本书以80C51为代表介绍51单片机的工作原理与应用实例。书中采用C51语言和汇编语言编程,其中C51语言作为主要编程语言,汇编语言作为辅助编程语言,以此为单片机的程序开发打下更加坚实的基础;内容编排采用理论与应用实例紧密衔接的做法,解决了教材内容在理论与应用之间存在较大时间差的问题;采用Proteus v8实现了以前要用Proteus v7+Keil两个软件才能进行的C51程序开发,简化了教材内容,降低了学习难度;坚持学以致用的原则,书中所选的应用实例都具有较强的应用背景,其中第9章的综合应用实例——智能仪器设计与PCB布版更加突出了“从概念到产品”的教学理念。本书保持了方便读者学习的传统做法。每章都有内容概述、本章小结、思考与练习,书末附有教学实验。本书的实例都可进行仿真运行,确保程序正确无误。在手机版和电脑版的双系统课程网站(http://51mcu.cn/dpj5/)中提供教学PPT、仿真实例资料、教学实验指南、实例仿真视频、思考与练习答案、思维导图和软件用法阅读材料。本书的C51语言不是从零基础开始的,仅适合于具有一定C语言基础的读者。本书可作为高等工科院校机械类、电气类、电

第1章 单片机基础知识概述1 1.1 单片机概述1 1.1.1 单片机的基本概念1 1.1.2 单片机的应用领域2 1.1.3 主流单片机及其特点3 1.1.4 单片机发展趋势5 1.1.5 关于学习单片机8 1.2 单片机预备知识9 1.2.1 数制及其转换9 1.2.2 有符号数11 1.2.3 位、字节和字11 1.2.4 BCD码12 1.2.5 ASCII码12 1.2.6 基本逻辑门电路13 1.3 Proteus软件简介14 本章小结17 思考与练习118 第2章 MCS-51单片机的结构组成20 2.1 单片机的基本结构20 2.1.1 MCS-51单片机的内部结构20 2.1.2 MCS-51外部引脚及其功能22 2.2 单片机的存储器结构24 2.2.1 存储器划分方法24 2.2.2 程序存储器25 2.2.3 数据存储器26 2.3 单片机的复位与时序28 2.3.1 单片机的复位28 2.3.2 单片机的时序29 2.4 单片机并行I/O口32 2.4.1 P1口32 2.4.2 P3口33 2.4.3 P0口34 2.4.4 P2口35 2.5 绘制Proteus原理图35 2.5.1 创建新工程36 2.5.2 原理图绘图界面36 2.5.3 绘图基本方法38 2.5.4 Proteus绘图实例39 本章小结41 思考与练习241 第3章 汇编语言及仿真设计基础44 3.1 汇编语言概述44 3.1.1 汇编指令格式44 3.1.2 描述操作数的简记符号45 3.2 MCS-51指令系统简介46 3.2.1 数据传送与交换类指令46 3.2.2 算术运算类指令50 3.2.3 逻辑运算及移位类指令52 3.2.4 控制转移类指令55 3.2.5 寻址方法汇总58 3.2.6 伪指令59 3.3 汇编程序仿真设计基础60 3.3.1 汇编程序设计步骤60 3.3.2 汇编程序编译方法61 3.3.3 汇编程序应用举例66 本章小结70 思考与练习370 第4章 C51语言及通用I/O口应用73 4.1 C51的程序结构73 4.1.1 C51语言概述73 4.1.2 C51的程序结构74 4.2 C51的数据结构75 4.2.1 C51变量75 4.2.2 C51指针80 4.3 C51与汇编语言的混合编程81 4.3.1 在C51程序中调用汇编程序82 4.3.2 在C51程序中嵌入汇编代码83 4.4 C51仿真开发方法85 4.4.1 C51程序编译85 4.4.2 C51仿真调试88 4.5 通用I/O口方式的简单应用93 4.5.1 基本输入/输出设备与应用93 4.5.2 数码管原理与静态显示应用98 4.6 通用I/O口方式的进阶应用103 4.6.1 数码管动态显示原理与应用103 4.6.2 行列式键盘原理与应用105 本章小结111 思考与练习4112 第5章 单片机的中断系统115 5.1 中断的概念115 5.2 中断控制系统118 5.2.1 中断系统结构118 5.2.2 中断的控制120 5.3 中断控制过程123 5.4 中断编程和应用实例125 5.4.1 中断应用实例125 5.4.2 扩充外部中断源132 本章小结135 思考与练习5135 第6章 单片机的定时/计数器138 6.1 定时/计数器的工作原理138 6.1.1 基本原理138 6.1.2 结构组成139 6.2 定时/计数器的控制140 6.2.1 TMOD寄存器140 6.2.2 TCON寄存器141 6.3 定时/计数器的工作方式142 6.3.1 方式1142 6.3.2 方式2145 6.3.3 方式0147 6.3.4 方式3149 6.4 定时/计数器的应用实例149 本章小结156 思考与练习6156 第7章 单片机的串行口159 7.1 串行通信概念159 7.2 MCS-51的串行口控制器161 7.2.1 串行口内部结构161 7.2.2 串行口控制寄存器162 7.3 串行口工作方式0及其应用164 7.4 串行口工作方式1及其应用166 7.5 串行口工作方式2及其应用170 7.6 串行口工作方式3及其应用173 本章小结177 思考与练习7178 第8章 单片机的外围接口技术181 8.1 51单片机的三总线结构181 8.1.1 片外三总线形式181 8.1.2 地址锁存器的原理与接口182 8.2 简单并行扩展的原理与接口应用184 8.2.1 访问扩展接口的软件方法184 8.2.2 利用74273扩展并行输出口185 8.2.3 利用74244扩展并行输入口187 8.3 D/A转换器的原理与接口应用190 8.3.1 DAC0832的工作原理190 8.3.2 DAC0832的应用实例192 8.4 A/D转换器的原理与接口应用195 8.4.1 ADC0809的工作原理195 8.4.2 ADC0809的应用实例196 8.5 开关量驱动原理与接口应用199 8.5.1 驱动接口方式199 8.5.2 驱动接口的应用实例202 8.6 液晶显示模块的原理与接口应用207 8.6.1 LM1602模块的工作原理207 8.6.2 LM1602模块的应用实例209 8.7 串行扩展单元的原理与接口应用212 8.7.1 串行A/D转换器MAX124X212 8.7.2 串行D/A转换器LTC145X216 8.7.3 串并转换器74HC595218 8.7.4 I2C总线E2PROM存储器AT24CXX221 8.7.5 串行日历时钟DS1302229 本章小结235 思考与练习8236 第9章 单片机应用系统开发239 9.1 单片机系统设计开发过程239 9.1.1 单片机典型应用系统239 9.1.2 单片机应用系统的开发过程240 9.2 单片机系统可靠性技术244 9.2.1 硬件抗干扰技术概述245 9.2.2 软件抗干扰技术概述245 9.3 单片机综合应用实例——智能仪器246 9.3.1 功能概述246 9.3.2 硬件电路设计247 9.3.3 软件系统设计248 9.3.4 仿真开发过程251 9.4 智能仪器的PCB布版实例257 9.4.1 PCB布版准备257 9.4.2 PCB布版结果259 本章小结261 思考与练习9261 附录A 教学实验264 实验1 绘制电路原理图264 实验2 指示灯开关控制265 实验3 LED循环控制267 实验4 数码管的中断控制268 实验5 数字秒表显示器269 实验6 双机串行通信270 实验7 模数转换电压表271 实验8 数字电压表的PCB设计274 参考文献276