绍串行接口扩展，串行接口此处以单总线、IIC总线、SPI总线为例，介绍用单片机软件模拟串行接口总线时序以及单片机扩展串行总线接口具体应用实例，同时，综合实例还选用大学生参加竞赛获奖案例，贴近实际应用。