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第 1章 單片機概述 1 1.1　什么是單片機　1 1.2　單片機的發(fā)展歷史　2 1.3　單片機的特點　2 1.4　單片機的應用　3 1.5　單片機的發(fā)展趨勢　4 1.6　MCS-51系列與AT89S5x系列單片機　5 1.6.1　MCS-51系列單片機　5 1.6.2　8051內核單片機與AT89S5x系列單片機　6 1.7　各種衍生品種的8051單片機　7 1.7.1　STC系列單片機　7 1.7.2　C8051F×××單片機　8 1.7.3　ADμC812單片機　9 1.7.4　臺灣華邦W77系列、W78系列單片機　9 1.8　PIC系列單片機與AVR系列單片機　9 1.8.1　PIC系列單片機　9 1.8.2　AVR系列單片機　10 1.9　其他的嵌入式處理器簡介　11 1.9.1　嵌入式DSP處理器　11 1.9.2　嵌入式微處理器　12 思考題及習題　12 第　2章 AT89S51單片機片內硬件結構　14 2.1　AT89S51單片機的片內硬件結構　14 2.2　AT89S51的引腳功能　15 2.2.1　電源及時鐘引腳　15 2.2.2　控制引腳　16 2.2.3　并行I/O口引腳　17 2.3　AT89S51的CPU　18 2.3.1　運算器　19 2.3.2　控制器　20 2.4　AT89S51單片機存儲器的結構　20 2.4.1　程序存儲器空間　21 2.4.2　數據存儲器空間　22 2.4.3　特殊功能寄存器　23 2.4.4　位地址空間　25 2.5　AT89S51單片機的并行I/O端口　27 2.5.1　P0口　27 2.5.2　P1口　28 2.5.3　P2口　29 2.5.4　P3口　29 2.6　時鐘電路與時序　30 2.6.1　時鐘電路設計　30 2.6.2　機器周期、指令周期與指令時序　31 2.7　復位操作和復位電路　32 2.7.1　復位操作　32 2.7.2　復位電路設計　33 2.8　AT89S51單片機的最小應用系統　33 2.9　看門狗定時器（WDT）的使用　34 2.10　低功耗節(jié)電模式　35 2.10.1　空閑模式　36 2.10.2　掉電運行模式　36 2.11　AT89S52單片機與AT89S51單片機的差異　37 2.11.1　AT89S52單片機與AT89S51單片機片內硬件資源的差別　37 2.11.2　AT89S52的引腳　37 2.11.3　AT89S52單片機的存儲器結構　38 思考題及習題　41 第3章　C51編程語言基礎　43 3.1　C51編程語言簡介　43 3.1.1　C51語言與8051匯編語言的比較　43 3.1.2　C51語言與標準C語言的比較　44 3.2　C51語言程序設計基礎　44 3.2.1　C51語言中的數據類型與存儲類型　45 3.2.2　C51語言的特殊功能寄存器及位變量定義　49 3.2.3　C51語言的絕對地址訪問　51 3.2.4　C51的基本運算　52 3.2.5　C51的分支與循環(huán)程序結構　55 3.2.6　C51的數組　61 3.2.7　C51的指針　62 3.3　C51語言的函數　63 3.3.1　函數的分類　63 3.3.2　函數的參數與返回值　65 3.3.3　函數的調用　65 3.3.4　中斷服務函數　66 3.3.5　變量及存儲方式　67 3.3.6　宏定義與文件包含　67 3.3.7　庫函數　68 思考題及習題　68 第4章　開發(fā)與仿真工具　70 4.1　Keil C51的使用　70 4.1.1　Keil C51簡介　70 4.1.2　基本操作　70 4.1.3　添加用戶源程序文件　72 4.1.4　程序的編譯與調試　75 4.1.5　項目的設置　77 4.2　Proteus虛擬仿真工具介紹　80 4.2.1　Proteus功能簡介　80 4.2.2　Proteus ISIS的虛擬仿真　80 4.2.3　Proteus的各種虛擬仿真調試工具　87 4.2.4　虛擬設計仿真舉例　91 思考題及習題　97 第5章　單片機與開關、鍵盤以及顯示器件的接口設計　98 5.1　單片機控制發(fā)光二極管顯示　98 5.1.1　單片機與發(fā)光二極管的連接　98 5.1.2　I/O端口的編程控制　99 5.2　開關狀態(tài)檢測　102 5.2.1　開關檢測案例1　102 5.2.2　開關檢測案例2　103 5.3　單片機控制LED數碼管的顯示　104 5.3.1　LED數碼管的顯示原理　104 5.3.2　LED數碼管的靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示　107 5.4　單片機控制LED點陣顯示器顯示　110 5.4.1　LED點陣顯示器的結構與顯示原理　110 5.4.2　控制16×16 LED點陣顯示屏的案例　111 5.5　字符型LCD 1602液晶顯示器的顯示控制　113 5.5.1　LCD 1602液晶顯示模塊簡介　114 5.5.2　單片機控制字符型LCD 1602顯示案例　120 5.6　點陣式液晶顯示器LCD12864的顯示控制　123 5.6.1　引腳及顯示原理　124 5.6.2　控制命令　125 5.6.3　單片機控制LCD12864顯示的案例　127 5.7　鍵盤接口設計　131 5.7.1　鍵盤接口設計應解決的問題　132 5.7.2　獨立式鍵盤接口設計案例　133 5.7.3　矩陣式鍵盤的接口設計案例　139 5.7.4　非編碼鍵盤掃描方式的選擇　141 5.7.5　單片機與專用鍵盤/顯示器芯片HD7279的接口設計　142 思考題及習題　152 第6章　中斷系統的工作原理及應用　154 6.1　AT89S51中斷技術概述　154 6.2　AT89S51中斷系統結構　154 6.2.1　中斷請求源　155 6.2.2　中斷請求標志寄存器　155 6.3　中斷允許與中斷優(yōu)先級的控制　156 6.3.1　中斷允許寄存器IE　157 6.3.2　中斷優(yōu)先級寄存器IP　157 6.4　響應中斷請求的條件　158 6.5　外部中斷的響應時間　159 6.6　外部中斷的觸發(fā)方式選擇　160 6.6.1　電平觸發(fā)方式　160 6.6.2　跳沿觸發(fā)方式　160 6.7　中斷請求的撤銷　160 6.8　中 斷 函 數　161 6.9　中斷系統應用舉例　163 6.9.1　單一外中斷的應用　163 6.9.2　兩個外中斷的應用　164 6.9.3　中斷嵌套的應用　166 6.10　AT89S52與AT89S51中斷系統的差別　167 6.10.1　中斷請求源的差別　167 6.10.2　中斷請求標志寄存器的差別　168 6.10.3　中斷允許寄存器與中斷優(yōu)先級寄存器的差別　168 思考題及習題　170 第7章　定時器/計數器的工作原理及應用　172 7.1　定時器/計數器的結構　172 7.1.1　定時器/計數器工作方式寄存器TMOD　173 7.1.2　定時器/計數器控制寄存器TCON　173 7.2　定時器/計數器的4種工作方式　174 7.2.1　方式0　174 7.2.2　方式1　175 7.2.3　方式2　175 7.2.4　方式3　176 7.3　計數器對外部輸入的計數信號的要求　177 7.4　定時器/計數器T0、T1的編程應用　178 7.4.1　P1口控制8只LED每0.5s閃亮一次　178 7.4.2　計數器的應用　179 7.4.3　控制P1.0產生周期為2ms的方波　181 7.4.4　利用T1控制發(fā)出1kHz的音頻信號　182 7.4.5　LED數碼管秒表的制作　184 7.4.6　測量脈沖寬度——門控位GATEx的應用　186 7.4.7　LCD時鐘的設計　188 7.5　AT89S52新增定時器/計數器T2簡介　190 7.5.1　T2的特殊功能寄存器T2CON和T2MOD　190 7.5.2　T2的16位自動重裝載方式　192 7.5.3　T2的捕捉方式　194 7.5.4　T2的波特率發(fā)生器方式及可編程時鐘輸出　194 思考題及習題　197 第8章　串行口的工作原理及應用　199 8.1　串行通信基礎　199 8.1.1　并行通信與串行通信　199 8.1.2　同步通信與異步通信　200 8.1.3　串行通信的傳輸模式　201 8.1.4　串行通信的錯誤校驗　201 8.2　串行口的結構　202 8.2.1　串行口控制寄存器SCON　202 8.2.2　特殊功能寄存器PCON　203 8.3　串行口的4種工作方式　204 8.3.1　方式0　204 8.3.2　方式1　208 8.3.3　方式2　210 8.3.4　方式3　211 8.4　多 機 通 信　211 8.5　波特率的制定方法　212 8.5.1　波特率的定義　213 8.5.2　定時器T1產生波特率的計算　213 8.6　串行口應用設計案例　214 8.6.1　串行通信標準接口RS232、RS422與RS485簡介　214 8.6.2　方式1的應用設計　217 8.6.3　方式2和方式3的應用設計　223 8.6.4　多機通信的應用設計　225 8.6.5　單片機與PC串行通信的設計　231 8.6.6　PC與單片機或與多個單片機的串行通信　235 思考題及習題　237 第9章　單片機系統的并行擴展　239 9.1　系統并行擴展技術　239 9.1.1　系統并行擴展結構　239 9.1.2　地址空間分配　241 9.1.3　外部地址鎖存器　243 9.2　外部數據存儲器的并行擴展　244 9.2.1　常用的靜態(tài)RAM（SRAM）芯片　244 9.2.2　讀寫片外RAM的操作時序　245 9.2.3　并行擴展數據存儲器的設計　246 9.2.4　單片機外擴數據存儲器RAM6264的案例設計　248 9.3　片內Flash存儲器的編程　250 9.3.1　使用通用編程器的程序寫入　250 9.3.2　使用下載線的ISP編程　251 9.4　E2PROM的并行擴展　251 9.4.1　并行E2PROM芯片簡介　252 9.4.2　AT89S51單片機擴展E2PROM AT2864的設計　252 9.5　AT89S51擴展并行I/O芯片82C55的設計　253 9.5.1　I/O接口擴展概述　253 9.5.2　并行I/O芯片82C55簡介　254 9.5.3　82C55的3種工作方式　258 9.5.4　AT89S51單片機與82C55的接口設計　262 9.6　利用74LSTTL電路擴展并行I/O口　264 9.7　用AT89S51單片機的串行口 擴展并行輸入/輸出口　265 9.7.1　用74LS165擴展并行輸入口　265 9.7.2　用74LS164擴展并行輸出口　266 思考題及習題　267 第　10章 AT89S51單片機系統的串行擴展　269 10.1　單總線串行擴展　269 10.1.1　單總線擴展的典型應用——DS18B20的溫度測量系統　269 10.1.2　設計案例：單總線DS18B20溫度測量系統　272 10.2　SPI總線串行擴展　275 10.3　I2C總線的串行擴展　276 10.3.1　I2C串行總線系統的基本結構　276 10.3.2　I2C總線的數據傳送規(guī)定　277 10.3.3　AT89S51的I2C總線擴展系統　280 10.3.4　I2C總線數據傳送的模擬　281 10.3.5　利用I2C總線擴展E2PROM AT24C02的IC卡設計　284 思考題及習題　290 第　11章 AT89S51單片機與DAC、ADC的接口　292 11.1　單片機擴展DAC概述　292 11.2　單片機擴展并行8位DAC0832的設計　293 11.2.1　DAC0832簡介　293 11.2.2　案例設計：單片機擴展DAC0832的程控電壓源　294 11.2.3　案例設計：波形發(fā)生器的制作　296 11.3　單片機擴展串行10位DAC—TLC5615　300 11.3.1　串行DAC—TLC5615簡介　300 11.3.2　案例設計：單片機擴展串行DAC—TLC5615的設計　302 11.4　單片機擴展ADC概述　304 11.5　單片機并行擴展8位A/D轉換器ADC0809　305 11.5.1　案例設計：單片機控制ADC0809進行A/D轉換　306 11.5.2　案例設計：兩路輸入的數字電壓表的設計　308 11.6　單片機擴展串行8位A/D轉換器TLC549　311 11.6.1　TLC549的特性及工作原理　311 11.6.2　案例設計：單片機擴展TLC549的設計　312 11.7　單片機擴展串行12位 ADC—TLC2543的設計　314 11.7.1　TLC2543的特性及工作原理　314 11.7.2　案例設計：單片機擴展TLC2543的設計　316 思考題及習題　319 第　12章 單片機各種應用設計　321 12.1　單片機控制步進電機的設計　321 12.2　單片機控制直流電機　323 12.3　頻率計的制作　325 12.4　電話機撥號的模擬　328 12.5　8位競賽搶答器設計　333 12.6　基于時鐘/日歷芯片DS1302的電子鐘設計　337 思考題及習題　344 第　13章 功率接口設計　345 13.1　單片機與外圍集成數字驅動電路的接口　345 13.2　單片機與光電耦合器的接口　347 13.2.1　晶體管輸出型光電耦合器驅動接口　347 13.2.2　晶閘管輸出型光電耦合器驅動接口　349 13.3　單片機與繼電器的接口　350 13.3.1　單片機與直流電磁式繼電器功率接口　350 13.3.2　單片機與交流電磁式接觸器的接口　351 13.4　單片機與晶閘管的接口　352 13.4.1　單向晶閘管　352 13.4.2　雙向晶閘管　352 13.4.3　光耦合雙向晶閘管驅動器　352 13.5　單片機與集成功率電子開關輸出接口　354 13.5.1　集成功率電子開關TWH8751簡介　355 13.5.2　集成功率電子開關TWH8751的典型應用　356 13.6　單片機與固態(tài)繼電器的接口　356 13.6.1　固態(tài)繼電器的特性與分類　356 13.6.2　固態(tài)繼電器的應用　357 13.7　低壓開關量信號輸出技術　360 思考題及習題　360 第　14章 單片機應用系統抗干擾與可靠性設計　362 14.1　干擾的來源　362 14.2　供電系統干擾及其抗干擾措施　363 14.2.1　電源噪聲來源、種類及危害　363 14.2.2　供電系統的抗干擾設計　363 14.3　過程通道干擾的抑制措施—隔離　364 14.3.1　光電隔離的基本配置　364 14.3.2　光電隔離的實現　365 14.4　空間干擾及抗干擾措施　366 14.4.1　接地技術　367 14.4.2　屏蔽技術　368 14.5　反電勢干擾的抑制　369 14.6　印制電路板的抗干擾設計　370 14.6.1　地線及電源線設計　370 14.6.2　去耦電容的配置　371 14.6.3　印制電路板的布線的抗干擾設計　371 14.7　軟件抗干擾措施　372 14.7.1　軟件抗干擾的一般方法　372 14.7.2　軟件濾波　372 14.7.3　開關量輸入/輸出軟件抗干擾設計　373 思考題及習題　374 第　15章 單片機應用系統的設計與調試　376 15.1　單片機應用系統的設計步驟　376 15.2　單片機應用系統設計　377 15.2.1　硬件設計應考慮的問題　377 15.2.2　典型的單片機應用系統　378 15.2.3　系統設計中的總線驅動　379 15.2.4　軟件設計考慮的問題　381 15.3　單片機應用系統的仿真開發(fā)與調試　381 思考題及習題　385 附錄A　386 基礎實驗題目　386 實驗1　單片機I/O口實驗——LED流水燈　386 實驗2　單個外部中斷實驗　386 實驗3　中斷嵌套實驗　387 實驗4　定時器/計數器的定時實驗　387 實驗5　定時器/計數器的計數器實驗　387 實驗6　串口方式0擴展并行輸出口實驗　388 實驗7　串行口方式0擴展并行輸入口實驗　388 實驗8　雙單片機串行通信　389 實驗9　擴展82C55并行I/O實驗　390 實驗10　獨立式鍵盤實驗　390 實驗11　矩陣式鍵盤掃描實驗　391 實驗12　單片機控制1602液晶顯示器顯示字符　391 實驗13　DAC0832的D/A轉換實驗　392 實驗14　ADC0809的A/D轉換實驗　392 實驗15　I2C總線串行擴展——AT24C02存儲器讀寫　393 附錄B　394 課程設計題目　394 題目1　節(jié)日彩燈控制器的設計　394 題目2　單一外中斷的應用　394 題目3　LED數碼管秒表的制作　395 題目4　音樂音符發(fā)生器的制作　395 題目5　用定時器設計的門鈴　396 題目6　控制數碼管循環(huán)顯示單個數字　396 題目7　基于DS18B20的數字溫度計設計　396 題目8　利用定時器在P1.0 上產生周期為2ms的方波　397 題目9　電話鍵盤及撥號的模擬　398 題目10　雙機串行口方式1單工通信　398 題目11　數碼管顯示4×4 矩陣鍵盤的鍵號　399 題目12　波形發(fā)生器的制作　399 題目13　頻率計的制作　399 題目14　數字電壓表設計　400 題目15　單片機控制串行DAC—— TLC5615的調壓器　401 題目16　單片機控制16×16 陣列LED的顯示　401 題目17　直流電機控制實驗　402 題目18　步進電機控制實驗　402 附錄C　406 頭文件"LCD1602.h"清單　406 附錄D　408 頭文件"DS1302.h"清單　408 參考書目　412