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1.1 单片机的历史及发展概况1

第一章 单片微型计算机概述1

1.2 单片机的发展趋势2

1.3 单片机的应用3

1.3.1 单片机的特点3

1.3.2 单片机的应用范围4

1.4 8位单片机的主要生产厂家和机型4

1.5 MCS-51系列单片机5

2.1 MCS-51单片机的硬件结构7

第二章 MCS-51单片机的硬件结构7

2.2 MCS-51的引脚8

2.2.1 电源及时钟引脚8

2.2.2 控制引脚9

2.2.3 I/O口引脚10

2.3 MCS-51单片机的中央处理器（CPU）10

2.3.1 运算部件10

2.3.2 控制部件11

2.4.1 程序存储器12

2.4 MCS-51存储器的结构12

2.4.2 内部数据存储器13

2.4.3 特殊功能寄存器（SFR）13

2.4.4 位地址空间16

2.4.5 外部数据存储器16

2.5 I/O端口18

2.5.1 I/O口的内部结构18

2.5.2 I/O口的读操作19

2.6.1 复位时各寄存器的状态20

2.6 复位电路20

2.5.3 I/O口的写操作及负载能力20

2.6.2 复位电路21

2.7 时钟电路22

2.7.1 内部时钟方式22

2.7.2 外部时钟方式23

2.7.3 时钟信号的输出23

第三章 MCS-51的指令系统24

3.1 MCS-51指令系统的寻址方式24

3.1.1 寄存器寻址24

3.2 MCS-51指令系统及一般说明25

3.1.5 基址寄存器加变址寄存器间址寻址25

3.1.2 直接寻址25

3.1.4 立即寻址25

3.1.3 寄存器间接寻址25

3.2.1 数据传送类指令26

3.2.2 算术操作类指令29

3.2.3 逻辑运算指令32

3.2.4 控制转移类指令34

3.2.5 位操作类指令36

4.1.1 工作方式控制寄存器TMOD42

4.1 定时器／计数器的结构42

第四章 MCS-51的定时器／计数器42

4.1.2 定时器／计数器控制寄存器TCON43

4.2 定时器／计数器的四种工作方式44

4.2.1 方式044

4.2.2 方式144

4.2.3 方式245

4.2.4 方式345

4.4.1 方式0应用（1ms定时）47

4.4 定时器／计数器编程和应用47

4.3 定时器／计数器对输入信号的要求47

4.4.2 方式1应用48

4.4.3 方式2计数方式49

4.4.4 方式3的应用50

4.4.5 定时器溢出同步问题50

4.4.6 运行中读定时器／计数器51

4.4.7 门控制位GATE的功能和使用方法（以T1为例）51

5.1.1 串行口控制寄存器SCON53

5.1 串行口的结构53

第五章 MCS-51的串行口53

5.1.2 特殊功能寄存器PCON54

5.2 串行口的工作方式54

5.2.1 方式054

5.2.2 方式155

5.2.3 方式256

5.2.4 方式357

5.4.1 波特率的定义58

5.3 多机通讯58

5.4 波特率的制定方法58

5.4.2 定时器T1产生波特率的计算59

5.5 串行口的编程和应用61

5.5.1 串行口方式1应用编程（双机通讯）61

5.5.2 串行口方式2应用编程64

5.5.3 串行口方式3应用编程（双机通讯）64

第六章 MCS-51的中断系统66

6.1 中断请求源66

6.2 中断控制68

6.2.1 中断屏蔽68

6.2.2 中断优先级68

6.3 中断的响应过程69

6.4 外部中断的响应时间70

6.5 外部中断的方式选择70

6.5.1 电平触发方式70

6.6.2 中断和查询结合的方法71

6.6.1 定时器作为外部中断源的使用方法71

6.6 多外部中断源系统设计71

6.5.2 边沿触发方式71

6.6.3 用优先权编码器扩展外部中断源72

第七章 MCS-51单片机扩展存储器的设计75

7.1 概述75

7.1.1 只读存储器75

7.1.2 可读写存储器75

7.1.3 不挥发性读写存储器76

7.2 存储器扩展的基本方法77

7.1.4 特殊存储器77

7.2.1 MCS-51单片机对存储器的控制78

7.2.2 外扩存储器时应注意的问题78

7.3 程序存储器EPROM的扩展79

7.3.1 程序存储器的操作时序79

7.3.2 常用的EPROM芯片80

7.3.3 外部地址锁存器和地址译码器82

7.3.4 典型EPROM扩展电路85

7.4 静态数据存储的器扩展87

7.4.1 外扩数据存储器的操作时序87

7.4.2 常用的SRAM芯片88

7.4.3 64K字节以内SRAM的扩展89

7.4.4 超过64K字节SRAM扩展91

7.5 不挥发性读写存储器扩展94

7.5.1 E2PROM扩展94

7.5.2 SRAM掉电保护电路99

7.6 特殊存储器扩展101

7.6.1 双口RAM IDT7132的扩展101

7.6.2 快擦写存储器的扩展104

7.6.3 先进先出双端口RAM的扩展111

8.2 MCS-51单片机与可编程并行I/O芯片8255A的接口116

8.2.1 8255A芯片介绍116

第八章 MCS-51扩展I/O接口的设计116

8.1 I/O扩展概述116

8.2.2 8031单片机同8255A的接口123

8.2.3 接口应用举例123

8.3.1 8155H芯片介绍126

8.3 MCS-51与可编程RAM/IO芯片8155H的接口127

8.3.2 8031单片机与8155H的接口及应用131

8.4.1 扩展并行输入口132

8.4 用MCS-51的串行口扩展并行口132

8.4.2 扩展并行输出口133

8.5 用74LSTTL电路扩展并行I/O口135

8.5.1 用74LS377扩展一个8位并行输出口135

8.5.2 用74LS373扩展一个8位并行输入口135

8.5.3 MCS-51单片机与总线驱动器的接口136

8.6 MCS-51与8253的接口136

8.6.1 逻辑结构与操作编址136

8.6.2 8253工作方式和控制字定义137

8.6.3 8253的工作方式与操作时序138

8.6.4 8253的接口和编程实例140

第九章 MCS-51与键盘、显示器、打印机的接口设计142

9.1 LED显示器接口原理142

9.1.1 LED显示器结构142

9.1.2 显示器工作原理144

9.2 键盘接口原理144

9.2.1 键盘工作原理144

9.3.1 利用8155H芯片实现键盘／显示器接口146

9.3 键盘／显示器接口实例146

9.2.2 单片机对非编码键盘的控制方式146

9.3.2 利用8031的串行口实现键盘／显示器接口150

9.3.3 利用专用键盘／显示器接口芯片8279实现键盘／显示器接口152

9.4 MCS-51与液晶显示器（LCD）的接口161

9.4.1 LCD的基本结构及工作原理161

9.4.2 点阵式液晶显示控制器HD61830介绍161

9.5 MCS-51与微型打印机的接口169

9.5.1 MCS-51与TPμp-40A/16A微型打印机的接口169

9.5.2 MCS-51与GP16微型打印机的接口173

9.5.3 MCS-51与PP40绘图打印机的接口178

9.6 MCS-51单片机与BCD码拨盘的接口设计181

9.6.1 BCD码拨盘181

9.6.2 BCD码拨盘与单片机的接口182

9.6.3 拨盘输出程序182

9.7 MCS-51单片机与CRT的接口184

9.7.1 SCIB CRT接口板的主要特点及技术参数184

9.7.2 SCIB接口板的工作原理184

9.7.3 SCIB与MCS-51单片机的接口186

9.7.4 SCIB的CRT显示软件设计方法187

第十章 MCS-51与D/A、A/D的接口189

10.1 有关DAC及ADC的性能指标和选择要点189

10.1.1 性能指标189

10.1.2 选择ABC和DAC的要点192

10.2 MCS-51与DAC的接口192

10.2.1 MCS-51与DAC0832的接口193

10.2.2 MCS-51同DAC1020及DAC1220的接口195

10.2.3 MCS-51同串行输入的DAC芯片AD7543的接口198

10.3 MCS-51与ADC的接口200

10.3.1 MCS-51与5G14433（双积分型）的接口201

10.3.2 MCS-51与ICL7135（双积分型）的接口204

10.3.3 MCS-51与ICL7109（双积分型）的接口210

10.3.4 MCS-51与ADC0809（逐次逼近型）的接口214

10.3.5 8031与AD574（逐次逼近型）的接口217

10.4 V/F转换器接口技术219

10.4.1 V/F转换器实现A/D转换的方法219

10.4.2 常用V/F转换器LMX31简介220

10.4.3 V/F转换器与MCS-51单片机接口223

10.4.4 LM331应用举例225

第十一章 标准串行接口及应用227

11.1 概述227

11.2 串行通讯的接口标准227

11.2.1 RS-232C接口228

11.2.2 RS-422A接口230

11.2.3 RS-485接口232

11.2.4 各种串行接口性能比较233

11.3 双机串行通讯技术234

11.3.1 单片机双机通讯技术234

11.3.2 PC机与8031单片机双机通讯技术241

11.4 多机串行通讯技术248

11.4.1 单片机多机通讯技术248

11.4.2 IBM-PC机与单片机多机通讯技术257

11.5 串行通讯中的波特率设置技术270

11.5.1 IBM-PC/XT系统中波特率的产生271

11.5.2 MCS-51单片机串行通讯波特率的确定271

11.5.3 波特率相对误差范围的确定方法272

11.5.4 SMOD位对波特率的影响273

12.1.1 晶闸管274

第十二章 MCS-51的功率接口274

12.1 常用功率器件274

12.1.2 固态继电器278

12.1.3 功率晶体管282

12.1.4 功率场效应晶体管286

12.2 开关型功率接口292

12.2.1 光电耦合器驱动接口292

12.2.2 继电器型驱动接口295

12.2.3 晶闸管及脉冲变压器驱动接口297

13.2 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MSM5832的接口设计302

13.2.1 MSM5832性能及引脚说明302

第十三章 MCS-51单片机与日历时钟芯片的接口设计302

13.1 概述302

13.2.2 MSM5832时序分析303

13.2.3 8031单片机与MSM5832的接口设计304

13.3 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MC146818的接口设计306

13.3.1 MC146818性能及引脚说明306

13.3.2 MC146818芯片地址分配及各单元的编程307

13.3.4 8031单片机与MC146818的接口电路设计310

13.3.3 MC146818的中断310

13.3.5 8031单片机与MC146818的接口软件设计312

第十四章 MCS-51程序设计及实用子程序315

14.1 查表程序设计315

14.2 散转程序设计321

14.2.1 使用转移指令表的散转程序321

14.2.2 使用地地址偏移量表的散转程序322

14.2.3 使用转向地址表的散转程序323

14.2.4 利用RET指令实现的散转程序324

14.3 循环程序设计325

14.3.1 单循环325

14.3.2 多重循环327

14.4 定点数运算程序设计328

14.1.1 定点数的表示方法328

14.4.2 定点数加减运算331

14.4.3 定点数乘法运算333

14.4.4 定点数除法338

14.5.1 浮点数的表示341

14.5 浮点数运算程序设计341

14.5.2 浮点数的加减法运算344

14.5.3 浮点数乘除法运算351

14.5.4 定点数与浮点数的转换355

14.6 码制转换357

14.6.1 二进制码与ASCII码的转换357

14.6.2 二进制码到BCD码的转换360

14.6.3 BCD码到二进制码的转换363

14.7.1 算术平均值法367

14.7 数字滤波367

14.7.2 滑动平均值法369

14.7.3 防脉冲干扰平均值法371

第十五章 MCS-51单片机应用系统设计373

15.1 MCS-51单片机应用系统设计要点373

15.1.1 设计步骤373

15.1.2 硬件设计要点373

15.1.3 软件设计要点374

15.1.4 数据采集系统375

15.2.1 HCMOS单片机的低功耗运行377

15.2 单片机低功耗系统设计377

15.2.2 HCMOS单片机的逻辑电平379

15.2.3 HCMOS单片机I/O端口的驱动能力380

15.2.4 低功耗单片机系统设计381

15.2.5 存储器的低功耗运行383

15.3 烟厂环境参数自动监测系统384

15.3.1 系统的技术指标及功能385

15.3.2 方案论证385

15.3.3 硬件设计386

15.3.4 软件设计393

第十六章 MCS-51单片机应用系统的抗干扰设计401

16.1 干扰渠道，分类及后果401

16.1.1 干扰的渠道401

16.1.2 干扰的分类402

16.1.3 干扰的后果404

16.2 硬件抗干扰措施405

16.2.1 过程通道干扰的抑制措施405

16.2.2 电磁干扰的抑制措施409

16.3 软件抗干扰措施413

16.2.3 印刷电路板的抗干扰设计413

16.3.2 CPU抗干扰技术414

16.3.1 状态信号输入输出中的抗干扰措施414

16.3.3 RAM数据冗余技术418

16.4 自动复位和系统启动418

16.4.1 “看门狗”技术419

16.4.2 硬件复位419

16.4.3 系统启动420

17.1.1 开发系统的功能422

17.1.2 开发系统的分类422

17.1 开发系统简介422

第十七章 MCS-51的仿真开发系统及用户样机调试422

17.1.3 有关开发系统性能的几个基本概念424

17.1.4 开发系统的基本组成424

17.2 用户样机开发调试过程425

17.2.1 用户样机软件的设计、调试425

17.2.2 用户样机硬件调试426

参考文献427

芯片引脚索引428