目 錄

第1章 緒論 1
1．1 計算機的誕生、發展及基本結構 1
1．2 計算機類型劃分 2
1．2．1 通用計算機 2
1．2．2 嵌入式計算機 2
1．3 嵌入式計算機的類別及應用特點 3
1．3．1 嵌入式計算機的類別 3
1．3．2 嵌入式計算機繫統的應用特點 3
1．4 單片微型計算機應用繫統舉例 3
習題與思考題1 5
第2章 微型計算機基礎 6
2．1 計算機中的數、編碼和運算 6
2．1．1 計算機中常用的數制及相互
轉換 6
2．1．2 微型計算機中常用的編碼 7
2．1．3 微型計算機的運算基礎 8
2．2 微型計算機的基本結構 11
2．2．1 存儲器的組成及功能 12
2．2．2 微處理器的結構及工作原理 14
2．2．3 輸入/輸出設備及其接口電路 19
2．2．4 微型計算機的總線連接結構 20
2．3 微型計算機的指令執行過程 22
2．4 微型計算機繫統 24
2．4．1 微型計算機繫統的組成 24
2．4．2 微型計算機繫統的性能指標 26
2．4．3 微型計算機的分類 27
2．5 單片微型計算機概述 27
2．5．1 什麼是單片微型計算機 27
2．5．2 單片機的發展歷史 27
2．5．3 單片機的特點 28
2．5．4 單片機的應用 28
2．5．5 單片機的發展趨勢 29
2．5．6 單片機的主要制造廠商和機型 30
2．5．7 51繫列單片機簡介 30
習題與思考題2 32
第3章 51繫列單片機的硬件結構與
時序 34
3．1 AT89S51單片機的結構概述 34
3．2 AT89S51單片機的外部引腳 35
3．2．1 電源及時鐘引腳 35
3．2．2 控制引腳 36
3．2．3 並行I/O口引腳 36
3．3 AT89S51單片機的CPU 37
3．3．1 運算器 37
3．3．2 控制器 39
3．4 AT89S51單片機存儲器的結構 39
3．4．1 程序存儲器空間 39
3．4．2 數據存儲器空間 40
3．4．3 特殊功能寄存器 41
3．4．4 位地址空間 45
3．5 AT89S51單片機的並行輸入/
輸出接口 45
3．5．1 P0口 46
3．5．2 P1口 47
3．5．3 P2口 47
3．5．4 P3口 48
3．6 AT89S51單片機的時鐘電路與
時序 49
3．6．1 AT89S51單片機的時鐘電路 49
3．6．2 時序與時序定時單位 51
3．6．3 AT89S51指令的取指/執行
時序 52
3．6．4 AT89S51對片外存儲器的操作
時序 53
3．7 復位操作與復位電路 55
3．8 AT89S51單片機的低功耗節電
模式與看門狗定時器 56
3．8．1 空閑模式 57
3．8．2 掉電運行模式 58
3．8．3 掉電和空閑模式下的看門狗定
時器WDT 58
習題與思考題3 58
第4章 51繫列單片機的指令繫統 60
4．1 指令及其格式 60
4．1．1 指令繫統概述 60
4．1．2 指令描述符號的約定 61
4．1．3 機器指令的字節編碼格式 61
4．1．4 符號指令的書寫格式 62
4．2 51繫列單片機的尋址方式 62
4．2．1 立即尋址 62
4．2．2 直接尋址 63
4．2．3 寄存器尋址 63
4．2．4 寄存器間接尋址 64
4．2．5 變址尋址（基址寄存器加變址
寄存器間址尋址） 64
4．2．6 相對尋址方式 65
4．2．7 位尋址方式 65
4．3 51繫列單片機指令繫統分類
介紹 66
4．3．1 數據傳送類指令 66
4．3．2 算術運算類指令 71
4．3．3 邏輯運算與移位指令 77
4．3．4 控制轉移類指令 79
4．3．5 位操作類指令 84
4．3．6 51繫列單片機指令彙總 86
習題與思考題4 89
第5章 51繫列單片機彙編語言程序設
計及仿真調試 91
5．1 彙編語言程序設計基礎 91
5．1．1 機器語言、彙編語言與高級
語言 91
5．1．2 彙編語言的語句和格式 92
5．1．3 偽指令 93
5．1．4 彙編語言源程序的彙編 95
5．1．5 彙編語言程序設計的一般步驟 96
5．2 彙編語言源程序的基本結構 96
5．2．1 順序結構 96
5．2．2 分支結構 97
5．2．3 循環結構 98
5．2．4 子程序 102
5．3 51繫列單片機彙編語言實用
程序設計舉例 105
5．3．1 查表程序設計 105
5．3．2 散轉程序設計 107
5．3．3 碼制轉換程序設計 108
5．3．4 運算程序設計 109
5．4 程序調試與集成開發環境軟件
Keil μVision 110
5．4．1 程序調試概述 110
5．4．2 Keil μVision軟件簡介 110
5．4．3 Keil μVision集成開發環境中
調試單片機彙編語言源程序的
方法 111
習題與思考題5 117
*第6章 單片機的Ｃ語言程序設計 118
6．1 單片機C語言概述 118
6．1．1 采用C51的優點 118
6．1．2 C51的程序框架 118
6．1．3 C51的程序開發過程 119
6．2 C51的數據與運算 120
6．2．1 C51的數據類型 120
6．2．2 C51的數據存儲類型 121
6．2．3 C51數據的存儲器模式 121
6．2．4 C51的指針變量 121
6．2．5 C51對SFR、可尋址位、存
儲器和I/O口的定義 124
6．3 C51的運算符和表達式 126
6．4 C51的基本語句 129
6．4．1 表達式語句 129
6．4．2 復合語句 129
6．4．3 選擇語句 129
6．4．4 循環語句 130
6．5 C51的函數 131
6．5．1 函數的分類 131
6．5．2 C51函數的定義 132
6．5．3 C51函數的調用 133
6．5．4 對被調函數的說明 133
6．5．5 C51的庫函數 133
6．6 C51編程實例 133
6．6．1 C語言程序與彙編語言源程序
的關繫 133
6．6．2 順序程序的設計 135
6．6．3 循環程序的設計 136
6．6．4 分支程序的設計 136
6．7 彙編語言和C語言的混合編程 138
習題與思考題6 139
第7章 51繫列單片機I/O口應用與
軟/硬件繫統模擬調試 140
7．1 AT89S51單片機I/O接口的
應用 140
7．1．1 AT89S51單片機I/O接口的
操作方式 140
7．1．2 I/O接口的應用實例：發光二
極管的控制 141
7．2 軟/硬件繫統的模擬調試與Proteus
軟件 143
7．2．1 Proteus軟件的特點 143
7．2．2 Proteus軟件對於單片機教學的
重要意義 143
7．3 Proteus軟件快速入門 143
7．3．1 Proteus工作界面 144
7．3．2 使用Proteus進行單片機繫統
仿真設計的步驟 146
7．4 應用實例 146
7．4．1 原理圖設計 146
7．4．2 Proteus仿真 149
習題與思考題7 150
第8章 51繫列單片機的中斷繫統 151
8．1 中斷繫統的基本概念 151
8．1．1 中斷的定義和作用 151
8．1．2 中斷的分類 152
8．1．3 中斷繫統的基本結構及功能 152
8．2 AT89S51單片機的中斷繫統 157
8．2．1 AT89S51的中斷請求源和
中斷標志 158
8．2．2 AT89S51對中斷請求的控制 159
8．2．3 AT89S51中斷處理的過程 162
8．3 中斷繫統的程序設計及實例 165
8．3．1 中斷繫統的程序設計 165
8．3．2 中斷繫統程序設計舉例 167
8．4 AT89S51對外部中斷源的擴展 171
8．4．1 采用中斷加查詢法擴展外部
中斷源 171
習題與思考題8 174
第9章 51繫列單片機的定時器/計
數器 176
9．1 定時器/計數器概述 176
9．2 AT89S51單片機定時器/計數器
的結構 176
9．2．1 工作方式控制寄存器TMOD 177
9．2．2 定時器/計數器控制寄存器
TCON 178
9．3 定時器/計數器的4種工作
方式 178
9．3．1 方式0 178
9．3．2 方式1 179
9．3．3 方式2 180
9．3．4 方式3 180
9．4 對外部輸入信號的要求 182
9．5 定時器/計數器的編程和應用 182
9．5．1 定時器/計數器的編程 182
9．5．2 定時器/計數器的應用舉例 183
習題與思考題9 196
第10章 51繫列單片機的串行接口及
其應用 198
10．1 計算機串行通信基礎 198
10．1．1 計算機通信方式的分類 198
10．1．2 串行通信的分類 199
10．1．3 串行通信的制式 201
10．1．4 串行通信中的調制與解調 201
10．1．5 串行通信的校驗 202
10．1．6 串行通信中串行I/O數據的
實現 202
10．2 AT89S51單片機串行口的結
構及工作原理 203
10．2．1 串行口的結構 203
10．2．2 串行口的工作方式 205
10．3 AT89S51單片機串行口的
應用 211
10．3．1 串行通信的編程要點 211
10．3．2 串行口在方式0下的應用 212
10．3．3 串行口在其他方式下的
應用 215
10．4 單片機的主從式多機通信 223
10．5 單片機與PC間的串行通信 224
10．5．1 單片機與PC串行通信的
硬件連接 224
10．5．2 通信協議與通信程序 226
習題與思考題10 227
第11章 51繫列單片機的存儲器擴展 229
11．1 單片機繫統擴展概述 229
11．2 51繫列單片機並行總線構造
和地址鎖存器 230
11．2．1 並行總線的構造 230
11．2．2 外部地址鎖存器 230
11．3 51繫列單片機地址空間分配
和地址譯碼器 231
11．4 程序存儲器的擴展 235
11．4．1 程序存儲器芯片類型的選擇 235
11．4．2 常用EPROM芯片的簡介 235
11．4．3 訪問程序存儲器的控制信號 237
11．4．4 AT89S51單片機與EPROM
的接口電路設計 238
11．4．5 單片機外擴程序存儲器的時
序分析與使用 239
11．5 數據存儲器擴展 240
11．5．1 數據存儲器芯片類型的
選擇 240
11．5．2 常用靜態數據存儲器RAM
芯片簡介 240
11．5．3 AT89S51單片機與外部RAM
的接口電路設計 241
11．5．4 單片機外擴數據存儲器的時
序分析與使用 243
11．6 程序存儲器和數據存儲器的綜
合擴展 244
11．7 E2PROM的擴展簡介 246
11．7．1 並行E2PROM芯片簡介 246
11．7．2 E2PROM的工作方式 247
11．7．3 並行E2PROM與單片機的
接口設計 247
11．8 AT89S51單片機片內Flash存
儲器的編程 247
11．8．1 AT89S51單片機片內Flash
存儲器概況 248
11．8．2 AT89S51單片機片內Flash
存儲器的編程 248
習題與思考題11 250
第12章 51繫列單片機的並行I/O
接口擴展 251
12．1 I/O接口擴展概述 251
12．1．1 I/O接口的功能 251
12．1．2 I/O端口的編址 252
12．1．3 單片機與I/O設備的數據傳
送方式 253
12．1．4 單片機並行I/O接口的擴展
方法概述 254
12．2 簡單I/O接口的擴展 254
12．3 利用可編程接口芯片82C55
擴展並行口 255
12．3．1 82C55芯片簡介 255
12．3．2 工作方式選擇控制字及端口
C按位置位/復位控制字 257
12．3．3 82C55的3種工作方式 259
12．3．4 AT89S51單片機與82C55的
接口設計 262
12．4 利用可編程接口芯片81C55
擴展並行口 263
12．4．1 81C55的內部結構和外部
引腳 264
12．4．2 單片機對81C55端口的控制 265
12．4．3 81C55的工作方式 266
12．4．4 AT89S51單片機與81C55的
接口設計及軟件編程 268
12．5 利用單片機的串行口擴展並行
I/O口 270
12．5．1 用74LS164擴展並行輸出口 270
12．5．2 用74LS165擴展並行輸入口 271
習題與思考題12 273
第13章 51繫列單片機與常用外設的
接口設計 274
13．1 AT89S51單片機與LED數碼
管顯示器的接口 274
13．1．1 LED數碼管的結構與工作
原理 274
13．1．2 LED數碼管顯示器的工作
原理 275
13．1．3 LED數碼管顯示器應用
舉例 277
13．2 AT89S51單片機鍵盤接口
技術 279
13．2．1 鍵盤的任務和分類 279
13．2．2 按鍵輸入信號的特點和處理 280
13．2．3 非編碼鍵盤的工作原理 280
13．2．4 單片機對鍵盤的監控方式 286
13．3 鍵盤/顯示器接口設計舉例 287
13．4 AT89S51單片機與液晶顯示
器的接口 291
13．4．1 LCD1602模塊的外形與
引腳 292
13．4．2 LCD1602模塊的組成 292
13．4．3 LCD1602模塊的命令及初
始化 294
13．4．4 AT89S51單片機與LCD1602
模塊的接口示例 295
13．5 AT89S51單片機與微型打印機
TP?P-40A/16A的接口 298
習題與思考題13 303
第14章 51繫列單片機模擬量接口
技術 304
14．1 51繫列單片機與D/A轉換器
的接口 304
14．1．1 器件選型 304
14．1．2 AT89S51與8位D/A轉換器
DAC0832的接口設計 305
14．1．3 AT89S51與12位D/A轉換器
DAC1210的接口設計 311
14．1．4 AT89S51與串行輸入的12位
D/A轉換器AD7543的接口
設計 312
14．2 51繫列單片機與A/D轉換器
的接口 314
14．2．1 A/D轉換器簡介 314
14．2．2 AT89S51與逐次比較型8
位A/D轉換器ADC0809的
接口 315
習題與思考題14 321
*第15章 51繫列單片機的串行總線
擴展技術 323
15．1 I2C總線接口及其擴展 323
15．1．1 I2C串行總線概述 323
15．1．2 I2C總線的數據傳送 324
15．1．3 應用舉例：AT89S51與
AT24C02的接口 327
15．2 SPI串行總線接口及其擴展 331
15．2．1 單片機擴展SPI總線的繫統
結構 331
15．2．2 單片機的SPI總線讀寫時序
模擬 331
15．2．3 應用舉例 332
習題與思考題15 333
第16章 單片機應用繫統的設計與
調試 334
16．1 單片機應用繫統的設計過程 334
16．1．1 單片機應用繫統的基本要求 334
16．1．2 單片機應用繫統設計的步驟 335
16．2 單片機應用繫統設計 337
16．2．1 硬件設計應考慮的問題 337
16．2．2 典型的單片機應用繫統 337
16．2．3 單片機應用繫統軟件的總
體框架 338
16．3 單片機應用繫統的仿真與
調試 339
16．4 單片機應用繫統設計舉例――
基於AT89S51和 341
模糊控制算法的溫控儀的設計 341
16．4．1 設計任務及要求 341
16．4．2 總體方案設計 341
16．4．3 硬件設計 342
16．4．4 繫統控制算法的實現 345
16．4．5 繫統軟件的實現 346
16．4．6 軟件調試與繫統仿真 346
習題與思考題16 348
附錄A ASCII碼表 349
附錄B 常用邏輯門電路圖形符號對
照表 350
附錄C 按字母順序排列的指令表 351