單片機原理與應用及C51編程技術（簡體書）

《單片機原理與應用及C51編程技術》以AT89系列單片機為代表機型，全面、詳細地介紹了AT89系列單片機的硬件、軟件及應用技術。全書共分11章，第1、2章介紹了單片機的硬件設計基礎，包括單片機概述和AT89系列單片機的硬件體系結構與原理；第3～5章介紹了單片機的軟件設計基礎，包括指令系統、匯編語言程序設計、c51語言程序設計、C51與匯編語言的混合編程、KeilμVision2開發平臺的使用及使用ProteusISIS進行單片機應用系統虛擬仿真的方法；第6章介紹了AT89系列單片機的內部資源及編程，包括中斷系統、定時／計數器和串行通信；第7、8章介紹了AT89系列單片機存儲器和外圍接口擴展技術；第9章介紹了SPI、I2c和1．wire等串行總線接口技術、常用的串行接口外圍芯片，并通過大量實例介紹了串行總線接口技術的應用；第10、11章介紹了單片機應用系統設計方法和設計實例。《單片機原理與應用及C51編程技術》選材新穎，內容豐富，講解由淺入深、循序漸進，編排順序合理，可讀性好，實用性強，并有豐富的例題及習題。《單片機原理與應用及C51編程技術》可作為電子信息、電氣自動化、計算機以及機電一體化等專業單片機原理及應用課程的教學用書，也可作為職大和電大相關專業的教學用書，還可供相關專業教師及工程技術人員參考。《單片機原理與應用及C51編程技術》配有免費電子課件，歡迎選用《單片機原理與應用及C51編程技術》作教材的老師登錄網站注冊下載或發郵件索取。

《單片機原理與應用及C51編程技術》是普通高等教育“十二五”電氣信息類規劃教材！

前言第1章 單片機概述11.1 單片機的概念及主要特點11.2 單片機的分類及發展趨勢11.2.1 單片機的分類11.2.2 單片機的發展趨勢21.3 常見的主流單片機31.3.1 目前流行的51內核單片機31.3.2 目前流行的非51內核的單片機81.4 單片機的應用領域9習題一10第2章 AT89系列單片機的硬件體系結構112.1 AT89系列單片機概述112.1.1 AT89系列單片機簡介112.1.2 AT89系列單片機的主要性能112.1.3 AT89系列單片機的主要品種112.1.4 AT89系列單片機的型號編碼132.2 AT89系列單片機的結構原理132.2.1 AT89系列單片機的基本組成132.2.2 AT89系列單片機的內部框圖142.2.3 AT89系列單片機的CPU142.3 AT89系列單片機的存儲器結構172.3.1 AT89系列單片機的程序存儲器172.3.2 AT89系列單片機的數據存儲器192.4 AT89系列單片機的引腳功能262.4.1 外部引腳262.4.2 片外總線結構282.5 AT89系列單片機的I/O接口282.5.1 P0口282.5.2 P1口292.5.3 P2口302.5.4 P3口302.6 AT89S系列單片機內部看門狗定時器312.6.1 看門狗定時器簡介312.6.2 看門狗定時器的使用312.7 AT89系列單片機的復位工作方式322.8 AT89系列單片機的低功耗方式332.8.1 空閑工作方式332.8.2 掉電工作方式342.9 AT89系列單片機的時序342.9.1 幾個基本時序單位342.9.2 CPU取指令和執行指令時序35習題二36第3章 單片機的指令系統及匯編語言程序設計383.1 51系列單片機指令系統概述383.2 51系列單片機的尋址方式383.2.1 立即尋址393.2.2 寄存器尋址393.2.3 直接尋址393.2.4 寄存器間接尋址393.2.5 相對尋址403.2.6 變址尋址403.2.7 位尋址413.3 51系列單片機指令系統413.3.1 數據傳送指令413.3.2 算術運算指令443.3.3 邏輯操作指令473.3.4 控制轉移指令493.3.5 位操作指令553.4 51系列單片機匯編語言的語句格式563.5 51系列單片機匯編程序常用偽指令573.5.1 定義起始地址偽指令573.5.2 定義匯編結束偽指令573.5.3 標號賦值偽指令573.5.4 字節定義偽指令583.5.5 字定義偽指令583.5.6 存儲區定義偽指令593.5.7 位定義偽指令593.5.8 內部RAM地址賦值偽指令593.5.9 外部RAM地址賦值偽指令593.6 51系列單片機匯編程序設計方法603.6.1 順序結構程序設計603.6.2 分支結構程序設計603.6.3 循環結構程序設計613.6.4 查表程序設計623.6.5 子程序設計64習題三65第4章 C51程序設計674.1 C51程序設計基礎674.1.1 C51語言特點和程序結構674.1.2 C51的字符集、標識符與關鍵字684.2 C51數據類型694.2.1 字符型704.2.2 整型704.2.3 長整型704.2.4 浮點型704.2.5 位型714.2.6 寄存器型714.3 C51運算量714.3.1 常量714.3.2 變量734.3.3 C51擴展數據類型的變量定義754.3.4 C51絕對地址訪問774.3.5 儲存模式784.4 C51運算符和表達式794.4.1 算術運算符與算術表達式794.4.2 邏輯運算符與邏輯表達式794.4.3 關系運算符與關系表達式804.4.4 位操作運算符與位表達式804.4.5 賦值運算符與賦值表達式814.4.6 逗號運算符與逗號表達式824.5 C51語句824.5.1 if語句824.5.2 switch語句834.5.3 while語句844.5.4 dowhile語句844.5.5 for語句854.5.6 goto語句、break語句和continue語句854.5.7 return語句864.6 C51語言中數組、指針、結構和聯合874.6.1 數組874.6.2 指針884.6.3 結構894.6.4 聯合904.6.5 枚舉914.7 函數、庫函數和預處理命令914.7.1 函數的定義914.7.2 函數的調用和聲明924.7.3 中斷函數934.7.4 庫函數944.7.5 預處理命令974.8 C51程序設計974.8.1 數值運算程序設計984.8.2 硬件接口程序設計994.9 C51語言和匯編語言混合編程1014.9.1 在C51語言中嵌入匯編語言1014.9.2 C51語言和匯編語言程序參數的傳遞1024.9.3 帶參數傳遞的匯編語言調用程序實例103習題四104第5章 單片機應用系統的開發環境及仿真軟件簡介1065.1 KeilC51集成開發環境1065.1.1 KeilC51的工作環境1065.1.2 工程的創建1085.1.3 工程的設置1095.1.4 工程的調試運行1105.1.5 存儲空間資源的查看和修改1125.1.6 變量的查看和修改1135.2 單片機硬件仿真開發工具Proteus1145.2.1 ProteusISIS的功能簡介1145.2.2 ProteusISIS的用戶界面1145.2.3 ProteusISIS的單片機系統仿真1165.2.4 ProteusISIS與KeilC51的聯合使用119習題五121第6章 AT89系列單片機的內部資源及應用1226.1 AT89系列單片機的并行口及其應用1226.2 AT89系列單片機的中斷系統1246.2.1 中斷的基本概念1246.2.2 AT89系列單片機的中斷系統1256.2.3 外部事件中斷及應用1306.3 AT89系列單片機定時/計數器1366.3.1 定時/計數器的一般結構和工作原理1376.3.2 定時/計數器T0、T1功能和使用方法1376.3.3 定時/計數器的初始化編程及應用1456.3.4 AT89S系列單片機看門狗定時器的編程方法1496.4 AT89系列單片機的串行接口及串行通信1506.4.1 串行口的基本通信方式1506.4.2 單片機串行口及控制寄存器1516.4.3 單片機串行通信工作方式1526.4.4 單片機串行口的初始化編程及波特率設置1556.4.5 RS.232C串行口標準1576.4.6 RS.422、RS.485標準串行總線接口1596.4.7 串行通信應用舉例160習題六172第7章 AT89系列單片機存儲器的擴展1747.1 總線擴展及地址分配1747.1.1 系統總線1747.1.2 總線擴展1757.1.3 地址分配1757.2 AT89系列單片機外部存儲器的擴展1787.2.1 外部存儲器擴展的方法1787.2.2 程序存儲器的擴展1787.2.3 數據存儲器的擴展1807.2.4 程序存儲器和數據存儲器的綜合擴展182習題七184第8章 AT89系列單片機的接口擴展技術1868.1 I/O接口的擴展技術1868.1.1 I/O接口的功能1868.1.2 I/O端口的編址1868.1.3 I/O接口數據的傳送方式1878.1.4 簡單I/O接口的擴展1888.1.5 可編程序8255A的并行I/O擴展1898.2 鍵盤及其與單片機的接口技術1968.2.1 鍵盤的工作原理1968.2.2 獨立式按鍵與單片機的接口1978.2.3 矩陣式鍵盤與單片機的接口1998.3 LED顯示器及其與單片機的接口技術2048.3.1 LED顯示器的結構與原理2048.3.2 LED顯示器的譯碼方式2058.3.3 LED顯示器的顯示方式2068.3.4 LED顯示器與單片機的接口2068.4 LCD顯示器及其接口技術2098.4.1 LCD顯示器的分類2098.4.2 LCD模塊的引腳2108.4.3 寄存器選擇及顯示器地址2118.4.4 LCM控制指令2118.4.5 AT89單片機與LCD模塊的接口2128.5 A/D、D/A轉換器及其與單片機的接口技術2158.5.1 模/數（A/D）轉換接口2158.5.2 數/模(D/A)轉換接口220習題八224第9章 串行總線接口技術2269.1 SPI串行總線接口技術2269.1.1 SPI串行總線簡介2269.1.2 SPI串行接口A/D轉換器TLC549及其軟硬件設計2269.1.3 SPI串行接口D/A轉換器TLC5615及其軟硬件設計2319.2 I2C總線接口技術2369.2.1 I2C總線簡介2369.2.2 用I/O口模擬I2C總線操作子程序2389.2.3 24Cxx系列E2PROM芯片及其與單片機的接口2459.2.4 數碼管動態顯示驅動、鍵盤掃描管理芯片ZLG7290B及與單片機接口2489.3 單總線(1Wire)接口2609.3.1 1Wire簡介2609.3.2 DS18B20簡介2609.3.3 DS18B20的讀寫時序2629.3.4 DS18B20的操作流程及指令說明2669.3.5 電子溫度計的設計267習題九272第10章 單片機應用系統設計方法27410.1 單片機典型應用系統組成27410.2 單片機典型應用系統開發過程27410.2.1 確定任務27410.2.2 總體設計27510.2.3 系統硬件設計27610.2.4 系統軟件設計27810.2.5 軟硬件系統聯機調試28010.2.6 性能測定28110.2.7 生成正式產品281習題十282第11章 單片機應用系統設計實例28311.1 簡易數字頻率計的設計28311.1.1 設計要求28311.1.2 總體方案28311.1.3 系統硬件設計28311.1.4 系統軟件設計28411.2 壓力測量系統的設計28911.2.1 設計要求28911.2.2 總體方案28911.2.3 系統硬件設計29011.2.4 系統軟件設計292習題十一297附錄A 51系列單片機指令表298附錄B C51常見的庫函數303參考文獻310

第3章 單片機的指令系統及匯編語言程序設計第2章介紹了AT89系列單片機的硬件結構，但是，光有硬件單片機是不可能工作的，還需要有相應的軟件配合。單片機的軟件就是利用其指令系統所編寫的程序。可以利用單片機的指令直接編寫程序。用這種方式編寫的程序稱為手編程序。這種用機器語言編寫的程序，單片機可以直接執行。但直接用機器語言編寫程序是一件很煩瑣的工作，需要耗費大量的人力和時間，而且又容易出錯，糾錯也非常困難。為了編寫程序方便和提高效率，人們用一些約定的文字、符號和數字按規定的格式來表示各種不同的指令，然後再用這些約定符號表示的指令來編寫程序，這就是匯編語言。使用匯編語言編寫的程序稱為匯編程序。匯編程序編寫比直接使用機器語言方便得多，但是匯編語言程序需要進行翻譯（也就是匯編），單片機才能執行。因為AT89系列單片機指令系統與51系列單片機指令系統完全兼容，所以本章以51系列單片機為例介紹其指令系統和匯編語言程序設計方法。3.1 51系列單片機指令系統概述指令就是要計算機執行某種操作的命令，每一條指令可完成一個獨立的算術或邏輯運算。一臺計算機中所有指令的集合，稱為這臺計算機的指令系統。指令通常由操作碼字段和操作數地址碼字段組成。操作碼字段表征指令的操作特性與功能，而地址碼字段通常指定參與操作的操作數的地址。一條指令的結構用如下形式表示：操作碼字段OP地址碼字段A在51單片機中的指令系統中，有單字節、雙字節、三字節等不同長度的指令。單字節指令只有1字節，操作碼和操作數都在這個字節中。在單字節指令中，一部分指令的操作數是默認的，不需要在指令中指出；另一部分指令的操作數在寄存器中。因為51單片機的寄存器組有8個寄存器，所以只需要3位編碼。這些操作數編碼可以和操作碼一起存放在1字節中。51單片機的指令系統共有單字節指令49條。雙字節指令包括2字節，其中第一個字節是操作碼，第二個字節是操作數。例如：立即數加法指令ADDA，#data。其中data表示一個8位的立即數，需要1字節。51指令系統共有雙字節指令45條。三字節指令中，操作碼占1字節，操作占2字節，其中操作既可能是數據，也可能是地址。例如：邏輯或操作指令ORLdirect，#data，直接尋址單元與立即數進行與操作。其中di-rect是一個直接地址，需要1字節，data是一個立即數，需要1字節，加上操作碼共需3字節。51指令系統共有三字節指令45條。