單片機原理及應用系統設計（簡體書）

《單片機原理及應用系統設計》是作者根據多年在單片機教學、教材編寫、項目開發及培訓等方面的經驗編寫而成的。《單片機原理及應用系統設計》針對目前廣泛應用的MCS-51系列AT89S52單片機和最流行的程序設計語言——C語言，以單片機原理講解為基礎，以應用設計為重點，深入淺出、系統全面地介紹了單片機原理及應用系統設計。
《單片機原理及應用系統設計》共八章，內容包括：單片機概述及基本結構、AT89S52單片機的硬件結構、AT89S52單片機指令系統、單片機程序設計語言、C51程序設計語言、單片機系統功能的擴展技術、單片機應用系統開發設計實例及單片機應用實驗。《單片機原理及應用系統設計》具有系統性強、淺顯易懂、容易上手、即學即用等特點。
《單片機原理及應用系統設計》可作為高等院校電子信息工程、通信、電氣工程、自動化、自動控制等電類本科專業教材，也可作為相關工程技術人員的參考用書。

《單片機原理及應用系統設計》：高等學校電子與通信類專業“十一五”規劃教材

單片機以其功能強、體積小、可靠性高、價格低廉等特點，在工業控制、數據采集、智能化儀表、機電一體化、家用電器等領域得到了廣泛的應用，極大地提高了這些領域的技術水平和自動化程度。因此，單片機的開發應用已成為高科技和工程領域的一項重大課題。各高等院校電子與通信類相關專業都將單片機課程列為其教學計劃的重要組成部分。
目前，雖然有關單片機技術的教材比較多，但隨著單片機應用技術日新月異的發展，有的教材內容顯得有些陳舊，所介紹的單片機也已經被淘汰，學生很難再對其進行開發實踐，有的教材實踐性不強，只有原理講解而缺少實際應用方面的內容或這方面內容不系統，學生學完這門課後達不到進行應用系統開發設計的程度。基于以上原因，作者根據多年在單片機教學、項目開發及培訓等方面的經驗編寫了本書。本書針對目前廣泛應用的MCS-51系列中的AT89S52單片機和最流行的程序設計語言-C語言，使用Keil C51集成開發環境，以單片機原理講解為基礎，以應用設計為重點，系統全面地介紹了單片機原理及應用系統設計。同時，還對單片機仿真軟件Proteus進行了介紹，使學生通過對本書的學習，實現從單片機原理-單片機應用系統設計-軟件仿真-硬件實現這樣一個過程，為進一步開發設計打下堅實的基礎。
本書理論聯系實際，易教易學。書中除列舉大量典型事例來闡釋基本理論知識外，還單獨設立了應用系統設計實例，既有利于學生理解和掌握理論知識，又提高了學生動手解決實際問題的能力。
本書第一（1.2、1.3）、二、三章由蘭州交通大學胡亞琦編寫，第四、五章由西北師范大學劉遠聰編寫，第六章由西安工程大學張龍編寫，第七章由西北師范大學劉艷慧編寫，第一（1.1）、八章由蘭州工業高等專科學校翟廣宇編寫，由胡亞琦負責全書的組織編排及統稿工作。在本書編寫過程中，得到了杭州電子工業大學教授尚群立博士、西北師范大學厲樹忠教授的大力幫助，并提出了許多寶貴意見。在此，向他們一并表示衷心的感謝。
本書可作為高等院校電子信息工程、通信、電氣工程、自動化、自動控制等電類本科專業的教材，也可作為相關工程設計人員的參考用書。
由于編者水平所限，書中難免存在疏漏和不妥，懇請廣大讀者批評指正。

第一章 單片機概述及基本結構
1.1 單片機概述
1.1.1 單片機的定義
1.1.2 單片機的發展
1.1.3 單片機的分類
1.1.4 單片機的特點
1.1.5 單片機的應用領域
1.2 51系列單片機的基本結構
1.2.1 內部結構的主要組成部分
1.2.2 單片機的引腳功能
1.2.3 控制器、時鐘電路和基本時序周期
1.2.4 復位狀態及復位電路
1.2.5 省電方式
1.3 AT89系列單片機型號的編碼說明及封裝形式
習題一

第二章 AT89S52單片機的硬件結構
2.1 AT89S52存儲器結構
2.1.1 程序存儲器
2.1.2 片內Flash存儲器操作
2.1.3 數據存儲器
2.1.4 特殊功能寄存器SFR
2.2 并行I／O接口
2.2.1 PO口
2.2.2 P1口
2.2.3 P2口
2.2.4 P3口
2.3 AT89S52的定時／計數器TO、T1和T2
2.3.1 定時／計數器的基本原理
2.3.2 定時／計數器TO／T1的控制與狀態寄存器
2.3.3 TO／T1的四種工作模式
2.3.4 定時／計數器T2的控制與狀態寄存器
2.3.5 T2的工作模式
2.4 AT89S52的中斷系統
2.4.1 中斷的基本概念
2.4.2 中斷源
2.4.3 AT89S52的中斷標志與控制
2.4.4 中斷響應的條件、過程與時間
2.5 AT89S52的串行通信
2.5.1 串行通信概述
2.5.2 RS232C標準總線及通信設計
2.5.3 AT89S52串行通信接口
習題二

第三章 AT89S52單片機指令系統
3.1 單片機指令系統概述
3.1.1 指令、指令系統的概念
3.1.2 單片機指令系統及其指令格式
3.2 尋址方式
3.2.1 立即尋址
3.2.2 寄存器尋址
3.2.3 寄存器間接尋址
3.2.4 直接尋址
3.2.5 基址寄存器加變址寄存器間接尋址
3.2.6 相對尋址
3.2.7 位尋址
3.3 數據傳送類指令
3.3.1 訪問片內數據存儲器的一般數據傳送指令
3.3.2 片內特殊傳送指令
3.3.3 片外數據存儲器數據傳送指令
3.3.4 訪問程序存儲器的數據傳送指令
3.4 算術運算類指令
3.4.1 加、減法指令
3.4.2 十進制調整指令
3.4.3 乘、除法指令
3.5 邏輯運算及移位指令
3.6 控制轉移類指令
3.6.1 無條件轉移指令
3.6.2 條件轉移指令
3.7 子程序調用和返回指令
3.7.1 子程序調用指令
3.7.2 返回指令
3.7.3 空操作指令
3.8 位操作類指令
3.9 匯編程序格式與偽指令
習題三

第四章 單片機程序設計語言
4.1 匯編語言程序設計
4.1.1 匯編語言程序設計步驟
4.1.2 匯編語言程序結構
4.1.3 匯編語言程序設計方法
4.1.4 匯編語言編程規范
4.2 C51語言程序設計
習題四

第五章 C5I程序設計語言
5.1 C51基本語法規則
5.1.1 C51數據類型
5.1.2 常量與變量
5.1.3 運算符與表達式
5.1.4 程序控制語句
5.1.5 函數
5.1.6 指針
5.1.7 構造數據類型
5.1.8 C51位操作及其表達式
5.1.9 自增減運算符、復合運算符及其表達式
5.2 C51程序設計技巧
5.2.1 存取AT89S52單片機特殊功能寄存器
5.2.2 位的控制
5.2.3 中斷子程序的設計
5.2.4 內存應對式I／O
5.2.5 C51程序設計舉例
5.3 匯編語言與C語言的混合編程
5.3.1 C51和A51接口所涉及的幾個主要問題
5.3.2 C51程序中嵌入匯編
5.3.3 C51與匯編函數的相互調用
5.4 C51與匯編語言的對照
5.4.1 實例描述
5.4.2 硬件電路
5.4.3 程序設計
5.4.4 匯編語言編寫的代碼
5.4.5 C語言編寫的代碼
5.4.6 實例小結
5.5 C51程序設計小結
習題五

第六章 單片機系統功能的擴展技術
6.1 系統擴展概述
6.2 總線擴展及地址分配
6.2.1 總線擴展
6.2.2 地址分配
6.3 外部存儲器及其訪問
6.3.1 外部程序存儲器及其訪問
6.3.2 外部數據存儲器及其訪問
6.4 外部程序存儲器擴展
6.4.1 常用EPROM芯片
6.4.2 典型EPROM擴展電路實現
6.5 外部數據存儲器的擴展
6.5.1 RAM(SRAM)的擴展
6.5.2 并行E2PRC)M的擴展
6.6 并行I／O接口的擴展
6.6.1 簡單I／O接口的擴展
6.6.2 可編程8155的并行I／O擴展
6.6.3 8255A可編程并行I／O接口擴展
6.7 A／D和D／A轉換接口的擴展
6.7.1 8位并行A／D轉換器ADC0809的擴展
6.7.2 12位并行A／D轉換器AD574的擴展
6.7.3 8位并行D／A轉換器DAC0832的擴展
6.8 串行總線擴展技術
6.8.1 SPI和I2C串行總線接口
6.8.2 鍵盤／顯示器串行擴展技術
6.8.3 EZPROM串行擴展技術
6.8.4 D／A和A／D轉換器串行擴展技術
6.8.5 串行總線單片機最小系統實驗板
習題六

第七章 單片機應用系統開發設計實例
7.1 匯編源程序的建立與編譯
7.1.1 Proteus中的源程序設計與編譯
7.1.2 KeilμVision中的源程序設計與編譯
7.2 Proteus與單片機電路的交互式仿真與調試
7.2.1 加載目標代碼
7.2.2 單片機系統的Proteus交互仿真
7.2.3 調試菜單與調試窗口
7.2.4 觀察窗口
7.3 I／O口應用
7.3.1 Proteus電路設計
7.3.2 Proteus調試與仿真
7.3.3 總結與提示
7.4 4×4矩陣式鍵盤識別技術
7.4.1 Proteus電路設計
7.4.2 源程序設計
7.4.3 Proteus調試與仿真
7.4.4 總結與提示
7.5 動態掃描顯示
7.5.1 Proteus電路設計
7.5.2 源程序設計
7.5.3 Proteus調試與仿真
7.5.4 總結與提示
7.6 8×8點陣LED顯示
7.6.1 Proteus電路設計
……
第八章 單片機應用實驗
附錄A
附錄B
附錄C
附錄D
附錄E
附錄F
附錄G
參考文獻

與通用微機相比較，單片機在結果、指令設置上均有其獨特之處，其主要特點如下：
（1）單片機的ROM和RAM存儲器是嚴格區分的。ROM稱為程序儲存器，用于存放程序、固定常數及數據表格。RAM則為數據存儲器，用于存放用戶數據。這樣的結構主要是考慮到單片機在控制系統中有較大的程序儲存空間，可把開發成功的程序固化在ROM中，而把少量的隨機數據存放在RAM中。
（2）采用面向控制的指令系統。為滿足控制的需要，單片機有更強的邏輯控制能力及微處理能力。
（3）單片機的I／O引腳通常是多功能的。由于單片機芯片主引腳數目有限，為了解決實際引腳數和需要的信號線的矛盾，采用引腳功能復用的方法。引腳的功能可由指令來設置或由機器狀態來區分。
（4）單片機的外部擴展能力強。在內部的各種功能部分不能滿足應用需求時，均可進行外部擴展（如擴展ROM、RAM、I／O接口、定時器／計數器、中斷系統等），可與許多通用的微機接口芯片兼容，給應用系統設計帶來極大的方便和靈活性。