单片机原理及应用技术

目录 1

第1章　单片机概述 1

1.1 单片机发展概况 1

1.2　单片机的分类 2

1.3　单片机应用介绍 3

思考题与习题 4

第2章 MCS-51系列单片机的结构 5

2.1 MCS-51系列单片机的结构和引脚 5

2.1.1 引脚定义及功能 5

2.1.2　MCS-51系列单片机的基本组成 7

2.2　8051单片机存储器结构及其用途 8

2.2.1　程序存储器 10

2.2.2　数据存储器地址空间 10

2.3 并行I/O端口 18

2.3.1 并行I/O端口的结构 18

2.3.2　并行I/O端口操作注意事项 20

2.4　时钟电路 21

2.4.1 内部时钟电路 21

2.4.2　外部时钟电路 21

2.4.3　时钟与时序 22

2.5　复位电路 24

2.5.1　单片机复位原理 24

2.5.2　复位电路 24

思考题与习题 25

第3章 MCS-51系列单片机指令系统 26

3.1 指令格式和寻址方式 26

3.1.1 指令格式 26

3.1.2　寻址方式 27

3.2.1 寻址空间及符号注释 29

3.2　指令系统 29

3.2.2　数据传送指令 30

3.2.3　算术运算指令 37

3.2.4　逻辑运算指令 42

3.2.5　控制转移指令 46

3.2.6　位操作指令 55

思考题与习题 56

第4章　程序设计基础 59

4.1 MCS-51系列单片机汇编语言的伪指令 59

4.2　汇编语言程序的基本结构 61

4.3.1　数制转换程序 69

4.3　实用程序设计举例 69

4.3.2　算术和逻辑运算类程序设计 71

4.3.3　查表程序设计 73

思考题与习题 75

第5章 中断系统 76

5.1 中断概念 76

5.2　中断源与中断请求 77

5.3 中断允许控制 79

5.4　中断优先级控制 80

5.5 中断响应与中断处理 81

思考题与习题 83

第6章 MCS-51系列单片机内部定时器／计数器及其应用 84

6.1 定时器的结构及工作原理 84

6.2　定时器的控制 85

6.2.1　工作方式寄存器TMOD 85

6.2.2　控制寄存器TCON 86

6.3　定时器的工作模式及其应用 87

6.3.1　模式0及应用 87

6.3.2　模式1及应用 90

6.3.3　模式2及应用 91

6.3.4　模式3及应用 93

6.3.5　综合应用举例 95

思考题与习题 97

第7章 串行接口 98

7.1 串行通信概念 98

7.2　串行接口的工作方式 101

7.2.1 串行接口的结构 101

7.2.2　串行接口的工作方式 103

7.3 串行接口的波特率 105

7.4　串行接口的应用 107

7.4.1 串行接口工作方式0的I/O扩展应用 107

7.4.2　串行接口的异步通信应用 114

思考题与习题 125

第8章 单片机应用系统扩展设计基础 126

8.1　程序存储器扩展 126

8.1.1　EPROM程序存储器的扩展设计 126

8.1.2　扩展E2PROM 129

8.2　数据存储器的扩展设计 131

8.2.1　数据存储器扩展举例 131

8.2.2　扩展数据和程序存储器综合举例 133

8.3　并行I/O接口扩展设计 139

8.3.1　8255可编程并行I/O接口扩展电路设计 139

8.3.2　8155可编程I/O接口扩展设计 147

8.3.3　用TTL芯片扩展简单的I/O接口 155

8.4　外部中断扩展方法 158

8.4.1　利用定时器扩展外部中断源 158

8.4.2　中断加查询扩展中断源 159

思考题与习题 160

第9章　模拟量输入输出接口技术 163

9.1 模拟量输入接口技术概述 163

9.1.1　传感器技术 163

9.1.2　模拟量信号处理技术 172

9.2.1　A/D转换器的主要性能指标 178

9.2 A/D转换器的主要性能指标及分类 178

9.2.2　A/D转换器的分类 179

9.3 常用的A/D转换芯片 179

9.3.1　ADC0809 8位A/D转换器 179

9.3.2 AD574 12位A/D转换器及接口 184

9.3.3　双积分A/D转换器及接口技术 189

9.3.4　V/F转换器与单片机接口 194

9.4　D/A转换器及接口技术 200

9.4.1　D/A转换器的主要性能指标 200

9.4.2　DAC0832 8位D/A转换器 201

9.4.3 MCS-51单片机与12位D/A转换器DAC1208的接口 204

9.4.4　F/V转换电路 207

思考题与习题 208

第10章　人机接口技术 209

10.1　开关接口 209

10.1.1　机械式开关接口的基本应用 209

10.1.2 电子式开关接口的基本应用 211

10.2　键盘接口 215

10.2.1　硬件消除抖动法 216

10.2.2　软件消除抖动法 217

10.2.3　简单键盘接口 218

10.2.4　矩阵式键盘接口 219

10.2.5　BCD码拨盘接口 221

10.2.6　串行键盘应用 222

10.3 LED显示接口 223

10.3.1　发光二极管接口 224

10.3.2　LED数码管接口 225

10.4　LCD液晶显示接口 232

10.4.1　字段型LCD及其应用 232

10.4.2　图形型液晶显示驱动器 237

思考题与习题 242

11.1.1 简单开关量输出接口 244

第11章　功率接口技术 244

11.1 开关型接口 244

11.1.2　光电耦合接口 246

11.1.3　继电器接口 249

11.2　电压调节接口 252

11.2.1 晶闸管工作原理 253

11.2.2 晶闸管在电压调节中的应用 255

11.2.3　固态继电器 256

思考题与习题 258

12.1　设计原则与要求 259

第12章　单片机应用系统设计技术 259

12.2　硬件设计要求 262

12.3　软件设计要求 267

12.4　逻辑电平设计要求 269

12.5 可靠性设计要求 271

12.6 印制电路板的设计要求 276

12.7 电源系统的设计要求 277

12.8　单片机开发装置的选择 279

思考题与习题 280

13.1 智能化温度仪表的设计 281

第13章 单片机实用技术举例 281

13.2　PID智能控制器的设计 294

13.3　单片机数字万用表的设计 304

13.4　电子血压计的设计 309

13.5 步进电机在精确走步中的应用 316

13.6　单片机在串行通信中的应用 320

13.7　单片机在气象参数测量中的应用 329

13.8　单片机在模糊控制中的应用 335

思考题与习题 339

14.1　MSP430系列单片机 340

第14章　新型单片机介绍 340

14.2　EM78P447S单片机 341

14.3　PIC系列单片机 344

14.4　AT89系列单片机 346

14.5　AVR系列单片机 349

14.6　其他系列单片机 355

思考题与习题 356

附录 357

附录一　MCS-51系列单片机指令表 357

附录二　模拟电路常用元器件 362

参考文献 364