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基础篇3

第1章 单片机基础知识概述3

1.1单片机概述3

1.2单片机的特点及应用领域4

1.3单片机产品的设计过程5

1.3.1单片机实验环境的搭建5

1.3.2设计过程及注意事项7

1.4单片机的代表性产品8

1.5单片机学习的预备知识11

第2章 单片机的硬件结构及工作原理14

2.1单片机的片内结构14

2.2单片机的封装与引脚15

2.2.1常用IC的封装形式15

2.2.2 AT89S51单片机的引脚及功能15

2.3 AT89S51单片机的CPU16

2.3.1运算器16

2.3.2控制器17

2.3.3指令执行的基本过程17

2.4 AT89S51单片机的最小系统18

2.4.1复位电路18

2.4.2时钟电路与时序19

2.5片内存储器结构21

2.5.1程序存储器21

2.5.2片内数据存储器22

2.5.3特殊功能寄存器24

2.5.4片外数据存储器26

第3章 Keil C51编程基础27

3.1 Keil C51简介27

3.1.1 C51与标准C的异同27

3.1.2 C51与汇编语言的异同27

3.2 C51程序设计基础28

3.2.1数据类型28

3.2.2运算符及表达式30

3.2.3常量与变量31

3.2.4存储类型及存储区33

3.2.5循环控制流程语句34

3.2.6数组37

3.2.7函数38

3.2.8指针41

3.2.9预处理42

3.2.10 C51使用规范43

第4章 单片机开发工具软件44

4.1集成开发环境Keil μVision444

4.1.1 Keil μVision4简介44

4.1.2软件启动和运行44

4.1.3使用方法44

4.2仿真开发工具Proteus54

4.2.1 Proteus简介54

4.2.2软件的启动和运行54

4.2.3软件的使用方法55

4.2.4软件编程62

4.2.5仿真调试63

第5章 片内并行I/O接口65

5.1 P0口的工作原理65

5.1.1 P0口作为地址/数据总线65

5.1.2 P0口做通用I/O接口使用66

5.2 P1口的工作原理66

5.3 P2口的工作原理67

5.4 P3口的工作原理67

第6章 单片机中断系统70

6.1中断技术概述70

6.2中断系统结构71

6.2.1中断源72

6.2.2中断请求标志寄存器72

6.2.3中断允许寄存器73

6.2.4中断优先级寄存器74

6.2.5外部中断的触发方式选择75

6.2.6中断请求的撤销76

6.2.7外部中断应用程序设计76

第7章 单片机的定时器/计数器82

7.1定时器/计数器技术概述82

7.2定时器/计数器的工作原理82

7.2.1定时器/计数器的实质82

7.2.2定时器/计数器的结构与工作原理83

7.3定时器/计数器的控制寄存器84

7.3.1工作方式寄存器85

7.3.2控制寄存器85

7.4定时器/计数器的工作方式86

7.4.1方式086

7.4.2方式186

7.4.3方式287

7.4.4方式388

7.5计数器对外部输入脉冲频率的要求89

7.6定时器/计数器应用程序设计89

第8章 51单片机的串行接口101

8.1串行通信基础101

8.1.1同步通信与异步通信101

8.1.2串行通信的传输方向102

8.2 51单片机串行接口的结构103

8.3串行接口相关特殊功能控制寄存器104

8.3.1串行接口控制寄存器104

8.3.2特殊功能寄存器105

8.3.3中断使能特殊功能寄存器105

8.3.4中断优先级特殊功能寄存器106

8.4串行接口的4种工作方式106

8.4.1工作方式0106

8.4.2工作方式1106

8.4.3工作方式2和工作方式3106

8.5波特率的设定方法108

8.5.1波特率的定义108

8.5.2波特率的计算108

8.6串行接口的电平转换108

8.7多机通信110

8.8串行接口应用编程实例110

第9章 单片机系统的扩展113

9.1单片机系统扩展概述113

9.1.1最小应用系统113

9.1.2单片机扩展总线结构与常用扩展方法113

9.2常用的扩展器件简介114

9.2.1锁存器74LS373114

9.2.2总线驱动器74 LS244和74LS245115

9.2.3 3-8译码器74LS138115

9.3存储器的扩展116

9.4程序存储器的扩展118

9.4.1存储器简介118

9.4.2程序存储器扩展举例118

9.5数据存储器的扩展121

9.5.1数据存储器概述121

9.5.2访问外部数据存储器的读/写操作时序121

9.6程序存储器和数据存储器的综合扩展122

9.7 I/O接口的扩展123

9.7.1 I/O接口扩展概述123

9.7.2 I/O接口扩展常用芯片124

第10章 单片机与输入/输出外部设备的接口电路设计127

10.1单片机与LED数码管的显示电路设计127

10.1.1 LED数码管的结构127

10.1.2 LED数码管静态显示电路的设计与工作原理128

10.1.3 LED数码管动态显示电路的设计与工作原理133

10.2单片机与键盘接口电路设计136

10.2.1键盘的工作原理136

10.2.2独立式键盘电路的设计与工作原理138

10.2.3矩阵式键盘电路的设计与工作原理143

10.3单片机与点阵数码管的显示电路设计151

10.3.1点阵数码管的结构151

10.3.2点阵数码管显示电路设计与工作原理152

10.3.3点阵数码管应用编程153

10.4单片机与液晶显示器的接口155

10.4.1液晶显示器概述155

10.4.2点阵字符型液晶显示模块介绍155

10.4.3单片机与液晶显示器的接口及软件编程159

第11章 单片机的串行扩展技术163

11.1单总线串行扩展164

11.2 SPI总线串行扩展166

11.3 I2C总线串行扩展169

11.3.1 I2C串行总线概述169

11.3.2单片机与I2C总线的接口设计及编程170

第12章 单片机与D/A、A/D转换器的接口177

12.1转换器的主要技术指标177

12.2单片机与D/A转换器的接口178

12.2.1 10位D/A转换器芯片TLC5615的主要功能及特性178

12.2.2 D/A转换器TLC5615的接口设计180

12.3单片机与A/D转换器的接口182

12.3.1 12位逐次逼近型AD574的主要功能及特性182

12.3.2 A/D转换器AD574的接口设计184

12.3.3 16位串行A/D转换器AD7705的主要功能及特性186

12.3.4 A/D转换器AD7705的接口设计188

第13章 单片机应用设计与调试194

13.1单片机应用设计流程194

13.2单片机应用软、硬件设计196

13.2.1单片机应用硬件设计196

13.2.2单片机应用软件设计198

13.2.3典型的单片机应用系统199

13.3单片机应用系统的仿真开发与调试200

13.3.1单片机的系统仿真200

13.3.2仿真机的仿真调试202

13.4单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计203

13.4.1 AT89S51片内看门狗定时器的使用203

13.4.2软件滤波203

13.4.3开关量输入/输出软件抗干扰设计204

13.4.4过程通道干扰的抑制措施——隔离205

13.5单片机应用设计举例206

实战篇211

第14章 基本输出程序设计211

14.1单只发光二极管闪烁211

14.1.1功能要求211

14.1.2硬件电路设计211

14.1.3软件程序设计211

14.2单口双向流水灯213

14.2.1功能要求213

14.2.2硬件电路设计213

14.2.3软件程序设计213

14.3花样灯214

14.3.1功能要求214

14.3.2硬件电路设计214

14.3.3软件程序设计215

14.4单只数码管静态显示1位数字216

14.4.1功能要求216

14.4.2硬件电路设计216

14.4.3软件程序设计217

14.5 4只数码管静态显示4个数字218

14.5.1功能要求218

14.5.2硬件电路设计218

14.5.3软件程序设计218

14.6 4只数码管循环显示4个数字219

14.6.1功能要求219

14.6.2硬件电路设计219

14.6.3软件程序设计219

14.7 4只数码管滚动显示字符串“HELLO”221

14.7.1功能要求221

14.7.2硬件电路设计221

14.7.3软件程序设计221

14.8 2只数码管动态显示0～99计数223

14.8.1功能要求223

14.8.2硬件电路设计223

14.8.3软件程序设计223

14.9 4只数码管动态显示0～9 999计数225

14.9.1功能要求225

14.9.2硬件电路设计225

14.9.3软件程序设计226

第15章 基本输入程序设计229

15.1按键控制LED灯229

15.1.1硬件电路设计229

15.1.2 1个按键控制1位LED闪烁229

15.1.3 1个按键控制8位LED移位230

15.1.4 4个按键控制LED呈4种花样灯显示231

15.2按键控制1位数码管234

15.2.1硬件电路设计234

15.2.2 1个按键控制1位数码管0～9循环显示234

15.2.3 2个按键控制1位数码管加、减显示235

15.3 2个按键控制2位数码管加、减显示236

15.3.1功能要求236

15.3.2硬件电路设计236

15.3.3软件程序设计236

15.4 4×4键盘矩阵控制LED显示238

15.4.1功能要求238

15.4.2硬件电路设计238

15.4.3软件程序设计239

15.5数码管显示4×4键盘矩阵按键键值241

15.5.1功能要求241

15.5.2硬件电路设计241

15.5.3软件程序设计241

第16章 中断系统程序设计244

16.1外部中断0控制LED244

16.1.1功能要求244

16.1.2硬件电路设计244

16.1.3软件程序设计244

16.2外部中断0及外部中断1中断控制LED245

16.2.1功能要求245

16.2.2硬件电路设计246

16.2.3软件程序设计246

16.3定时器/计数器定时控制流水灯248

16.3.1功能要求248

16.3.2硬件电路设计248

16.3.3软件程序设计248

16.4两个定时器的应用249

16.4.1功能要求249

16.4.2硬件电路设计249

16.4.3软件程序设计249

16.5倒计时秒表251

16.5.1功能要求251

16.5.2硬件电路设计251

16.5.3软件程序设计252

16.6用计数器中断实现100以内的按键计数254

16.6.1功能要求254

16.6.2硬件电路设计254

16.6.3软件程序设计254

16.7定时器控制数码管动态显示255

16.7.1功能要求255

16.7.2硬件电路设计255

16.7.3软件程序设计255

16.8甲机通过串行接口控制乙机LED闪烁257

16.8.1功能要求257

16.8.2硬件电路设计257

16.8.3软件程序设计257

第17章 综合应用设计261

17.1 16×64 LED点阵屏花样滚屏显示汉字261

17.1.1功能要求261

17.1.2硬件电路设计261

17.1.3软件程序设计263

17.2 DS18B20多点温度监测系统设计269

17.2.1功能要求269

17.2.2硬件电路设计269

17.2.3软件程序设计272

17.3 SHT11数字温一湿度测量系统设计279

17.3.1功能要求279

17.3.2硬件电路设计279

17.3.3软件程序设计281

17.4直流电机驱动控制287

17.4.1功能要求287

17.4.2硬件电路设计287

17.4.3软件程序设计288

17.5教室人数采集系统292

17.5.1功能要求292

17.5.2硬件电路设计292

17.5.3软件程序设计297

附录1常用C51库函数308

附录2 Proteus元器件库中英文对照表319

附录3 Proteus常用元器件中英文对照表324

参考文献326