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第一篇 原理篇3

第1章 微型计算机基础3

1.1 计算机综述3

1.1.1 计算机的发明和发展3

1.1.2 计算机的种类和用途4

1.2 数值与逻辑代数基础4

1.2.1 数据表示法5

1.2.2 各种进制之间的数值转换6

1.2.3 非数值型数据的二进制表示8

1.2.4 二进制数的逻辑运算和算术运算11

1.3 数字电路基础15

1.3.1 基础逻辑门电路16

1.3.2 复合逻辑运算电路16

1.3.3 全加器电路17

1.3.4 触发器电路17

1.3.5 寄存器电路18

1.3.6 计数器电路18

1.3.7 编码器电路18

1.3.8 译码器电路19

1.4 习题20

第2章 数据存储器21

2.1 二进制数据存储体21

2.1.1 存储器类型21

2.1.2 二进制数据的存储形式22

2.2 半导体存储器22

2.2.1 RAM存储单元23

2.2.2 ROM存储单元25

2.2.3 半导体存储器的组成29

2.3 磁存储器31

2.3.1 磁存储器记录数据原理32

2.3.2 磁存储器的组成33

2.4 光存储器34

2.4.1 光存储器记录数据原理34

2.4.2 光存储器的组成37

2.5 习题38

第3章 计算机CPU组成电路40

3.1 CPU内部寄存器40

3.2 CPU运算器41

3.2.1 加法器电路42

3.2.2 乘法器电路45

3.2.3 除法器电路46

3.2.4 浮点运算单元50

3.3 控制器52

3.3.1 可编程顺序、分支、循环控制器52

3.3.2 CPU控制器55

3.3.3 CPU控制器执行指令流程58

3.4 CPU内部结构59

3.4.1 CP 内部结构图59

3.4.2 CPU内部总线59

3.4.3 CPU内部Cache60

3.5 CPU正常工作的基础外围电路61

3.5.1 时钟脉冲电路61

3.5.2 复位电路61

3.6 计算机体系结构62

3.6.1 冯·诺依曼体系结构62

3.6.2 哈佛体系结构63

3.7 习题64

第4章 计算机总线65

4.1 总线概述65

4.1.1 总线的组成66

4.1.2 总线的连接66

4.1.3 总线的分类66

4.1.4 总线的特性67

4.1.5 总线的应用67

4.1.6 数据的传输68

4.1.7 总线的指标68

4.2 总线仲裁69

4.2.1 集中式仲裁69

4.2.2 分布式仲裁71

4.3 总线通信方式72

4.3.1 同步通信方式72

4.3.2 异步通信方式72

4.4 常用总线简介73

4.4.1 CPU总线73

4.4.2 PCI总线74

4.4.3 USB总线76

4.4.4 I2C总线78

4.4.5 SPI总线80

4.5 习题81

第5章 计算机指令系统82

5.1 指令系统82

5.1.1 指令的性能82

5.1.2 指令的格式83

5.1.3 指令的分类84

5.1.4 指令助记符85

5.2 指令执行流程86

5.2.1 指令的存储86

5.2.2 指令的执行87

5.3 寻址方式88

5.3.1 有效地址和形式地址88

5.3.2 常见的寻址方式89

5.4 CISC和RISC的基本概念92

5.4.1 CISC92

5.4.2 RISC93

5.4.3 CISC和RISC的比较93

5.5 习题94

第6章 基础输入／输出系统95

6.1 输入／输出接口95

6.1.1 可编程输入／输出接口95

6.1.2 输入／输出接口寻址96

6.1.3 CPU标准配置接口97

6.1.4 输入／输出方式97

6.2 并行接口100

6.3 中断接口101

6.3.1 中断概念101

6.3.2 中断机制101

6.3.3 可编程中断I/O接口104

6.4 定时器／计数器接口105

6.5 串行接口106

6.5.1 串行数据传输——RS232标准106

6.5.2 可编程串行通信I/O接口109

6.6 习题110

第二篇 应用篇113

第7章 Intel51微型机硬件系统113

7.1 Intel51系列微型计算机113

7.2 Intel51微型机CPU113

7.2.1 寄存器114

7.2.2 运算器115

7.2.3 控制器115

7.3 Intel51微型机存储器结构118

7.3.1 Intel51系统存储空间分配118

7.3.2 随机存储器RAM119

7.3.3 只读存储器ROM121

7.3.4 Intel51系统存储空间名称122

7.4 Intel51微型机外部信号线定义123

7.5 Intel51微型机应用系统125

7.5.1 最小工作系统125

7.5.2 扩展应用系统127

7.6 习题131

第8章 Intel51微型机指令系统132

8.1 Intel51系列微型机CPU指令系统132

8.1.1 指令的格式132

8.1.2 指令操作码助记符以及操作数表示符号133

8.1.3 寻址方式133

8.2 数据传送类指令134

8.2.1 数据传送指令134

8.2.2 数据传送指令详解135

8.3 算术运算类指令140

8.3.1 算术运算指令140

8.3.2 算术运算指令详解141

8.4 逻辑运算类指令145

8.4.1 逻辑运算指令145

8.4.2 逻辑运算指令详解146

8.5 控制转移类指令149

8.5.1 控制转移指令149

8.5.2 控制转移指令详解150

8.6 位操作、位控制转移类指令155

8.6.1 位操作、位控制转移指令155

8.6.2 位操作、位控制转移指令详解156

8.7 伪指令159

8.7.1 伪指令助记符及其功能159

8.7.2 伪指令详解159

8.8 指令程序161

8.8.1 指令源代码程序格式161

8.8.2 指令源代码程序设计161

8.8.3 源代码程序的编译162

8.8.4 源代码程序设计示例163

8.9 习题165

第9章 Intel51微型机并行接口应用166

9.1 并行接口的工作原理166

9.1.1 P0可编程输入／输出接口166

9.1.2 P1可编程输入／输出接口170

9.1.3 P2可编程输入／输出接口170

9.1.4 P3可编程输入／输出接口171

9.1.5 并口可编程寄存器的编址172

9.2 并行接口应用设计172

9.2.1 单一端口输出方波信号173

9.2.2 交通灯控制应用设计174

9.2.3 跑马灯控制应用设计175

9.2.4 简单键盘输入应用设计176

9.2.5 8段数码管LED显示设计179

9.3 习题183

第10章 Intel51微型机中断应用184

10.1 中断接口的工作原理184

10.1.1 Intel51微型机中断管理流程184

10.1.2 Intel51微型机的中断源184

10.1.3 可编程中断接口的结构185

10.1.4 中断接口可操作寄存器的定义185

10.1.5 中断接口可编程寄存器的编址189

10.1.6 CPU响应中断请求189

10.1.7 中断服务程序框架192

10.2 中断接口应用设计193

10.2.1 外部中断系统硬件设计193

10.2.2 外部中断服务程序设计194

10.2.3 外部中断应用实例197

10.3 习题200

第11章 Intel51微型机定时器／计数器应用201

11.1 定时器T／计数器C接口的工作原理201

11.1.1 定时器T／计数器C逻辑电路201

11.1.2 定时器T／计数器C接口可操作寄存器的定义202

11.1.3 定时器T／计数器C接口可编程寄存器的编址205

11.1.4 计数器的4种工作模式206

11.1.5 CPU对定时器T／计数器C接口的管理209

11.2 定时器T／计数器C接口应用设计210

11.2.1 计数器应用设计210

11.2.2 定时器应用设计213

11.3 习题221

第12章 Intel51微型机串行接口应用222

12.1 串行通信接口的工作原理222

12.1.1 可编程串行通信接口逻辑电路222

12.1.2 串行通信接口可操作寄存器的定义223

12.1.3 串行通信接口可编程寄存器的编址225

12.1.4 串行通信接口的4种工作模式225

12.1.5 CPU对串行通信接口的管理229

12.2 串行通信接口应用设计231

12.2.1 串行通信硬件设计231

12.2.2 串行通信程序设计233

12.3 习题238

第三篇 实战篇241

第13章 电子系统硬件电路的设计241

13.1 电子线路硬件设计综述241

13.1.1 电路系统硬件设计原则241

13.1.2 硬件设计注意事项241

13.1.3 Proteus简介242

13.1.4 使用Proteus设计电子产品流程242

13.2 硬件原理图设计ISIS243

13.2.1 ISIS主要功能简介243

13.2.2 硬件电路设计与模拟仿真251

13.3 PCB印刷电路板设计ARES254

13.3.1 元器件的封装254

13.3.2 PCB印刷电路板自动设计ARES256

13.4 习题262

第14章 C51语言程序设计264

14.1 C51语言编程概述264

14.1.1 C51程序设计特点264

14.1.2 C51编程规范264

14.1.3 C51程序编译环境265

14.2 C51语言的标识符和关键字265

14.2.1 C51标识符265

14.2.2 C51关键字266

14.3 C51数据类型268

14.3.1 C51基础数据类型值域空间（范围）268

14.3.2 C51声明常量269

14.3.3 C51定义变量269

14.3.4 C51扩展数据类型270

14.4 C51运算符和表达式271

14.4.1 C51运算符272

14.4.2 C51表达式272

14.5 C51程序流控制语句273

14.5.1 分支结构语句273

14.5.2 循环结构语句275

14.5.3 辅助流控制语句276

14.6 C51函数277

14.6.1 普通函数277

14.6.2 main（）函数278

14.6.3 中断函数279

14.6.4 C51函数库279

14.7 C51程序示例280

14.7.1 C51语言音乐演奏程序示例280

14.7.2 C51语言与汇编语言混合编程282

14.8 习题283

第15章 微型机系统软件开发与调试284

15.1 Keil开发环境简介284

15.1.1 Keil开发环境主要功能284

15.1.2 Keil开发应用程序流程284

15.1.3 Keil开发环境界面284

15.2 在Keil环境中开发应用程序285

15.2.1 在Keil环境中创建工程项目285

15.2.2 在Keil环境中编译工程项目287

15.3 在Keil环境中调试运行290

15.3.1 Keil环境调试前的设置290

15.3.2 Keil环境调试主界面290

15.3.3 Keil环境调试操作291

15.3.4 Keil环境调试窗口292

15.3.5 Keil调试环境中设置断点295

15.3.6 Keil调试环境中可编程接口设备295

15.4 习题297

第16章 微型机系统模拟仿真与ISP技术298

16.1 微型机系统在Proteus环境中模拟仿真298

16.1.1 在Proteus中模拟仿真前的准备工作298

16.1.2 启动并操作Proteus模拟仿真301

16.1.3 Proteus模拟仿真调试窗口302

16.2 微型机系统在Proteus与Keil联合环境中模拟仿真304

16.2.1 设置Proteus远程控制模拟仿真304

16.2.2 配置Keil软件开发环境305

16.2.3 设置并启动Keil环境远程调试305

16.2.4 打开Keil环境远程调试观察窗口306

16.3 使用ISP技术组装微型机系统307

16.3.1 ISP技术实现过程307

16.3.2 实现ISP的硬件条件308

16.3.3 实现ISP的操作流程309

16.4 习题310

第17章 微型机简易操作系统311

17.1 微型机多任务管理机制311

17.1.1 微型机CPU顺序循环执行任务311

17.1.2 微型机CPU按时间片切换执行任务312

17.1.3 紧急任务的实时性处理313

17.2 汇编语言实现微型机多任务管理314

17.2.1 CPU顺序循环执行多任务模式的管理314

17.2.2 CPU按时间片执行多任务模式的管理315

17.3 C51语言实现微型机多任务管理317

17.3.1 C51语言按时间片调度管理多任务示例317

17.3.2 C51语言按时间片调度管理多任务程序解析320

17.4 RTX51多任务实时操作系统322

17.4.1 RTX51简介322

17.4.2 在Keil环境使用RTX51的设置323

17.4.3 RTX51中主要函数324

17.4.4 使用RTX51编写应用程序规则326

17.4.5 多任务在RTX51系统中的解析328

17.5 习题331

第18章 微型机系统外围基础应用332

18.1 借助USB通道实现RS232通信332

18.2 死机监控电路334

18.3 矩阵键盘335

18.4 LCD显示338

18.4.1 LCD1602液晶显示屏简介338

18.4.2 LCD1602显示屏的连接与控制340

18.5 EEPROM数据存储器343

18.5.1 24C02存储器简介343

18.5.2 24C02存储器的连接与管理344

18.6 数／模（D/A）转换348

18.6.1 D/A转换器原理简介348

18.6.2 A/D、D/A转换芯片PCF8591348

18.6.3 D/A电路连接与管理352

18.7 模／数（A/D）转换353

18.7.1 A/D转换器原理简介354

18.7.2 A/D电路连接与管理355

18.7.3 传感器简介357

18.8 IAP技术应用358

18.9 习题360

附录 各章习题解题提示361