單片機(jī)原理及應(yīng)用

目 錄
第1章 單片機(jī)概述 1
1．1 單片機(jī)的基本概念 1
1．1．1　什么是單片機(jī) 1
1．1．2　微控制器（MCU） 2
1．1．3　如何使用單片機(jī) 2
1．2 單片機(jī)的發(fā)展概況 3
1．2．1　單片機(jī)的發(fā)展歷史 3
1．2．2　MCS-51系列單片機(jī)的發(fā)展 4
1．2．3　現(xiàn)階段主流單片機(jī)系列簡(jiǎn)介 5
1．3 單片機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域 6
1．3．1　單片機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn) 6
1．3．2　單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 6
1．4 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 7
1．5　如何學(xué)好MCS-51系列單片機(jī) 9
1．5．1　為什么要學(xué)51單片機(jī) 9
1．5．2　怎么學(xué)51單片機(jī) 9
習(xí)題 9
第2章 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理 10
2．1 MCS-51單片機(jī)的基本組成 10
2．1．1 MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 10
2．1．2 MCS-51單片機(jī)的封裝與信號(hào)
引腳 13
2．2 MCS-51單片機(jī)的并行I/O端口
結(jié)構(gòu) 15
2．3 MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器
結(jié)構(gòu) 18
2．3．1 程序存儲(chǔ)器 18
2．3．2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 19
2．4 單片機(jī)的時(shí)鐘電路與時(shí)序 25
2．4．1 時(shí)鐘電路 25
2．4．2 時(shí)序 26
2．5 MCS-51單片機(jī)的工作方式 28
2．5．1 復(fù)位 28
2．5．2 程序執(zhí)行方式 30
2．5．3 單步執(zhí)行方式 31
2．5．4 低功耗方式 31
2．5．5 EPROM編程和校驗(yàn)方式 33
習(xí)題 33
第3章 Keil與Proteus軟件的使用 35
3．1 Keil C51軟件的介紹及應(yīng)用示例 35
3．1．1 Keil C51軟件的安裝及環(huán)境
介紹 35
3．1．2 建立Keil C51工程 36
3．1．3 程序輸入 39
3．1．4 編譯程序 40
3．1．5 程序調(diào)試 42
3．2 Proteus介紹及使用示例 49
3．2．1 Proteus 8原理圖編輯環(huán)境介紹 49
3．2．2 Proteus 8原理圖設(shè)計(jì)方法及
示例 51
3．2．3　Proteus 8程序仿真示例 58
習(xí)題 64
第4章 MCS-51單片機(jī)匯編語(yǔ)言指令系統(tǒng)
及其編程 65
4．1 指令格式及其符號(hào)說(shuō)明 65
4．1．1 指令格式 65
4．1．2 常用符號(hào)說(shuō)明 66
4．1．3 指令的字節(jié) 66
4．2 尋址方式 68
4．2．1 立即尋址 68
4．2．2 直接尋址 68
4．2．3 寄存器尋址 69
4．2．4 寄存器間接尋址 69
4．2．5 變址尋址 70
4．2．6 相對(duì)尋址 70
4．2．7 位尋址 71
4．3 MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng) 71
4．3．1 數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令 71
4．3．2 算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令 75
4．3．3 邏輯運(yùn)算及移位類(lèi)指令 79
4．3．4 控制轉(zhuǎn)移類(lèi)指令 82
4．3．5 位操作類(lèi)指令 87
4．4 MCS-51單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序
設(shè)計(jì) 89
4．4．1 匯編語(yǔ)言的偽指令 89
4．4．2 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 92
習(xí)題 111
第5章　單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 114
5．1　C51數(shù)據(jù)與運(yùn)算 114
5．1．1　C51的數(shù)據(jù)類(lèi)型 114
5．1．2　C51數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類(lèi)型 115
5．1．3 8051特殊功能寄存器的C51
定義 116
5．1．4 8051并行接口及位變量的C51
定義 117
5．2 C51運(yùn)算符、表達(dá)式及其規(guī)則 118
5．2．1 （復(fù)合）賦值運(yùn)算符 118
5．2．2 算術(shù)運(yùn)算符 119
5．2．3 自增和自減運(yùn)算符 120
5．2．4 關(guān)系運(yùn)算符 121
5．2．5 邏輯運(yùn)算符 121
5．2．6 位運(yùn)算符 121
5．2．7 條件運(yùn)算符 123
5．2．8 指針和地址運(yùn)算符 123
5．2．9 優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性 123
5．3 C51流程控制語(yǔ)句 124
5．3．1 C51程序的基本結(jié)構(gòu)及
流程圖 124
5．3．2 選擇語(yǔ)句 126
5．3．3 循環(huán)語(yǔ)句 128
5．4 C51構(gòu)造數(shù)據(jù)類(lèi)型 131
5．4．1 數(shù)組 131
5．4．2 指針 133
5．4．3 結(jié)構(gòu)體 135
5．4．4 共用體 138
5．4．5 枚舉 140
5．5 函數(shù) 141
5．5．1 函數(shù)的定義 142
5．5．2 函數(shù)的調(diào)用 143
5．5．3　函數(shù)的嵌套調(diào)用與遞歸調(diào)用 144
5．5．4 中斷服務(wù)函數(shù) 145
5．5．5 指向函數(shù)的指針變量 146
5．5．6 局部變量和全局變量 147
5．6 C51的庫(kù)函數(shù) 149
5．6．1 輸入/輸出流函數(shù)庫(kù)STDIO．H 150
5．6．2 字符串函數(shù)庫(kù)STRING．H 150
5．6．3 標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)STDLIB．H及其他
頭文件 151
5．7 C51模塊化程序設(shè)計(jì) 152
5．7．1 基本概念 152
5．7．2 模塊化程序開(kāi)發(fā)過(guò)程 153
習(xí)題 153
第6章 單片機(jī)內(nèi)部資源及編程 155
6．1 中斷系統(tǒng) 155
6．1．1 中斷概述 155
6．1．2 中斷源 156
6．1．3 中斷控制 157
6．1．4 中斷響應(yīng)過(guò)程 160
6．1．5 中斷請(qǐng)求的撤除 162
6．1．6 中斷程序設(shè)計(jì) 162
6．1．7 外部中斷源的擴(kuò)展 165
6．2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 167
6．2．1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作
原理 168
6．2．2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制 169
6．2．3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式 170
6．2．4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化 173
6．2．5 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例 174
6．3 串行通信口 182
6．3．1 數(shù)據(jù)通信概述 182
6．3．2 單片機(jī)的串行通信接口 188
6．3．3 串行通信的工作方式及波特率
設(shè)置 190
6．3．4 串行口應(yīng)用舉例 193
習(xí)題 203
第7章 單片機(jī)的功能擴(kuò)展 205
7．1 顯示器及其接口 205
7．1．1 LED顯示器 205
7．1．2 液晶顯示器 209
7．2 鍵盤(pán)的輸入及接口 211
7．2．1 鍵盤(pán)概要 211
7．2．2 鍵盤(pán)程序設(shè)計(jì) 212
7．3 D/A轉(zhuǎn)換器的接口與應(yīng)用 218
7．3．1 DAC的轉(zhuǎn)換原理及分類(lèi) 218
7．3．2 并行接口DAC 220
7．3．3 串行接口DAC 225
7．4 A/D轉(zhuǎn)換器的接口與應(yīng)用 227
7．4．1 ADC的轉(zhuǎn)換原理及分類(lèi) 227
7．4．2 并行接口ADC 228
7．4．3 串行接口ADC 231
習(xí)題 234
第8章 單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展 235
8．1 MCS-51單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) 235
8．1．1 MCS-51單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)的
構(gòu)成 235
8．1．2 系統(tǒng)擴(kuò)展的內(nèi)容與方法 236
8．2 存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 237
8．2．1 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 237
8．2．2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 238
8．2．3 存儲(chǔ)器綜合擴(kuò)展 239
8．2．4 閃速存儲(chǔ)器及其擴(kuò)展 240
8．3 輸入與輸出口的擴(kuò)展 241
8．3．1 簡(jiǎn)單的并行I/O接口擴(kuò)展 242
8．3．2 用8255擴(kuò)展并行I/O接口 243
8．4 串行口的擴(kuò)展 248
8．4．1 I2C總線(xiàn)及其接口芯片 248
8．4．2 SPI及其芯片 250
8．4．3 單總線(xiàn)及其接口芯片 252
8．4．4 Microwire串行總線(xiàn)及其接口
芯片 256
習(xí)題 258
第9章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì) 259
9．1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 259
9．1．1 總體設(shè)計(jì) 259
9．1．2 硬件設(shè)計(jì) 259
9．1．3 軟件設(shè)計(jì) 259
9．1．4 下載調(diào)試 260
9．2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)舉例 260
9．2．1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng) 260
9．2．2 超聲波測(cè)距 263
9．2．3 LED點(diǎn)陣屏顯示系統(tǒng) 268
習(xí)題 274
參考文獻(xiàn) 275