單片機原理與應用

本書以教育部頒發的電子與信息技術類專業《單片機原理與應用》課程教學大綱為依據，以增強型MCS-51單片機原理及其應用為主線，系統地介紹了增強型MCS-51系列（包括8XC5X、8XC5XX2、P89C51RX、P 89C6XX2系列）單片機的內部結構、指令系統、資源及擴展、介面技術、單片機應用系統的硬體結構、開發過程及手段。本書盡量避免過多地介紹程序設計方法和技巧，著重介紹系統硬體連接、調試技巧，注重典型性和代表性，以期達到舉一反三的效果，內容力求新穎、全面、實用。

第1章 基礎知識（1）

1.1 數制（1）

1.1.1 二進位（1）

1.1.2 二進位與十進位之間的轉換（2）

1.1.3 十六進位（3）

1.1.4 二進位數與十六進位數之間的轉換（3）

1.1.5 二進位數和十六進位數的運算（5）

1.2 碼制（6）

1.2.1 英文字元的表示方法——ASCⅡ碼（6）

1.2.2 BCD碼（二進位編碼的十進位數） （7）

1.2.3 計算機中帶符號數的表示方法（8）

1.3 對計算機的基本認識（9）

1.3.1 計算機系統的工作過程及其內部結構（12）

1.3.2 指令及其指令系統（16）

1.4 定址方式（23）

1.5 單片機及其發展概況（27）

1.5.1 單片機及其特點（27）

1.5.2 單片機技術現狀及發展趨勢（28）

1.5.3 增強型MCS-51單片機晶元特徵及主流（32）

習題1 （35）

第2章 增強型MCS-51單片機結構（37）

2.1 內部結構和引腳功能（40）

2.1.1 內部結構（40）

2.1.2 引腳功能（41）

2.2 輸入/輸出（I/O）口（46）

2.2.1 P1口內部結構及使用（46）

2.2.2 P0口內部結構及使用（47）

2.2.3 P2口內部結構及使用（48）

2.2.4 P3口內部結構及使用（49）

2.2.5 I/O口負載能力（49）

2.2.6 讀鎖存器和讀引腳指令（50）

2.3 存儲器系統（51）

2.3.1 程序存儲器（52）

2.3.2 片內數據存儲器（53）

2.3.3 外部數據存儲器（62）

2.4 MCS-51單片機外部存儲器的連接（63）

2.4.1 CPU地址線與存儲器地址線的連接（63）

2.4.2 MCS-51單片機控制系統中程序存儲器的連接（66）

2.4.3 數據存儲器的連接（68）

2.5 操作時序（72）

2.5.1 對外部程序存儲器的讀操作時序（72）

2.5.2 外部數據存儲器讀寫時序（73）

2.5.3 6時鐘/機器周期模式下的時序（76）

2.6 複位及複位電路（76）

2.6.1 CPU內部複位電路（76）

2.6.2 複位電路（77）

2.7 節電運行狀態和掉電運行狀態（78）

習題2 （80）

第3章 MCS-51單片機指令系統（81）

3.1 MCS-51單片機指令系統（81）

3.1.1 數據傳送指令（82）

3.1.2 算術運算指令（90）

3.1.3 邏輯運算指令（99）

3.1.4 位操作指令（101）

3.1.5 控制及轉移指令（102）

3.2 彙編語言程序設計基礎（108）

3.2.1 彙編語言程序結構（108）

3.2.2 彙編語言程序編輯與執行（116）

3.2.3 對彙編語言程序設計的基本要求（117）

習題3 （120）

第4章 中斷控制、定時/計數器與串列口（122）

4.1 CPU與外設通信方式概述（122）

4.1.1 查詢方式（122）

4.1.2 中斷通信方式（122）

4.2 增強型MCS-51中斷控制系統（124）

4.2.1 中斷源及標誌（124）

4.2.2 中斷控制（125）

4.2.3 中斷響應過程及中斷服務程序入口地址（128）

4.2.4 中斷初始化及中斷服務程序結構（130）

4.2.5 傳統MCS-51外中斷功能的不足與改進（132）

4.3 增強型MCS-51定時/計數器（132）

4.3.1 定時/計數功能概述（132）

4.3.2 定時/計數器T0、T1結構及控制（133）

4.3.3 定時/計數器T2結構及控制（139）

4.3.4 定時/計數器初始化及應用（145）

4.3.5 傳統MCS-51定時/計數器的不足與改進（152）

4.4 串列通信系統（153）

4.4.1 串列通信概念（153）

4.4.2 增強型MCS-51串列通信口控制及初始化（156）

4.4.3 串列口工作方式及應用（160）

4.4.4 幀錯誤檢測及應用（168）

4.4.5 多機通信及地址自動識別技術（171）

4.4.6 RS-232C串列介面標準及應用（174）

習題4 （179）

第5章 MCS-51內核衍生型單片機晶元及應用（180）

5.1 P89C51RX系列單片機概述（180）

5.2 P89C51RX引腳功能（183）

5.3 P89C51RX系列片內存儲器結構（184）

5.3.1 片內程序存儲器（187）

5.3.2 片內數據存儲器（188）

5.4 可編程計數器陣列PCA及應用（189）

5.4.1 PCA結構及控制（189）

5.4.2 PCA模塊初始化步驟（193）

5.4.3 PCA模塊工作模式（193）

5.5 P89C51RX系列中斷控制系統（199）

5.6 硬體看門狗（200）

習題5 （202）

第6章 數字信號輸入/輸出介面電路（203）

6.1 開關信號輸入/輸出方式（203）

6.2 I/O資源及擴展（204）

6.2.1 通過鎖存器、觸發器擴展I/O口（206）

6.2.2 利用串入並出及併入串出晶元擴展I/O口（208）

6.2.3 用8255可編程I/O晶元擴展MCS-51的I/O口（209）

6.2.4 利用8155/8156可編程I/O晶元擴展MCS-51的I/O口（216）

6.2.5 利用CPU擴展I/O （222）

6.3 簡單顯示驅動電路（222）

6.3.1 發光二極體（222）

6.3.2 驅動電路（223）

6.3.3 LED發光二極體顯示狀態及同步（224）

6.4 LED數碼管及其顯示驅動電路（227）

6.4.1 LED數碼管（227）

6.4.2 LED數碼顯示器介面電路（228）

6.4.3 LED點陣顯示器及其介面電路（241）

6.5 鍵盤電路（243）

6.5.1 按鍵結構按鍵電壓波形（243）

6.5.2 鍵盤電路形式（244）

6.5.3 鍵盤按鍵編碼（246）

6.5.4 鍵盤監控方式（247）

6.6 并行介面及應用實例（253）

6.6.1 MCS-51單片機與并行輸入/輸出設備之間的連接（253）

6.6.2 MCS-51單片機與并行印表機之間的連接（254）

6.7 光電耦合器件介面電路（256）

6.8 單片機與繼電器介面電路（258）

習題6 （259）

第7章 單片機應用系統開發（261）

7.1 單片機應用系統開發過程（261）

7.1.1 總體設計（261）

7.1.2 硬體設計（263）

7.1.3 資源分配（266）

7.2 單片機開發工具及選擇（267）

7.2.1 模擬器（268）

7.2.2 其他工具（271）

7.3 系統可靠性設計（271）

7.3.1 硬體可靠性設計（272）

7.3.2 系統自診斷技術（274）

7.3.3 系統抗干擾性能（275）

習題7 （280）