單片機原理及應用

本書遵照應用型人才培養的目標與要求，詳細介紹了51單片機的基本結構、單片機功能部件（定時/計數器、中斷系統、串列通信）、指令系統、彙編語言程序設計方法、C語言程序設計方法、單片機介面技術、單片機擴展技術、單片機應用系統設計、基於Proteus的單片機模擬技術。另個，還編寫了與本書配套的《單片機原理及應用實驗教程》，可供實驗教學、課程設計、畢業設計參考。

本書注重在應用中學習單片機的理念，書中示例豐富，且配有解題分析、程序流程及模擬，同時提供模擬源代碼下載，以便於初學者自學。

第1章 單片機基礎 1

1.1 單片機簡述 1

1.1.1 單片機定義 1

1.1.2 單片機發展過程 1

1.1.3 單片機發展趨勢 2

1.1.4 單片機生產廠家 3

1.1.5 單片機應用領域 6

1.2 單片機引腳功能和內部邏輯結構 6

1.2.1 單片機外形和引腳功能 6

1.2.2 單片機內部邏輯結構 7

1.2.3 單片機埠結構 8

1.3 單片機存儲器 11

1.3.1 單片機存儲器結構 11

1.3.2 單片機程序存儲器 11

1.3.3 單片機數據存儲器 12

1.3.4 單片機特殊功能寄存器 14

1.4 單片機最小系統 16

1.4.1 單片機最小系統基本配置 16

1.4.2 單片機時鐘電路 17

1.4.3 單片機複位電路 18

1.4.4 單片機工作方式 18

小結 20

思考與練習 21

第2章 單片機指令系統與程序設計方法 22

2.1 單片機定址方式 22

2.1.1 指令格式 22

2.1.2 定址方式 23

2.2 單片機指令系統 26

2.2.1 數據傳送指令 26

2.2.2 算術運算指令 28

2.2.3 邏輯運算指令 31

2.2.4 位操作類指令 33

2.2.5 控制轉移類指令 35

2.3 單片機指令執行過程 37

2.3.1 單片機工作時序 37

2.3.2 指令執行過程 38

2.4 彙編語言程序設計方法 39

2.4.1 彙編語言程序設計概述 39

2.4.2 程序流程設計 42

2.4.3 順序結構程序設計 42

2.4.4 分支結構程序設計 43

2.4.5 循環結構程序設計 50

2.4.6 子程序設計 53

2.5 基於Wave的彙編程序設計實例 55

2.5.1 Wave軟體簡介 55

2.5.2 軟體安裝及設置 55

2.5.3 設計實例 56

小結 57

思考與練習 58

第3章 單片機模擬軟體 60

3.1 Proteus電子設計模擬軟體 60

3.1.1 Proteus操作界面 60

3.1.2 Proteus資源配置 61

3.1.3 Proteus基本操作 64

3.2 Proteus ISIS參數設置 66

3.2.1 編輯環境參數設置 66

3.2.2 系統參數設置 66

3.3 基於Proteus的電路設計 67

3.3.1 設計流程 67

3.3.2 設計實例 68

3.4 基於Proteus的電路模擬 70

3.4.1 互動式模擬 70

3.4.2 圖表模擬 73

小結 73

思考與練習 74

第4章 單片機功能部件 75

4.1 中斷系統 75

4.1.1 中斷的基本概念 75

4.1.2 中斷系統結構 76

4.1.3 中斷處理過程 77

4.1.4 與中斷相關的特殊功能寄存器 78

4.1.5 中斷系統程序設計方法 80

4.1.6 外部中斷應用與模擬 82

4.2 單片機定時/計數器 91

4.2.1 定時/數器結構與工作原理 91

4.2.2 與定時/計數相關的特殊功能寄存器 92

4.2.3 定時/計數器工作方式 93

4.2.4 定時/計數器應用與模擬 96

4.3 單片機串列通信 99

4.3.1 串列口結構與工作原理 99

4.3.2 與串列控制相關的特殊功能寄存器 101

4.3.3 串列口工作方式 102

4.3.4 串列口應用與模擬 104

小結 107

思考與練習 107

第5章 單片機介面技術 110

5.1 單片機顯示介面技術 110

5.1.1 LED顯示介面技術 110

5.1.2 基於單片機LCD字元顯示介面技術 118

5.1.3 基於單片機的LCD圖形顯示介面技術 127

5.2 單片機鍵盤介面技術 137

5.2.1 獨立式鍵盤與單片機介面技術 137

5.2.2 行列式鍵盤與單片機介面技術 142

5.3 單片機轉換器介面技術 147

5.3.1 A/D轉換器介面技術 148

5.3.2 D/A轉換器介面技術 159

小結 166

思考與練習 166

第6章 單片機擴展技術 168

6.1 單片機存儲器擴展技術 168

6.1.1 單片機存儲器擴展方法 168

6.1.2 存儲器擴展實例 171

6.2 簡單I/O介面擴展技術 172

6.2.1 基於并行晶元的I/O口擴展 172

6.2.2 基於移位寄存器的I/O口擴展 176

6.3 I2C串列匯流排擴展技術 180

6.3.1 I2C串列匯流排 181

6.3.2 I2C串列匯流排操作 182

6.3.3 I2C匯流排串列擴展實例 186

小結 193

思考與練習 194

第7章 C語言在單片機中的應用 196

7.1 C語言程序設計 196

7.1.1 C語言程序設計的特點 196

7.1.2 C語言程序的結構 197

7.1.3 C語言編譯環境 198

7.2 C語言在單片機中的應用 200

7.2.1 C語言在I/O介面控制中的應用 200

7.2.2 C語言在定時/計數器中的應用 209

7.2.3 C語言在外部中斷中的應用 211

7.2.4 C語言在串列通信中的應用 212

7.3 C語言與彙編語言的混合編程 214

7.3.1 混合編程方法 214

7.3.2 混合程序的編譯 220

小結 221

思考與練習 221

第8章 單片機應用系統設計 223

8.1 單片機應用系統研究方法 223

8.1.1 系統方案設計 224

8.1.2 電路設計 225

8.1.3 程序設計 226

8.1.4 系統調試 228

8.2 單片機應用系統抗干擾設計 229

8.2.1 硬體抗干擾措施 229

8.2.2 程序可靠性設計 229

8.3 單片機應用系統設計實例 231

8.3.1 直流電動機PWM調速器設計 231

8.3.2 基於單片機的溫度測量裝置設計 239

8.3.3 基於單片機的信號發生器設計 243

8.3.4 基於單片機的IC卡水表設計 250

小結 259

思考與練習 259

附錄A 51單片機指令表 260

附錄B Proteus常用元器件 264

附錄C C語言函數 266