单片微型计算机原理及其应用

第1章 微型计算机基础 1

1.1 微型计算机的定义与工作过程 1

1.1.1 定义 1

1.1.2 冯"para" label-module="para">

1.1.3 工作过程 2

1.2 计算机中的数制和编码基础 3

1.2.1 计算机中的数制及转换 3

1.2.2 原码、反码、补码 3

1.2.3 定点数和浮点数 4

1.2.4 计算机中常用的编码 5

1.3 微型计算机结构 7

1.3.1 微型计算机硬件结构概述 7

1.3.2 微型计算机软件概述 8

1.3.3 CPU、存储器、I/O口、总线 11

1.4 中断、定时器/计数器、串行通信、

并行通信的初步认识 17

1.4.1 中断的初步认识 17

1.4.2 定时器/计数器的初步认识 18

1.4.3 并行通信与串行通信的初步

认识 18

1.5 CPU与外设的数据传输方式 20

1.5.1 无条件传输方式 20

1.5.2 程序查询传输方式 20

1.5.3 中断传输方式 21

1.5.4 DMA传输方式 21

本章小结 22

习题 22

第2章 51系列单片机硬件基础 23

2.1 认识单片机 23

2.1.1 单片机的特点、应用、分类、

发展趋势 23

2.1.2 常用的单片机产品 27

2.1.3 MCS-51单片机已成为国际经典 29

2.1.4 单片机与CPU、ARM、嵌入式

系统的关系 30

2.1.5 单片机应用系统开发的软硬件

环境 32

2.2 51单片机的总体结构 34

2.2.1 内部结构 34

2.2.2 外部引脚说明 35

2.2.3 CPU的时序周期 38

2.3 51单片机的存储器 39

2.3.1 程序存储器 39

2.3.2 数据存储器 40

2.3.3 特殊功能寄存器 42

本章小结 45

习题 45

第3章 51系列单片机软件编程基础——

C51语言基础 46

3.1 C51语言的数据 46

3.1.1 数据类型 46

3.1.2 常量与变量 46

3.1.3 数据存储类型 49

3.2 C51语言对单片机主要资源的

控制 51

3.2.1 特殊功能寄存器的C51语言

定义 51

3.2.2 绝对地址的访问 52

3.2.3 位变量的C51语言定义 54

3.3 C51语言的基本运算与流程控制

语句 55

3.3.1 基本运算 55

3.3.2 分支判断—if、switch语句 56

3.3.3 循环控制—while、for语句 58

3.3.4 break、continue、return和goto

语句 60

3.4 C51语言的数组、指针、函数 61

3.4.1 数组 61

3.4.2 指针 63

3.4.3 函数 65

3.5 C51语言的预处理命令及汇编语句

的嵌入 67

3.5.1 文件包含、宏定义、条件编译 67

3.5.2 C51中汇编语句的嵌入 69

3.6 C51的程序结构 70

3.6.1 C51的程序结构 70

3.6.2 C51编程规范及注意事项 71

3.6.3 C51的标识符与关键字 72

本章小结 74

习题 75

第4章 51系列单片机P0～P3口应用

基础 76

4.1 认识51单片机的P0～P3口 76

4.1.1 P1口 76

4.1.2 P3口 77

4.1.3 P0口 77

4.1.4 P2口 79

4.1.5 P0～P3口特点总结 79

4.2 输出操作 79

4.2.1 基本输出操作举例—字节输出

与位输出 79

4.2.2 扩展输出操作举例—流水灯与

霹雳灯 80

4.2.3 扩展输出操作举例—8段LED

静态与动态显示 82

4.3 输入操作 86

4.3.1 闸刀型开关输入信号 87

4.3.2 单个按钮型开关输入信号 88

4.3.3 多个按钮型开关输入信号—键盘 90

4.4 实验与设计 95

本章小结 98

习题 98

第5章 51系列单片机中断系统应用基础 99

5.1 中断系统的再认识 99

5.1.1 中断的有关概念 99

5.1.2 中断处理过程 100

5.2 认识51单片机中断系统 102

5.2.1 51单片机中断系统结构 102

5.2.2 中断控制寄存器 103

5.2.3 中断优先级与中断响应 104

5.2.4 中断函数的结构形式 106

5.3 外部中断举例 107

5.3.1 外部中断源初始化 107

5.3.2 外部中断示例 108

5.4 实验与设计 112

本章小结 115

习题 115

第6章 51系列单片机的定时器/计数器

应用基础 116

6.1 可编程的硬件定时器/计数器的

再认识 116

6.1.1 功能 116

6.1.2 工作原理 116

6.1.3 计数器初值的计算 117

6.2 认识51单片机的定时器/计数器 117

6.2.1 定时器/计数器的的结构 117

6.2.2 定时器/计数器的控制寄存器 118

6.2.3 定时器/计数器工作模式 119

6.3 定时器/计数器的应用举例 122

6.3.1 定时器/计数器的初始化 122

6.3.2 应用举例 124

6.4 实验与设计 131

本章小结 134

习题 134

第7章 51系列单片机串行口应用基础 135

7.1 串行通信的再认识 135

7.1.1 异步串行通信与同步串行通信 135

7.1.2 波特率 138

7.1.3 串行通信的检错与纠错 139

7.1.4 串行接口芯片UART和

USART 139

7.2 认识51单片机的串行接口 140

7.2.1 串行口的结构原理 140

7.2.2 串行口的应用控制 141

7.3 51单片机串行口的工作方式 143

7.3.1 串行口工作方式0 143

7.3.2 串行口工作方式1 147

7.3.3 串行口工作方式2 150

7.3.4 串行口工作方式3 153

7.4 51单片机串行口的应用举例 157

7.4.1 串行口编程基础 157

7.4.2 串行口应用举例 159

7.5 实验与设计 165

本章小结 167

习题 168

第8章 51系列单片机并行总线接口扩展

技术 169

8.1 51单片机并行I/O口扩展基础 169

8.1.1 系统扩展总线结构图 169

8.1.2 典型的锁存器芯片74LS273 170

8.1.3 典型的三态缓冲器74LS244 170

8.1.4 可编程的I/O接口芯片8255A 171

8.2 并行总线的连接 175

8.2.1 数据线、控制线的连接 175

8.2.2 译码信号的形成—系统扩展的

寻址 176

8.3 并行I/O接口芯片扩展示例 178

8.3.1 利用锁存器与缓冲器扩展并行

的输入/输出口示例 178

8.3.2 利用8255A扩展并行的输入/

输出口示例 180

8.3.3 利用8255A作为8段LED

静态显示输出口的示例 181

8.3.4 利用8255A作为8段LED

动态显示输出口的示例 183

8.4 模拟量接口技术 185

8.4.1 A/D与D/A转换器概述 185

8.4.2 8位并行D/A转换器DAC0832

接口示例 192

8.4.3 12位并行D/A转换器DAC1208

接口示例 198

8.4.4 8位并行A/D转换器ADC0809

接口示例 199

8.5 实验与设计 203

本章小结 206

习题 206

第9章 51系列单片串行总线接口扩展

技术 208

9.1 I2C总线接口技术 208

9.1.1 认识I2C总线接口 208

9.1.2 I2C总线典型器件AT24C02

应用举例 210

9.2 SPI总线接口技术 216

9.2.1 认识SPI总线 216

9.2.2 SPI总线典型器件X25045

应用举例 217

9.3 单总线（1-wire）接口技术 221

9.3.1 认识单总线（1-wire） 221

9.3.2 单总线典型器件DS18B20

应用举例 222

9.4 典型串行A/D接口芯片TLC2543的

C51编程 228

本章小结 231

习题 232

第10章 51系列单片机液晶与点阵显示器

应用示例 233

10.1 51单片机液晶显示器接口技术 233

10.1.1 认识LCD显示器 233

10.1.2 字符型LCD1602液晶显示

模块接口技术 234

10.1.3 点阵式带汉字库12864液晶

显示模块接口技术 239

10.2 51单片机点阵LED显示器接口

技术 247

10.2.1 认识点阵LED显示器 247

10.2.2 一个5×7点阵一个字符

显示 248

10.2.3 两个8×8点阵字符串显示 249

本章小结 251

习题 251

第11章 51系列单片机应用系统的设计 252

11.1 单片机应用系统结构以及设计

内容 252

11.1.1 单片机应用系统的一般硬件

组成 252

11.1.2 单片机应用系统的设计内容 254

11.2 单片机应用系统的一般设计

方法 255

11.2.1 确定系统的功能与性能 255

11.2.2 确定系统基本结构 255

11.2.3 单片机应用系统硬件与软件

设计 256

11.2.4 资源分配 258

11.3 单片机应用系统的调试 259

11.3.1 单片机应用系统调试工具 259

11.3.2 单片机应用系统的一般调试

方法 260

11.4 单片机应用系统的设计实例——

集中供暖小型换热站控制系统的

设计 263

11.4.1 系统描述 264

11.4.2 设计方案 265

11.4.3 硬件电路设计 265

11.4.4 软件设计 269

本章小结 269

习题 270

附录A ASCII码字符表 271

附录B 单片机应用资料的网上查询方法 272

附录C Proteus常用分离器件名称 273

参考文献 274 2100433B

本书以51系列单片机为硬件基础，以C语言为软件编程基础，系统全面地介绍51系列单片机的基本知识与基本应用，主要内容包括：微型计算机基础、51系列单片机硬件基础，软件编程基础—C51语言基础，P0~P3口、中断系统、定时器/计数器、串行口应用基础，并行总线接口扩展技术，串行总线接口扩展技术，液晶与点阵显示器应用示例，应用系统设计基础等。提供大量实例及详细说明与注释，硬件设计实例都经过Proteus仿真，每章配有本章小结、习题、实验与设计等，提供配套电子课件、程序代码、习题参考答案与实验指导。

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