微机原理与单片机接口技术内容简介

本书从“微机原理”与“单片机原理”两门课程的共性出发，结合当前高校微处理器教学趋势和学生的学习兴趣及掌握的难易程度，将这两门课程的教学内容进行合并。本书从介绍微处理器的基本结构和工作原理入手，简单介绍了8086微处理器的基本知识，侧重介绍当前高校重点讲授的51单片机微处理器的相关知识。全书共10章，主要包括：微处理器技术简介、8086微处理器及其体系结构、MCS-51系列单片机基本结构、8086/8088及51单片机汇编指令系统、单片机C51语言程序设计、微处理器控制系统的人机接口设计、微处理器中断及定时/计数器应用设计、微处理器控制系统通信设计、微处理器控制系统的接口扩展、微处理器控制系统实验设计。本书提供配套PPT、案例程序和部分习题参考答案。 本书可作为应用型本科院校和高职高专院校电子信息类各专业的教材，还可供从事电子技术的工程技术人员学习、参考。

目 录

第1章 微处理器技术简介 1

1.1 微处理器简介 1

1.1.1 微处理器内部结构 1

1.1.2 微处理器的工作原理 2

1.1.3 微处理器的时钟 2

1.1.4 微处理器的发展历程 3

1.1.5 微处理器的特点与分类及应用 5

1.2 单片机基本概念 5

1.2.1 单片机的分类 6

1.2.2 MCS-51系列单片机 7

1.2.3 Atmel的51系列单片机 8

1.2.4 STC-51单片机 8

1.2.5 51单片机产品标号与引脚信息 9

1.2.6 单片机的应用 10

1.3 微处理器控制系统开发流程与开发工具 11

1.3.1 51单片机控制系统的开发流程 11

1.3.2 Keil C51开发工具简介 12

1.3.3 Proteus软件使用简介 12

1.3.4 单片机开发仿真器 13

1.3.5 编程器 13

本章小结 13

习题一 13

第2章 8086微处理器及其体系结构 15

2.1 8086微处理器的内部结构 15

2.2 8086微处理器的工作模式 16

2.3 8086微处理器的引脚功能介绍 17

2.3.1 公共引脚 18

2.3.2 小模式下的引脚 19

2.3.3 模式下的引脚 20

2.4 8086微处理器的存储器 20

2.5 8086微处理器的总线时序 22

2.6 8086微处理器的I/O寻址方式 23

2.7 8086微处理器的内部寄存器 24

本章小结 26

习题二 26

第3章 MCS-51系列单片机基本结构 27

3.1 MCS-51单片机的引脚功能介绍 27

3.2 51单片机的硬件结构 30

3.2.1 中央处理器 31

3.2.2 存储器结构 34

3.2.3 输入/输出端口 40

3.2.4 时钟电路和CPU时序 44

3.2.5 复位电路 45

3.3 51单片机小系统 47

本章小结 47

习题三 48

第4章 8086/8088及51单片机汇编指令系统 50

4.1 指令系统概述 50

4.2 汇编指令的寻址方式 51

4.2.1 8086汇编指令寻址方式 51

4.2.2 51单片机汇编指令的寻址方式 56

4.3 指令系统 60

4.3.1 8086/8088指令系统 60

4.3.2 51单片机汇编指令 87

4.4 汇编语言编程 100

本章小结 103

习题四 104

第5章 单片机C51语言程序设计 106

5.1 C51语言在单片机开发中的应用 106

5.1.1 编程语言Keil C51简介 106

5.1.2 C51与标准C的比较 107

5.2 C51语言基础 108

5.2.1 标识符 108

5.2.2 关键字 108

5.2.3 数据类型 108

5.2.4 数据的存储类型 110

5.2.5 局部变量与全局变量 111

5.2.6 预处理命令 112

5.3 C51的基本运算 113

5.4 C51的语句 116

5.4.1 C51语句概述 116

5.4.2 分支控制语句 117

5.4.3 循环控制语句 122

5.4.4 转移语句 123

5.5 C51的函数 125

5.5.1 C51的函数概述 125

5.5.2 用户自定义函数 125

5.5.3 中断服务函数 127

本章小结 129

习题五 129

第6章 微处理器控制系统的人机接口设计 132

6.1 键盘的接口设计 132

6.1.1 按键概述 132

6.1.2 独立式按键接口 133

6.1.3 矩阵式按键接口 136

6.2 LED数码管接口设计 138

6.2.1 LED数码管显示器的结构及工作原理 138

6.2.2 LED数码管与单片机的接口及程序设计 140

6.3 液晶显示器LCD接口设计 143

6.3.1 字符型液晶显示模块外形及引脚功能 143

6.3.2 字符型液晶显示模块组成结构 143

6.3.3 字符型液晶显示模块的操作命令 145

6.3.4 字符型液晶显示模块的程序设计 147

6.4 蜂鸣器接口设计 150

本章小结 151

习题六 152

第7章 微处理器中断及定时/计数器应用设计 155

7.1 中断系统 155

7.2 MCS-51中断技术概述 157

7.2.1 MCS-51中断系统结构 157

7.2.2 MCS-51中断源 158

7.2.3 MCS-51单片机中断寄存器 158

7.2.4 MCS-51单片机中断响应与处理 162

7.2.5 MCS-51单片机的中断服务程序设计与应用 165

7.3 MCS-51单片机定时/计数器 170

7.3.1 实现定时的方法 170

7.3.2 MCS-51定时/计数器的结构和工作原理 170

7.3.3 定时/计数器的控制寄存器与工作方式 171

7.3.4 定时/计数器的应用 175

本章小结 180

习题七 180

第8章 微处理器控制系统通信设计 183

8.1 串行通信基础 183

8.1.1 并行通信与串行通信 183

8.1.2 串行通信的分类 184

8.1.3 波特率 185

8.1.4 串行通信常用接口电路标准 185

8.2 MCS-51单片机串行口的结构 187

8.3 MCS-51单片机串行口的工作方式 189

8.4 MCS-51串行通信波特率的设定 193

8.5 MCS-51系列单片机串口设计 194

本章小结 199

习题八 200

第9章 微处理器控制系统的接口扩展 202

9.1 51单片机的外部并行总线 202

9.1.1 并行总线结构 202

9.1.2 编址技术 204

9.2 A/D、D/A转换器 205

9.2.1 A/D转换器 205

9.2.2 D/A转换器 206

9.3 SPI总线接口及其扩展 207

9.3.1 单片机扩展SPI总线的系统结构 208

9.3.2 51单片机扩展带SPI接口的A/D转换器TLC549 209

9.3.3 51单片机扩展带SPI接口的D/A转换器TLC5615 210

9.4 I2C总线接口及其扩展 213

9.4.1 I2C串行总线基础 213

9.4.2 单片机与带I2C总线的E2PROM存储器AT24C02的接口 218

9.4.3 单片机与带I2C总线的ADC/DAC PCF8591的接口 220

9.5 单片机系统扩展应用 222

9.5.1 SPI总线的A/D转换器TLC549应用 222

9.5.2 SPI总线的D/A转换器TLC5615应用 224

9.5.3 I2C总线的ADC和DAC PCF8591应用 225

9.5.4 I2C总线的E2PROM存储器AT24C02应用 228

本章小结 231

习题九 231

第10章 微处理器控制系统实验设计 233

10.1 微处理器控制系统开发过程 233

10.1.1 总体设计 233

10.1.2 硬件设计 234

10.1.3 资源分配 234

10.2 微处理器开发工具及选择 235

10.3 微处理器控制系统可靠性设计 236

10.4 51单片机控制系统的实验实训设计 236

10.4.1 51单片机控制系统电源电路 237

10.4.2 51单片机控制系统小系统 238

10.4.3 51单片机控制系统与PC通信 239

10.4.4 51单片机控制系统的8个LED“跑马灯”实验 241

10.4.5 51单片机控制系统的数码管动态显示实验 243

10.4.6 51单片机控制系统的矩阵键盘设计实验 245

10.4.7 51单片机控制系统的简易交通灯控制系统设计实验 248

10.4.8 51单片机控制系统的简易秒表设计实验 252

10.4.9 51单片机系统系统的A/D和D/A转换实验 254

附录A Keil"para" label-module="para">

附录B Proteus仿真平台的使用 267

附录C 51单片机系列单片机指令表 274

附录D 8086/8088汇编指令简表（按字母顺序） 277

部分习题参考答案 290

参考文献 292

李精华，教授，学士毕业于国防科技大学电子工程专业，硕士毕业于天津大学通信与信息系统专业。广西电气及自动化教资委委员，桂林航天工业学院教学督导员，桂林市公共资源交易中心评审专家。长期任教于桂林航天工业学院，讲授单片机原理及应用、数字电子技术、EDA技术等课程。