单片机原理与接口技术：设计与实训

前言

第1章单片机概述1

1.1单片机的基本概念1

1.2单片机的发展历史1

1.3单片机的特点与应用领域2

★1.3.1单片机的特点2

★1.3.2单片机的应用领域3

1.4单片机的发展使用趋势3

1.5MCS系列和STC系列单片机4

★1.5.1MCS-51系列单片机4

★1.5.2STC系列单片机6

★1.5.3其他类型单片机7

★1.5.4单片机开发工具的使用10

1.6单片机中使用的数制与码制19

★1.6.1进位计数制20

★1.6.2进位计数制的相互转换20

★1.6.3单片机的原码、反码和补码21

★1.6.4数码和字符的代码表示23

1.7单片机的存储器24

★1.7.1RAM存储器24

★1.7.2ROM存储器24

第2章MCS-51系列单片机的硬件结构和组成26

2.1MCS-51系列单片机的硬件结构26

★2.1.18051单片机的硬件组成26

★2.1.28051单片机的中央处理器26

★2.1.38051单片机的引脚30

★2.1.48051单片机存储器的结构31

★2.1.58051单片机的I/O接口35

★2.1.68051单片机的最小系统应用37

★2.1.7时钟电路与时序37

★2.1.8复位操作和复位电路41

★2.1.9看门狗定时器42

★2.1.10低功耗节电模式42

2.2AT89系列单片机的结构43

★2.2.1AT89S51单片机简介44

★2.2.2AT89系列单片机Flash的编程和校验46

第3章单片机指令系统与汇编语言程序设计47

3.1单片机指令系统概述 47

★3.1.1MCS-51系列单片机汇编指令的格式48

★3.1.2指令中的符号标识和注释符49

3.280C51单片机寻址方式49

★3.2.1寄存器寻址方式50

★3.2.2直接寻址方式50

★3.2.3寄存器间接寻址方式50

★3.2.4立即寻址方式51

★3.2.5变址间接寻址方式51

★3.2.6相对寻址方式52

★3.2.7位寻址方式53

3.380C51单片机指令系统54

★3.3.1数据传送类指令54

★3.3.2算术运算类指令60

★3.3.3逻辑运算类指令65

★3.3.4控制转移类指令68

★3.3.5位操作类指令75

★3.3.6访问I/O接口指令的使用说明 78

3.480C51汇编语言程序设计79

★3.4.1伪指令79

★3.4.2常见汇编程序设计应用83

★3.4.3汇编语言程序设计举例91

第4章MCS-51系列单片机的中断系统99

4.1单片机中断概述99

★4.1.1中断的基本概念99

★4.1.2中断的作用与功能99

★4.1.3中断系统结构100

4.2中断源类型100

★4.2.1定时中断类101

★4.2.2串行中断类101

★4.2.380C51中断系统101

★4.2.4中断请求触发方式102

4.3中断控制102

★4.3.1中断允许控制寄存器103

★4.3.2中断优先级控制寄存器103

★4.3.3中断的响应104

★4.3.4技术中断的处理106

★4.3.5中断的返回106

★4.3.6中断请求撤除106

★4.3.7中断响应时间107

4.4中断程序设计及举例107

★4.4.1中断初始化程序107

★4.4.2中断服务程序108

★4.4.3中断应用举例109

★4.4.480C51外部中断源扩展110

第5章MCS-51系列单片机的定时/计数器112

5.1定时/计数器的结构及工作原理112

★5.1.1工作方式寄存器TMOD113

★5.1.2控制寄存器TCON114

5.2定时器T0、T1的工作方式115

★5.2.1 方式0（模式0）115

★5.2.2方式1（模式1）116

★5.2.3方式2（模式2）116

★5.2.4方式3（模式3）117

5.3定时/计数器T0、T1的应用举例117

★5.3.1定时/计数器对输入信号的要求117

★5.3.2定时控制、脉宽检测119

★5.3.3电压/频率转换128

5.4定时/计数器T2128

★5.4.1特殊功能寄存器T2MOD128

★5.4.2T2的状态控制寄存器T2CON129

★5.4.3T2的工作方式 130

★5.4.4定时/计数器T2的应用132

第6章I/O接口的扩展应用135

6.1I/O接口的使用135

★6.1.1I/O接口的主要作用135

★6.1.2I/O接口的编址136

★6.1.3I/O接口的数据传送方式136

6.2并行I/O接口扩展137

★6.2.1并行接口的结构137

★6.2.2并行接口的操作137

★6.2.3单片机控制的跑马灯138

★6.2.4I/O接口输入/输出应用140

6.3单片机系统中的键盘接口设计141

★6.3.1键盘接口设计141

★6.3.2矩阵式键盘扫描应用142

6.4单片机系统中的LED数码显示器146

★6.4.1LED数码显示器的结构与原理146

★6.4.2单片机控制单管数码显示器147

★6.4.3秒钟计时数码管显示电路149

6.5单片机系统中的LCD液晶显示器151

★6.5.1字符型液晶显示模块的组成和基本特点151

★6.5.2LCD1602模块接口引脚功能151

★6.5.3LCD液晶显示器应用154

6.6单片机控制点阵模块信息显示156

★6.6.1点阵模块结构与显示原理156

★6.6.2单片机控制点阵模块的应用157

6.7并行I/O接口扩展应用161

★6.7.18×55可编程并行I /O接口扩展161

★6.7.2用74HC系列芯片扩展I/O接口168

★6.7.3数码管接口扩展168

★6.7.4LED点阵显示器接口技术172

6.8D-A和A-D转换接口技术174

★6.8.1DAC0832与MCS-51系列单片机的接口174

★6.8.2ADC0809与MCS-51系列单片机的接口176

6.9串行总线接口技术178

★6.9.1I2C串行总线扩展178

★6.9.2SPI串行总线扩展181

★6.9.31-Wire 单总线扩展184

★6.9.4Microwire总线扩展185

6.10外部存储器扩展186

★6.10.1外部存储器扩展方式186

★6.10.228SF040A并行存储器接口设计187

★6.10.3扩展外部存储器测试电路设计187

第7章MCS-51系列单片机串行通信及其应用190

7.1概述190

★7.1.1串行通信的数据通路形式192

★7.1.2串行通信的传输速率192

7.2MCS51系列单片机的串行通信接口 193

★7.2.1通用的异步接收/发送器UART193

★7.2.2串行接口的控制寄存器SCON193

★7.2.3特殊功能寄存器PCON194

★7.2.4串行接口的工作方式195

★7.2.5波特率设计196

7.3串行通信应用199

★7.3.1RS-232标准串行总线接口及应用200

★7.3.2RS-422、RS-485标准串行总线接口及应用202

★7.3.3移位寄存器方式203

★7.3.4双机、多机通信应用206

★7.3.5单片机与微机的串行通信208

第8章单片机基础知识与应用设计的仿真实例213

8.1基础应用知识213

★8.1.1门铃声213

★8.1.2电动机控制215

★8.1.3花样流水灯217

★8.1.4串行接口通信测试220

8.2接口设计应用实训224

★8.2.1电子琴224

★8.2.2温度测试227

★8.2.3交通灯设计233

★8.2.4数据采集236

★8.2.5作息实时控制241

参考文献248