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基础篇3

第1章 单片机基础知识3

1.1 单片机概述3

1.1.1 单片机的产生与发展3

1.1.2 单片机的应用4

1.1.3 单片机典型产品4

1.2 单片机产品的设计过程7

1.2.1 单片机实验环境的搭建7

1.2.2 设计过程及注意事项9

1.3 单片机学习的预备知识10

1.3.1 数制和数制间的转换11

1.3.2 带符号数的表示方法12

1.3.3 单片机常用编码13

习题与思考14

第2章 单片机的硬件结构及工作原理15

2.1 单片机的片内结构15

2.2 单片机的封装与引脚16

2.2.1 常用IC的封装形式16

2.2.2 AT89S51单片机的引脚及功能17

2.3 AT89S51单片机的CPU18

2.3.1 运算器18

2.3.2 控制器19

2.3.3 指令执行的基本过程19

2.4 AT89S51单片机的最小系统20

2.4.1 复位电路20

2.4.2 时钟电路与时序21

2.5 片内存储器结构23

2.5.1 程序存储器24

2.5.2 片内数据存储器25

2.5.3 特殊功能寄存器26

2.5.4 片外数据存储器29

习题与思考30

第3章 Keil C51编程基础31

3.1 Keil C51简介31

3.1.1 C51与标准C的异同31

3.1.2 C51与汇编语言的异同31

3.2 C51程序设计基础32

3.2.1 数据类型33

3.2.2 运算符及表达式34

3.2.3 常量与变量36

3.2.4 存储类型及存储区38

3.2.5 循环控制流程语句39

3.2.6 数组43

3.2.7 函数44

3.2.8 指针47

3.2.9 预处理48

3.2.10 C51使用规范49

习题与思考50

第4章 单片机开发工具软件51

4.1 集成开发环境KeilμVision451

4.1.1 Keil μVision4简介51

4.1.2 软件启动和运行51

4.1.3 使用方法52

4.2 仿真开发工具Proteus61

4.2.1 Proteus简介61

4.2.2 软件的启动和运行61

4.2.3 软件的使用方法62

4.2.4 软件编程70

4.2.5 仿真调试70

习题与思考72

第5章 片内并行I/O接口73

5.1 P0口的工作原理73

5.1.1 P0口作为地址／数据总线73

5.1.2 P0口做通用I/O接口使用74

5.2 P1口的工作原理74

5.3 P2口的工作原理75

5.4 P3口的工作原理76

习题与思考79

第6章 单片机中断系统80

6.1 中断技术概述80

6.2 中断系统结构82

6.2.1 中断源82

6.2.2 中断请求标志寄存器82

6.2.3 中断允许寄存器84

6.2.4 中断优先级寄存器85

6.2.5 外部中断的触发方式选择86

6.2.6 中断请求的撤销86

6.2.7 外部中断应用程序设计87

习题与思考93

第7章 单片机的定时器／计数器94

7.1 定时器／计数器技术概述94

7.2 定时器／计数器的工作原理94

7.2.1 定时器／计数器的实质94

7.2.2 定时器／计数器的结构与工作原理95

7.3 定时器／计数器的控制寄存器97

7.3.1 工作方式寄存器97

7.3.2 控制寄存器98

7.4 定时器／计数器的工作方式98

7.4.1 方式098

7.4.2 方式199

7.4.3 方式2100

7.4.4 方式3100

7.5 计数器对外部输入脉冲频率的要求101

7.6 定时器／计数器应用程序设计102

习题与思考113

第8章 51单片机的串行接口115

8.1 串行通信基础115

8.1.1 同步通信与异步通信115

8.1.2 串行通信的传输方向117

8.2 51单片机串行接口的结构118

8.3 串行接口相关特殊功能控制寄存器119

8.3.1 串行接口控制寄存器119

8.3.2 电源控制寄存器120

8.4 串行接口的4种工作方式120

8.4.1 工作方式0120

8.4.2 工作方式1121

8.4.3 工作方式2和工作方式3121

8.5 波特率的设定方法122

8.5.1 波特率的定义122

8.5.2 波特率的计算122

8.6 串行接口的电平转换123

8.7 多机通信124

8.8 串行接口应用编程实例125

习题与思考127

第9章 单片机系统的扩展129

9.1 单片机系统扩展概述129

9.1.1 最小应用系统129

9.1.2 单片机扩展总线结构与常用扩展方法130

9.2 常用的扩展器件简介131

9.2.1 锁存器74LS373131

9.2.2 总线驱动器74LS244和74LS245131

9.2.3 3-8译码器74LS138132

9.3 存储器的扩展132

9.4 程序存储器的扩展134

9.4.1 存储器简介134

9.4.2 程序存储器扩展举例134

9.5 数据存储器的扩展137

9.5.1 数据存储器概述137

9.5.2 访问外部数据存储器的读／写操作时序137

9.6 程序存储器和数据存储器的综合扩展139

9.7 I/O接口的扩展140

9.7.1 I/O接口扩展概述140

9.7.2 I/O接口扩展常用芯片140

习题与思考145

第10章 单片机与输入／输出外部设备的接口电路设计147

10.1 单片机与LED数码管的显示电路设计147

10.1.1 LED数码管的结构147

10.1.2 LED数码管静态显示电路的设计与工作原理150

10.1.3 LED数码管动态显示电路的设计与工作原理155

10.2 单片机与键盘接口电路设计157

10.2.1 键盘的工作原理157

10.2.2 独立式键盘电路的设计与工作原理159

10.2.3 矩阵式键盘电路的设计与工作原理166

10.3 单片机与点阵数码管的显示电路设计176

10.3.1 点阵数码管的结构176

10.3.2 点阵数码管显示电路设计与工作原理177

10.3.3 点阵数码管应用编程178

10.4 单片机与液晶显示器的接口180

10.4.1 液晶显示器概述180

10.4.2 点阵字符型液晶显示模块介绍181

10.4.3 单片机与液晶显示器的接口及软件编程185

习题与思考188

第11章 单片机的串行扩展技术189

11.1 单总线串行扩展190

11.2 SPI总线串行扩展192

11.3 I2C总线串行扩展195

11.3.1 I2C串行总线概述195

11.3.2 单片机与I2C总线的接口设计及编程197

习题与思考204

第12章 单片机与D/A、A/D转换器的接口205

12.1 转换器的主要技术指标205

12.2 单片机与D/A转换器的接口206

12.2.1 10位D/A转换器芯片TLC5615的主要功能及特性206

12.2.2 D/A转换器TLC5615的接口设计208

12.3 单片机与A/D转换器的接口210

12.3.1 12位逐次逼近型AD574的主要功能及特性211

12.3.2 A/D转换器AD574的接口设计213

12.3.3 16位串行A/D转换器AD7705的主要功能及特性216

12.3.4 A/D转换器AD7705的接口设计217

习题与思考222

第13章 单片机应用设计与调试223

13.1 单片机应用设计流程223

13.2 单片机应用软、硬件设计225

13.2.1 单片机应用硬件设计225

13.2.2 单片机应用软件设计228

13.2.3 典型的单片机应用系统229

13.3 单片机应用系统的仿真开发与调试229

13.3.1 单片机的系统仿真230

13.3.2 仿真机的仿真调试232

13.4 单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计232

13.4.1 AT89S51片内看门狗定时器的使用233

13.4.2 软件滤波233

13.4.3 开关量输入／输出软件抗干扰设计234

13.4.4 过程通道干扰的抑制措施——隔离235

习题与思考236

实战篇239

第14章 基本输出程序设计239

14.1 单只发光二极管闪烁239

14.2 单口双向暗走马灯242

14.3 三色灯的实现243

14.4 单只数码管静态显示1位数字245

14.5 4只数码管静态显示4个数字246

14.6 4只数码管动态显示4个数字248

14.7 简易交通灯的设计250

14.8 2只数码管动态显示0～99计数252

14.9 简易音乐盒的设计254

第15章 基本输入程序设计259

15.1 按键控制LED花样灯259

15.2 按键控制1位数码管262

15.3 按键控制电机PWM264

15.4 数码管显示4×4键盘矩阵按键键值268

第16章 中断系统程序设计271

16.1 外部中断0控制LED271

16.2 2个外部中断的应用272

16.3 定时器／计数器控制音乐演奏275

16.4 两个定时器的应用279

16.5 倒计时秒表281

16.6 用计数器中断实现100以内的按键计数284

16.7 定时器控制数码管动态显示285

16.8 甲机通过串行接口控制乙机LED闪烁288

第17章 综合应用设计293

17.1 16×64 LED点阵屏花样滚屏显示汉字293

17.2 DS18B20多点温度监测系统设计302

17.3 SHT11数字温—湿度测量系统设计313

17.4 直流电机驱动控制322

17.5 基于磁阻传感器的电子指南针设计328

附录1 常用C51库函数345

附录2 C51主要关键字355

附录3 AT89X51.H文件357

附录4 Proteus元器件库中英文对照表363

附录5 Proteus常用元器件中英文对照表369

参考文献371