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| 內容簡介： |
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本书是根据高等教育“单片机原理与应用”课程教学基本要求编写的。介绍了使用*广泛的MCS-51系列单片机的工作原理、内部各功能部件的结构、内部硬件资源及应用编程、外部扩展技术。本书采用汇编语言和C语言相对照的编写方式，同时通过实例介绍汇编语言和C语言的混合编程。本书还介绍了单片机应用系统的基本设计方法，并附有大量的设计实例。*后一章是实验与课程设计，实验部分安排了10个实验，采用汇编语言和C语言实现；课程设计部分精选了单片机应用的典型应用实例和20个课程设计题目，并给出了设计要求，内容详实。本书既可作为计算机、电子、机电、测控等相关专业的本科或高职教材，也可供相关工程技术人员参考。
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| 關於作者： |
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朱文忠，男，教授，自1995年起在四川理工学院计算机学院任教。是四川省计算机学会教育培训专业委员会理事、自贡市信息安全委员会委员。负责四川省精品课程《微机原理及应用》、四川理工学院精品课程《单片机原理及应用》的教学工作。负责"基于数据同化的釜溪河流域水体参数浓度遥感估算研究（2015YSGZZ04）”、"面向智慧旅游信息系统构建的旅游数据整合研究（ZHZ14-02）”、"物联网控制系统中信息传输关键技术及应用研究（2014WY06）”等7个四川省重点项目。编写《微型计算机原理及应用——理论、实验、课程设计》、《计算机两部教材组成原理》2部教材。作为第一获奖人，曾获得四川省教学成果奖1次，校级教学成果奖2次。
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| 目錄：
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第1章单片机概述1
1.1单片机的概念1
1.1.1单片机的定义1
1.1.2单片机的诞生1
1.1.3单片机的应用领域2
1.1.4单片机与嵌入式系统2
1.2单片机发展史及发展趋势2
1.3MCS-51系列单片机及其兼容产品3
1.3.1MCS-51系列单片机分类4
1.3.2MCS-51系列单片机的兼容产品5
1.4计算机基础知识6
1.4.1数制6
1.4.2数制转换7
1.4.3编码8
1.4.4计算机中数的表示9
本章小结10
习题与思考题10
第2章MCS-51单片机硬件结构12
2.1MCS-51系列单片机的基本结构12
2.1.1MCS-51系列单片机的总体基本结构12
2.1.2MCS-51系列单片机主要功能部件12
2.1.38051单片机内部结构及引脚13
2.1.4外部总线构成15
2.2MCS-51单片机的中央处理器16
2.2.1CPU的组成16
2.2.2指令执行的基本步骤16
2.2.3时钟电路及时钟时序单位17
2.3MCS-51单片机的内部存储器20
2.3.1存储器结构及地址分配20
2.3.2内部程序存储器21
2.3.3内部数据存储器22
2.3.4堆栈26
2.4MCS-51单片机的工作方式27
2.4.1执行指令程序方式27
2.4.2掉电保护方式28
2.4.3低功耗方式28
本章小结30
习题与思考题30
第3章MCS-51单片机指令系统33
3.1MCS-51单片机指令概述33
3.1.1MCS-51单片机汇编语言指令格式33
3.1.2布尔处理机33
3.1.3指令中的常用符号34
3.2MCS-51单片机的寻址方式34
3.2.1立即寻址35
3.2.2直接寻址35
3.2.3寄存器寻址36
3.2.4寄存器间接寻址36
3.2.5基址加变址寻址37
3.2.6相对寻址38
3.2.7位寻址39
3.3MCS-51单片机的指令系统40
3.3.1数据传送指令40
3.3.2算术运算指令45
3.3.3逻辑运算和移位指令48
3.3.4控制转移指令51
3.3.5位操作指令56
本章小结58
习题与思考题59
第4章汇编语言程序设计65
4.1程序设计基础65
4.1.1汇编语言源程序设计的步骤66
4.1.2汇编语言的语句格式67
4.1.3汇编语言的伪指令68
4.1.4MCS-51单片机汇编语言源程序格式及上机过程73
4.2单片机汇编语言程序的控制结构74
4.2.1顺序结构程序设计74
4.2.2分支结构程序设计75
4.2.3循环结构程序设计76
4.2.4子程序设计81
4.3MCS-51单片机汇编语言程序设计举例83
4.3.1数据传送程序设计83
4.3.2算术运算程序设计84
4.3.3数制转换程序设计87
4.3.4查表程序设计90
4.3.5数据检索程序设计92
本章小结94
习题与思考题95
第5章C51应用基础97
5.1Keil C51简介97
5.2C51程序设计概述97
5.2.1C51语言的特点97
5.2.2C51程序与标准C程序的区别98
5.2.3C51的标识符与关键字98
5.2.4C51语言程序的书写格式99
5.3C51数据类型99
5.3.1C51的数据类型99
5.3.2数据类型转换102
5.4C51的运算量103
5.4.1常量103
5.4.2变量104
5.4.3存储模式105
5.5C51的运算符和表达式106
5.5.1C51运算符简介106
5.5.2算术运算符和算术表达式107
5.5.3关系运算符与关系表达式107
5.5.4逻辑运算符与逻辑表达式108
5.5.5位运算符108
5.5.6赋值运算符和赋值表达式111
5.5.7复合赋值运算符和复合赋值表达式111
5.5.8逗号运算符和逗号表达式111
5.5.9条件运算符和条件表达式112
5.5.10指针和地址运算符112
5.5.11sizeof运算符112
5.6C51的基本语句114
5.6.1表达式语句和空语句114
5.6.2复合语句115
5.6.3条件语句115
5.6.4开关语句117
5.6.5循环结构119
5.7C51的指针121
5.7.1C51指针变量122
5.7.2指针的运算124
5.7.3通过指针宏访问存储器124
5.8C51的函数126
5.8.1C51函数分类126
5.8.2C51函数的定义127
5.8.3C51中断函数的定义128
5.8.4C51的部分头文件和库函数129
5.9C51程序设计应用举例132
5.9.18051单片机IO口操作132
5.9.2再入函数的定义133
5.9.3排序和查找133
5.9.4码制转换136
本章小结138
习题与思考题139
第6章MCS-51单片机的硬件资源及其应用141
6.1并行IO端口141
6.1.1端口功能141
6.1.2端口原理及操作142
6.1.3并行口应用举例146
6.2MCS-51的中断系统147
6.2.1MCS-51中断系统的组成及中断源148
6.2.2MCS-51的中断控制149
6.2.3MCS-51的中断响应过程152
6.2.4MCS-51的中断程序设计155
6.3MCS-51单片机的定时计数器158
6.3.1定时计数器的功能概述158
6.3.2定时计数器的结构、控制及工作方式159
6.3.3定时计数器的编程及应用165
6.4MCS-51单片机的串行接口及其串行通信168
6.4.1串行通信的基本概念169
6.4.2MCS-51单片机的串行口及控制寄存器170
6.4.3MCS-51单片机的串行通信工作方式172
6.4.4串行口应用举例175
本章小结183
习题与思考题183
第7章MCS-51单片机系统扩展及其应用187
7.1存储器的扩展187
7.1.1扩展技术的原理和方法187
7.1.2常用半导体存储器芯片190
7.1.3程序存储器扩展193
7.1.4数据存储器扩展设计195
7.1.5单片机扩展外部存储器空间地址分配195
7.1.6多片存储器扩展设计198
7.2IO接口的扩展200
7.2.1简单IO接口扩展200
7.2.2用串行口扩展并行IO接口202
7.2.3可编程IO接口扩展203
7.3DA、AD转换及其接口扩展208
7.3.1AD转换芯片ADC0809简介208
7.3.2ADC0809与MCS-51型单片机的接口210
7.4MCS-51型单片机与DA转换接口212
7.4.1DA转换芯片ADC0832简介213
7.4.2DAC0832与MCS-51单片机的接口215
7.5MCS-51单片机键盘接口218
7.5.1独立式键盘218
7.5.2矩阵式键盘221
7.6MCS-51单片机显示器接口226
7.6.1LED显示器的结构与原理226
7.6.2LED显示器的显示方式227
7.6.3LED显示接口典型应用电路229
本章小结232
习题与思考题233
第8章串行总线扩展技术234
8.1串行总线扩展概述234
8.1.1串行扩展的种类234
8.1.2串行扩展的特点234
8.2I2C串行扩展总线235
8.3SPI串行扩展接口237
8.3.1SPI总线的结构原理237
8.3.2SPI总线的软件模拟238
8.3.3SPI串行扩展应用实例239
8.4串行单总线（1-Wire）技术241
8.4.1单总线的工作原理241
8.4.2单总线应用实例数字温度测量与控制242
本章小结248
习题与思考题248
第9章MCS-51单片机应用系统设计249
9.1MCS-51单片机应用系统的结构249
9.2MCS-51单片机应用系统设计250
9.2.1总体方案设计250
9.2.2硬件设计251
9.2.3软件设计251
9.2.4可靠性设计253
9.3单片机应用系统的调试、测试256
9.3.1硬件调试256
9.3.2软件调试257
9.3.3系统联合调试258
9.3.4现场调试及性能测试258
9.4单片机应用系统举例259
9.4.1单片机在控制系统中的应用259
9.4.2单片机在里程、速度计量中的应用261
9.4.3数字电子时钟系统设计实例265
9.4.4单片机遥控系统的应用设计273
本章小结296
习题与思考题297
第10章实验与课程设计298
10.1DVCC-ZHC2DVCC-52196JHJH 单片机仿真实验系统使用简介298
10.1.1实验系统的启动298
10.1.2实验系统键盘简介299
10.1.3DVCC实验系统的工作方式300
10.1.4实验过程中实验结果的查看301
10.1.5实验的一般步骤301
10.2Keil ?Vision开发环境简介302
10.2.1Keil ?Vision简介302
10.2.2Keil ?Vision3 集成开发环境302
10.2.3使用Keil C51进行单片机程序设计实验的一般步骤303
10.3基础性实验306
实验一清零实验306
实验二拆字实验308
实验三数据排序实验309
实验四多分支实验312
实验五单片机IO口实验（P3和P1口应用）314
实验六并行IO口8255扩展实验316
实验七AD转换ADC0809应用320
实验八DA转换DAC0832应用323
实验九串并转换实验326
实验十音乐发声器（电子音响）实验328
实验十一继电器控制实验331
10.4设计性实验333
实验一P1口实验333
实验二独立式按键实验335
实验三7段LED数码管实验337
实验四8051内部定时器实验339
实验五44矩阵式键盘实验342
10.5课程设计346
10.5.1设计目的346
10.5.2内容及时间安排346
10.5.3基本要求347
10.5.4考核及评分标准347
10.5.5设计报告内容及要求347
10.5.6课程设计实例347
10.5.7课程设计参考题目及要求356
附录AASCII码表359
附录BMCS-51系列单片机指令表360
附录C常用数字集成电路引脚图364
参考文献368
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| 內容試閱：
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前 言
单片微型计算机简称单片机，又称为微控制器（Micro-Controller Unit，MCU），它的出现是计算机发展史上的一个重要里程碑。其以体积小、功能全、性价比高等诸多优点而独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。51系列单片机是目前国内应用最广泛的8位单片机之一。经过三十多年的推广与发展，51系列单片机形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出及其被普遍接受和应用，51单片机的发展又进入了一个新的阶段。许多专用功能芯片的内核集成了51单片机，与51系列单片机兼容的微控制器以IP核的方式不断地出现在FPGA的片上系统中。因此，目前国内众多高校仍以51单片机作为单片机课程或微机原理课程的基本机型。近年来，基于51单片机的嵌入式实时操作系统的出现与推广，表明了51系列单片机在今后的许多年中依然会活跃如故，而且在很长一段时间中将占据嵌入式系统产品的低端市场。
如果说C语言程序设计课程是软件设计的基础课，那么单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、易于动手等特点，成为工科学生硬件设计的基础课。本书以51系列单片机为背景，介绍嵌入式系统应用软件、硬件设计的基本技术。
内容编排由浅入深，方便自学。以必须、够用、适用、会用为度，通过大量的典型例题，使学生重点掌握基本原理、基本的分析方法和软、硬件的设计方法，全书将表格、示意图和语言描述相结合，使基本理论的表述一目了然，便于掌握和记忆。
理论联系实际。引导学生掌握以单片机为核心的嵌入式系统的开发技术。书中的例题或习题，学生自己在实验室或家中就能动手做实验。书中设计了单片机实验指导，介绍了单片机开发软件的使用方法，安排的实验可以与ISP实验板结合使用，也可和任意外购实验平台结合使用，还可以用面包板自行搭建电路（此时需另购编程器，附录中有集成电路引脚图）。总之，该实验指导具有普遍指导意义，可作为独立的实验教程。
采用汇编语言和C语言对照的编程方法。对于IT行业工程师来说，两种语言的编程方法都必须掌握。这是因为汇编语言的代码效率高，适时性强，从中可以理解单片机的工作机理，而且目前很多资料使用的是汇编语言。但是对于复杂的运算或大型程序，用汇编语言的编程花费时间远比C语言多，这就降低了开发效率；而C语言的编程无须考虑具体的寄存器或存储器的分配等细节，由C51编译系统安排，从而可以加快开发者的编程速度，缩短开发周期。为了发挥两种语言的长处，书中以较多的例题介绍了C语言和汇编语言的混合编程方法。对于学过C语言的读者，编C语言的程序是轻而易举的事情。为了照顾没学过C语言的读者，本书对C语言的基本语法也做了介绍，学习以后，也能编出高质量的C语言程序。对于两种编程语言的教学，教学单位可根据情况取舍，另一种语言可以让学生参考或自学。
详细描述了串行总线。随着非总线扩展芯片的增多，书中专门对串行总线做了详细描述，并介绍了一些新型的串行器件，如串行DA、串行AD等，使读者适应单片机技术的新发展。
本书是作者在总结多年科研经验和长期从事单片机教学工作的基础上编写的，并获得了四川理工学院教材资助，是学校单片机原理与应用精品课程建设的成果体现。内容由浅入深、条理清晰，有一定的先进性、系统性和实用性。本书的编写注重层次分明，语言简练。每章都配有小结和思考题，便于理论教学。第10章是实验与课程设计，便于学校开展实践性教学。书末还附有常用集成电路引脚图，以便读者查阅。
本书的配套教学资源包括教学课件和习题解答等，可以通过华信教育资源网（http：www.hxedu.com.cn）注册免费下载。
全书由朱文忠统稿，并编写了第1、2、6章，第3、4、5章由蒋华龙编写，第7章由汪小威编写，第8、9章由符长友编写，第10章由达内科技集团的冯华编写。在此，对他们的辛勤劳动表示感谢。另外，还要感谢本书的主审老师贾金玲教授，他在百忙之中认真、负责地审阅了全书内容，感谢梁金明教授对本书提出的宝贵意见和建议。
由于计算机发展日新月异，作者学识水平有限，本书不当之处敬请广大读者批评指正。作者E-mail：zwz@suse.edu.cn。
编 者
2017年1月
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