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第1章 单片机及其应用系统设计概述1

1.1 单片机基本知识2

1.1.1 单片机概述2

1.1.2 单片机应用系统概述2

1.1.3 单片机的分类3

1.1.4 单片机系统设计的常用术语4

1.2 单片机应用系统开发入门6

1.2.1 单片机应用系统的开发方法概述6

1.2.2 单片机的集成开发环境7

1.2.3 仿真与仿真器8

1.2.4 单片机应用程序开发快速入门11

思考题与习题18

第2章 MCS-51单片机系统结构19

2.1 MCS-51系列单片机概述20

2.2 MCS-51单片机的总体结构20

2.3 MCS-51单片机的中央处理器22

2.3.1 概述22

2.3.2 时钟电路23

2.3.3 复位电路24

2.3.4 MCS-51单片机的指令长度与指令周期26

2.4 MCS-51单片机的存储器组织27

2.4.1 程序存储器28

2.4.2 片内RAM数据存储器29

2.4.3 特殊功能寄存器31

2.4.4 扩展存储器33

2.5 MCS-51单片机的端口结构与功能33

2.5.1 P1口的结构与功能35

2.5.2 P3口的结构与功能35

2.5.3 P2口的结构与功能35

2.5.4 P0口的结构与功能36

2.5.5 端口实验举例36

思考题与习题38

第3章 MCS-51单片机指令系统及编程技术39

3.1 MCS-51汇编指令概述40

3.1.1 汇编指令格式及常用符号说明40

3.1.2 寻址方式41

3.1.3 指令类型42

3.2 数据传送指令42

3.2.1 内部数据传送指令42

3.2.2 外部数据传送指令44

3.2.3 查表指令44

3.3 算术运算指令45

3.3.1 加法指令45

3.3.2 减法指令47

3.3.3 乘法指令47

3.3.4 除法指令48

3.4 逻辑运算指令48

3.4.1 累加器A的逻辑运算指令48

3.4.2 两个操作数的逻辑运算指令49

3.5 位操作指令50

3.5.1 位变量传送指令50

3.5.2 位变量修改指令50

3.5.3 位变量逻辑操作指令50

3.6 控制转移指令51

3.6.1 无条件转移指令51

3.6.2 条件转移指令52

3.6.3 调用和返回指令53

3.7 汇编程序设计举例53

3.7.1 查表程序举例53

3.7.2 子程序及调用举例53

3.7.3 控制转移程序举例54

3.7.4 算术运算程序举例55

3.7.5 逻辑运算程序举例56

3.8 单片机C语言程序开发及设计举例56

3.8.1 单片机C语言程序设计概述56

3.8.2 基于WAVE6000开发单片机的C语言程序56

3.8.3 基于Keil uVision开发单片机C语言程序57

3.8.4 MCS-51单片机的C语言编程举例65

思考题与习题70

第4章 MCS-51单片机的定时器、串口和中断系统73

4.1 MCS-51单片机的定时器74

4.1.1 定时器T0和T174

4.1.2 定时器T277

4.2 MCS-51单片机的串口81

4.2.1 串口的一般概念81

4.2.2 MCS-51单片机串口的结构82

4.2.3 MCS-51单片机串口的工作方式83

4.2.4 多机通信原理84

4.2.5 MCS-51单片机串口的波特率85

4.2.6 MCS-51单片机串口应用编程实例86

4.3 MCS-51单片机的中断系统87

4.3.1 MCS-51单片机的中断源88

4.3.2 MCS-51单片机的中断控制88

4.3.3 MCS-51单片机的中断响应过程89

4.3.4 MCS-51单片机的中断编程举例90

思考题与习题93

第5章 MCS-51单片机系统的并行扩展技术95

5.1 单片机并行扩展概述96

5.1.1 单片机的外部扩展总线96

5.1.2 系统扩展常用芯片97

5.1.3 系统扩展的寻址方法100

5.2 外部存储器的扩展101

5.2.1 程序存储器扩展101

5.2.2 数据存储器扩展103

5.3 并行I/O接口的扩展104

5.3.1 简单的I/O扩展105

5.3.2 可编程I/O接口电路的扩展106

5.4 键盘与显示器的接口技术111

5.4.1 键盘接口技术111

5.4.2 显示器接口技术114

5.4.3 典型键盘／显示器接口实例118

5.4.4 可编程键盘／显示器接口8279118

5.5 并行A/D和D/A转换器接口127

5.5.1 8位A/D转换器及其与单片机的接口127

5.5.2 12位A/D转换器及其与单片机的接口131

5.5.3 8位D/A转换器及其与单片机的接口133

5.5.4 12位D/A转换器及其与单片机的接口136

思考题与习题138

第6章 单片机系统串行扩展技术139

6.1 单片机串行扩展概述140

6.2 I2C总线140

6.2.1 I2C总线的基本原理140

6.2.2 I2C总线数据传输格式141

6.2.3 AT24系列串行E2PROM143

6.3 SPI串行外设接口146

6.3.1 SPI的基本原理146

6.3.2 SPI数据传输格式147

6.4 单总线（1-Wire Bus）148

6.4.1 单总线的基本原理148

6.4.2 单总线的数据传输格式149

6.5 串行A/D和D/A转换接口151

6.5.1 8位串行A/D转换器TLC0834151

6.5.2 12位串行A/D转换器MAX1247153

6.5.3 8位串行D/A转换器TLC5620C156

6.5.4 12位串行D/A转换器MAX531158

思考题与习题160

第7章 PIC系列单片机原理与应用161

7.1 PIC系列单片机简介162

7.1.1 PIC系列单片机的主要特点162

7.1.2 PIC系列单片机选型指南162

7.2 PIC16C54单片机的硬件结构166

7.2.1 PIC16C54单片机的主要资源及引脚功能166

7.2.2 中央处理器168

7.2.3 存储器结构171

7.2.4 特殊功能寄存器172

7.2.5 系统配置字175

7.2.6 看门狗175

7.3 PIC16C5X系列单片机的指令系统175

7.3.1 指令格式176

7.3.2 寻址方式177

7.3.3 PIC16C5X的指令集177

7.3.4 PIC16C5X指令详解179

7.4 PIC单片机的开发环境190

7.4.1 MPLAB简介190

7.4.2 MPLAB IDE快速入门191

7.5 PIC16C73单片机简介200

7.5.1 PIC16C73单片机的内部结构和引脚功能200

7.5.2 定时器204

7.5.3 CCP模块206

7.5.4 A/D转换器207

7.5.5 中断系统209

思考题与习题211

第8章 ARM系列单片机原理与应用213

8.1 ARM系列单片机概述214

8.1.1 ARM核的结构特性214

8.1.2 ARM7系列处理器核简介215

8.1.3 常用ARM系列单片机选型指南215

8.2 ARM处理器的编程模型217

8.2.1 ARM的工作状态与运行模式217

8.2.2 ARM的数据类型与存储器格式217

8.2.3 内部寄存器组织218

8.2.4 异常中断及响应机理221

8.3 ARM系列单片机的硬件结构222

8.3.1 LPC2212/2214单片机简介222

8.3.2 S3C44BOX单片机简介237

8.4 ARM系列单片机指令系统及编程238

8.4.1 ARM的指令寻址方式239

8.4.2 ARM指令集241

8.4.3 Thumb指令集及其与ARM指令集的区别255

8.4.4 ARM的编程256

8.5 ARM系列单片机集成开发环境259

8.5.1 IAR EWARM简介259

8.5.2 Qt/Embedded简介272

思考题与习题276

第9章 单片机应用系统设计实例279

9.1 基于AT89C52控制的磁悬浮球演示系统280

9.1.1 磁悬浮球演示系统的组成与工作原理280

9.1.2 磁悬浮球演示系统的硬件电路设计282

9.1.3 磁悬浮球演示系统的软件程序设计284

9.2 基于PIC16C54的光栅式定位系统296

9.2.1 光栅式定位系统的组成及工作原理296

9.2.2 光栅式定位系统的硬件电路设计297

9.2.3 光栅式定位系统的软件程序设计298

9.3 基于LPC2212的三关节机器人控制系统306

9.3.1 三关节机器人控制系统的结构与功能306

9.3.2 三关节机器人控制系统的硬件电路设计307

9.3.3 三关节机器人控制系统的软件设计315

第10章 单片机应用系统设计选题329

10.1 基于单片机的温度检测系统设计330

10.2 基于单片机控制的智能充电器设计331

10.3 基于单片机的红外通信系统设计333

10.4 基于MCS-51单片机的主从式多机通信系统设计335

10.5 CAN总线站点设计与通信实验337

10.6 利用单片机和GSM模块实现短消息通信338

10.7 基于单片机的安全计算机结构设计与实验340

10.8 基于单片机的步进电机控制系统设计341

10.9 基于单片机的无刷直流电机调速器设计342

10.10 简易MP3播放器设计345