单片机原理及接口技术（第2版） / 高等职业教育教学改革系列规划教材
￥39.00定价
作者： 陈贵银,祝福
出版时间：2021年2月
出版社：电子工业出版社
获奖信息：“十二五”职业教育国家规划教材
试读- 电子工业出版社
- 9787121246456
- 1-1
- 186623
- 64215969-3
- 平塑
- 16开
- 2021年2月
- 506
- 316
- 工学
- 计算机科学与技术
- TP368.1
- 自动化类
- 高职高专
内容简介
本书以流行单片机芯片AT89C51为主体介绍了单片机的原理、常用单片机接口技术及应用。全书共9章，在硬件基础知识、汇编及C51程序设计的基础上，按照单片机产品的开发流程，介绍了调试工具软件Keil C 与调试仿真工具软件Proteus，用11个实训项目将产品开发的流程理念充分贯穿于其中，达到在稳固掌握基础原理的基础上再应用与开发，融教、学、做一体于教材中，针对一些专业还专门设置了课程设计（或综合训练）。本书也特别编写了8个课题，方便老师与同学们完成该项训练。
目录
第1章 单片机的基础知识 1
1.1 计算机中的数和编码 1
1.1.1 计算机中的数制 1
1.1.2 符号数的表示法 2
1.1.3 二进制数的算术运算 4
1.1.4 二进制编码 6
1.1.5 逻辑电路 7
1.2 单片机概论 8
1.2.1 嵌入式系统、单片机 8
1.2.2 单片机的发展概况 9
1.2.3 应用广泛的AT89系列单片机 10
1.3 单片机应用研发工具和教学实验装置 11
1.3.1 单片机应用研发工具 11
1.3.2 单片机课程教学实验装置 13
1.3.3 AT89C51单片机研发工具操作演示 14
小结 14
练习题1 14
第2章 AT89C51单片机芯片的硬件结构 16
2.1 AT89C51单片机的逻辑结构及信号引脚 16
2.1.1 AT89C51单片机的结构框图 16
2.1.2 AT89C51单片机芯片内部结构 17
2.1.3 AT89C51的信号引脚 18
2.1.4 时钟与复位电路 20
2.2 AT89C51的内部存储器 22
2.2.1 内部数据存储器低128单元 23
2.2.2 内部数据存储器高128单元 24
2.2.3 MCS-51的堆栈 27
2.2.4 内部程序存储器 27
2.3 实训1：单片机复位、晶振、ALE信号的观测 28
2.3.1 电路安装 28
2.3.2 信号观测 29
小结 29
练习题2 30
第3章 单片机的指令系统及程序设计 32
3.1 基本概念 32
3.1.1 指令、指令系统、机器代码 32
3.1.2 程序、程序设计、机器语言 33
3.1.3 汇编语言、汇编语言指令格式 33
3.1.4 汇编（编译）和编程（固化） 34
3.1.5 汇编语言常用符号 35
3.2 MCS-51单片机指令的寻址方式 35
3.2.1 MCS-51单片机指令的寻址方式 35
3.2.2 MCS-51单片机指令寻址方式小结 39
3.3 汇编语言的指令系统 39
3.3.1 数据传送指令 40
3.3.2 算术运算指令 43
3.3.3 逻辑运算类及移位类指令 48
3.3.4 控制转移类指令 51
3.3.5 位操作指令 56
3.4 MCS-51单片机伪指令 57
3.4.1 常量和标号 57
3.4.2 常用伪指令 59
3.4.3 手工汇编和机器汇编 60
3.5 汇编语言程序设计 61
3.5.1 顺序程序设计 63
3.5.2 分支程序设计 64
3.5.3 循环程序设计 66
3.5.4 子程序设计 70
3.6 经典功能模块汇编语言程序设计实例 71
3.6.1 定时程序 71
3.6.2 查表程序 73
3.6.3 码制转换程序 74
3.6.4 算术运算程序 75
3.7 实训2：软件调试仿真器Keil uVision及其应用 76
3.7.1 Keil uVision快速入门 76
3.7.2 用Keil设计延时子程序并仿真调试 82
3.7.3 用Keil设计分支结构程序并仿真调试 84
3.7.4 用Keil设计查表程序并仿真调试 85
3.8 实训3：跑马灯的Proteus设计与仿真 85
3.8.1 Proteus ISIS窗口与基本操作 85
3.8.2 Proteus ISIS库元件的认识 88
3.8.3 跑马灯Proteus电路原理图的设计 89
3.8.4 跑马灯Proteus与Keil uVision的联调与仿真 93
小结 94
练习题3 96
第4章 AT89C51 I/O及其应用举例 100
4.1 I/O口结构与负载能力 100
4.1.1 I/O口结构与工作原理 100
4.1.2 I/O口负载能力 103
4.2 实训4：I/O的简单应用 104
4.2.1 单片机控制数码管静态显示 104
4.2.2 单片机用开关控制的LED显示 107
4.2.3 单片机用开关控制数码管静态显示 108
4.3 单片机与矩阵式键盘的接口技术 110
4.3.1 基础知识 110
4.3.2 接口电路与程序设计 113
4.3.3 运行与思考 115
4.4 实训5：I/O口应用 115
4.4.1 单片机与LED数码管的动态显示 115
4.4.2 单片机与LED数码管的动态显示Proteus仿真 117
4.4.3 编程器的使用 118
4.4.4 制作实训及思考 120
小结 120
练习题4 121
第5章 AT89C51单片机的中断与定时 122
5.1 中断 122
5.1.1 数据传送控制方式 122
5.1.2 中断基本概念 123
5.2 MCS-51单片机中断系统结构 123
5.2.1 MCS-51的中断 124
5.2.2 与中断控制有关的寄存器 125
5.2.3 中断响应过程 127
5.2.4 中断程序设计举例 129
5.3 MCS-51的定时器/计数器 136
5.3.1 定时方法 136
5.3.2 定时和计数功能 137
5.3.3 定时器/计数器的控制 138
5.3.4 定时器/计数器初值的计算 139
5.3.5 定时器/计数器的工作方式 140
5.3.6 定时器/计数器的应用举例 142
5.4 实训6：定时器/计数器与中断综合应用举例 147
5.4.1 基于 AT89C51的60s倒计时装置的设计与仿真 147
5.4.2 基于 AT89C51的按键发声装置的设计与仿真 149
小结 152
练习题5 152
第6章 AT89C51单片机存储器的扩展技术 154
6.1 存储器概述 154
6.1.1 存储器的类型 154
6.1.2 存储器的性能指标与分级结构 155
6.1.3 常用的只读存储器芯片 157
6.1.4 常用的随机读/写存储器芯片 159
6.2 MCS-51单片机存储器的扩展 160
6.2.1 AT89C51存储器扩展的三总线 160
6.2.2 扩展存储器的编址技术 161
6.2.3 程序存储器的扩展 162
6.2.4 数据存储器的扩展 164
6.2.5 存储器的综合扩展 167
6.3 实训7：用E2PROM扩展AT89C51单片机ROM、RAM 167
6.3.1 E2PROM存储器2864A 167
6.3.2 E2PROM扩展ROM、RAM电路设计 168
6.3.3 E2PROM扩展ROM、RAM程序设计 169
6.3.4 运行与思考 170
小结 170
练习题6 171
第7章 AT89C51单片机的串行接口技术 172
7.1 AT89C51单片机之间的串行通信接口技术及仿真 172
7.1.1 串行通信的基本原理 172
7.1.2 AT89C51串行通信基础知识 175
7.1.3 硬件接口电路设计 178
7.1.4 软件接口程序设计 178
7.1.5 单片机之间的串行通信Proteus仿真 181
7.2 AT89C51单片机与PC间的通信接口技术及仿真 182
7.2.1 RS-232C总线标准 182
7.2.2 硬件接口电路设计 183
7.2.3 软件接口程序设计 184
7.2.4 单片机与PC间的串行通信Proteus仿真 185
小结 187
练习题7 187
第8章 单片机I/O扩展及应用 189
8.1 可编程通用并行接口8255A 189
8.1.1 8255A的组成与接口信号 189
8.1.2 8255A的工作方式和控制字 191
8.1.3 三种工作方式的功能 191
8.1.4 实训8：用8255设计交通信号灯管理仿真 194
8.2 可编程的多功能接口8155 196
8.2.1 8155的组成及接口信号 197
8.2.2 8155的命令状态字 198
8.2.3 8155与MCS-51单片机的连接 200
8.3 键盘/显示控制寄存器8279 201
8.3.1 8279的组成与接口信号 201
8.3.2 8279的操作命令 204
8.3.3 实训9：8279在键盘/显示接口中的应用仿真 208
8.4 ADC0809（ADC0808）与DAC0832的接口技术 211
8.4.1 ADC0809的基础知识 211
8.4.2 实训10：ADC0808接口电路与程序设计仿真 212
8.4.3 DAC0832的基础知识 215
8.4.4 实训11：单片机与DAC0832的接口技术仿真 217
8.5 单片机控制步进电机接口技术 219
8.5.1 基础知识 219
8.5.2 接口电路设计与仿真 220
8.5.3 运行与思考 222
8.6 单片机控制直流电机的接口技术 223
8.6.1 基础知识 223
8.6.2 接口电路设计与仿真 224
8.6.3 运行与思考 225
8.7 单片机与字符型LCD显示器的接口技术 226
8.7.1 基础知识 226
8.7.2 接口的程序设计与仿真 229
8.7.3 运行与思考 231
小结 231
练习题8 232
第9章 单片机C51语言程序设计基础及实际应用 233
9.1 C51语言的特点及其一般格式 234
9.1.1 C51语言的特点 234
9.1.2 C51函数的一般格式 236
9.2 C51数据类型、常量和变量的定义 236
9.2.1 C51数据类型 236
9.2.2 常量的定义 237
9.2.3 变量的定义 238
9.2.4 C51定义SFR字节和位单元 239
9.3 C51的运算符、表达式及其语法规则 240
9.3.1 C51算术运算符及其表达式 240
9.3.2 C51关系运算符、表达式及优先级 241
9.3.3 C51逻辑运算符、表达式及优先级 242
9.3.4 C51位操作及其表达式 243
9.3.5 自增减运算符、复合运算符及其表达式 245
9.4 C51语言的程序流程控制 247
9.4.1 条件语句 247
9.4.2 循环语句 252
9.4.3 程序跳转语句 254
9.5 C51函数 257
9.5.1 C51函数的分类 257
9.5.2 中断服务函数的设计 257
9.5.3 C51与汇编混合编程 259
9.6 基于单片机和DS1302的电子时钟 263
9.6.1 功能与操作 265
9.6.2 电子时钟的硬件设计 265
9.6.3 电子时钟的软件设计 266
9.6.4 技术要点 268
9.6.5 电子时钟的Proteus仿真 268
9.6.6 电路安装及现象观察 269
小结 269
练习题9 270
课程设计项目任务书 272
课题1：简易的交通信号灯控制器设计与制作 272
课题2：定时闹铃的仿真、设计与制作 274
课题3：直流电机PWM调速控制器的设计、仿真与制作 276
课题4：数控电源的设计、仿真与制作 278
课题5：数字电压表的设计、仿真与制作 279
课题6：单片机间的多机通信的设计、仿真与制作 280
课题7：LCD简易时钟的设计、仿真与制作 282
课题8：LCD密码锁的设计、仿真与制作 283
课程设计报告参考内容 285
附录A AT89S51相对AT89C51增加的功能 288
附录B ASCII码表 294
附录C MCS-51指令表 295
附录D 电子时钟实例所用的库函数 299
参考文献 305
1.1 计算机中的数和编码 1
1.1.1 计算机中的数制 1
1.1.2 符号数的表示法 2
1.1.3 二进制数的算术运算 4
1.1.4 二进制编码 6
1.1.5 逻辑电路 7
1.2 单片机概论 8
1.2.1 嵌入式系统、单片机 8
1.2.2 单片机的发展概况 9
1.2.3 应用广泛的AT89系列单片机 10
1.3 单片机应用研发工具和教学实验装置 11
1.3.1 单片机应用研发工具 11
1.3.2 单片机课程教学实验装置 13
1.3.3 AT89C51单片机研发工具操作演示 14
小结 14
练习题1 14
第2章 AT89C51单片机芯片的硬件结构 16
2.1 AT89C51单片机的逻辑结构及信号引脚 16
2.1.1 AT89C51单片机的结构框图 16
2.1.2 AT89C51单片机芯片内部结构 17
2.1.3 AT89C51的信号引脚 18
2.1.4 时钟与复位电路 20
2.2 AT89C51的内部存储器 22
2.2.1 内部数据存储器低128单元 23
2.2.2 内部数据存储器高128单元 24
2.2.3 MCS-51的堆栈 27
2.2.4 内部程序存储器 27
2.3 实训1：单片机复位、晶振、ALE信号的观测 28
2.3.1 电路安装 28
2.3.2 信号观测 29
小结 29
练习题2 30
第3章 单片机的指令系统及程序设计 32
3.1 基本概念 32
3.1.1 指令、指令系统、机器代码 32
3.1.2 程序、程序设计、机器语言 33
3.1.3 汇编语言、汇编语言指令格式 33
3.1.4 汇编（编译）和编程（固化） 34
3.1.5 汇编语言常用符号 35
3.2 MCS-51单片机指令的寻址方式 35
3.2.1 MCS-51单片机指令的寻址方式 35
3.2.2 MCS-51单片机指令寻址方式小结 39
3.3 汇编语言的指令系统 39
3.3.1 数据传送指令 40
3.3.2 算术运算指令 43
3.3.3 逻辑运算类及移位类指令 48
3.3.4 控制转移类指令 51
3.3.5 位操作指令 56
3.4 MCS-51单片机伪指令 57
3.4.1 常量和标号 57
3.4.2 常用伪指令 59
3.4.3 手工汇编和机器汇编 60
3.5 汇编语言程序设计 61
3.5.1 顺序程序设计 63
3.5.2 分支程序设计 64
3.5.3 循环程序设计 66
3.5.4 子程序设计 70
3.6 经典功能模块汇编语言程序设计实例 71
3.6.1 定时程序 71
3.6.2 查表程序 73
3.6.3 码制转换程序 74
3.6.4 算术运算程序 75
3.7 实训2：软件调试仿真器Keil uVision及其应用 76
3.7.1 Keil uVision快速入门 76
3.7.2 用Keil设计延时子程序并仿真调试 82
3.7.3 用Keil设计分支结构程序并仿真调试 84
3.7.4 用Keil设计查表程序并仿真调试 85
3.8 实训3：跑马灯的Proteus设计与仿真 85
3.8.1 Proteus ISIS窗口与基本操作 85
3.8.2 Proteus ISIS库元件的认识 88
3.8.3 跑马灯Proteus电路原理图的设计 89
3.8.4 跑马灯Proteus与Keil uVision的联调与仿真 93
小结 94
练习题3 96
第4章 AT89C51 I/O及其应用举例 100
4.1 I/O口结构与负载能力 100
4.1.1 I/O口结构与工作原理 100
4.1.2 I/O口负载能力 103
4.2 实训4：I/O的简单应用 104
4.2.1 单片机控制数码管静态显示 104
4.2.2 单片机用开关控制的LED显示 107
4.2.3 单片机用开关控制数码管静态显示 108
4.3 单片机与矩阵式键盘的接口技术 110
4.3.1 基础知识 110
4.3.2 接口电路与程序设计 113
4.3.3 运行与思考 115
4.4 实训5：I/O口应用 115
4.4.1 单片机与LED数码管的动态显示 115
4.4.2 单片机与LED数码管的动态显示Proteus仿真 117
4.4.3 编程器的使用 118
4.4.4 制作实训及思考 120
小结 120
练习题4 121
第5章 AT89C51单片机的中断与定时 122
5.1 中断 122
5.1.1 数据传送控制方式 122
5.1.2 中断基本概念 123
5.2 MCS-51单片机中断系统结构 123
5.2.1 MCS-51的中断 124
5.2.2 与中断控制有关的寄存器 125
5.2.3 中断响应过程 127
5.2.4 中断程序设计举例 129
5.3 MCS-51的定时器/计数器 136
5.3.1 定时方法 136
5.3.2 定时和计数功能 137
5.3.3 定时器/计数器的控制 138
5.3.4 定时器/计数器初值的计算 139
5.3.5 定时器/计数器的工作方式 140
5.3.6 定时器/计数器的应用举例 142
5.4 实训6：定时器/计数器与中断综合应用举例 147
5.4.1 基于 AT89C51的60s倒计时装置的设计与仿真 147
5.4.2 基于 AT89C51的按键发声装置的设计与仿真 149
小结 152
练习题5 152
第6章 AT89C51单片机存储器的扩展技术 154
6.1 存储器概述 154
6.1.1 存储器的类型 154
6.1.2 存储器的性能指标与分级结构 155
6.1.3 常用的只读存储器芯片 157
6.1.4 常用的随机读/写存储器芯片 159
6.2 MCS-51单片机存储器的扩展 160
6.2.1 AT89C51存储器扩展的三总线 160
6.2.2 扩展存储器的编址技术 161
6.2.3 程序存储器的扩展 162
6.2.4 数据存储器的扩展 164
6.2.5 存储器的综合扩展 167
6.3 实训7：用E2PROM扩展AT89C51单片机ROM、RAM 167
6.3.1 E2PROM存储器2864A 167
6.3.2 E2PROM扩展ROM、RAM电路设计 168
6.3.3 E2PROM扩展ROM、RAM程序设计 169
6.3.4 运行与思考 170
小结 170
练习题6 171
第7章 AT89C51单片机的串行接口技术 172
7.1 AT89C51单片机之间的串行通信接口技术及仿真 172
7.1.1 串行通信的基本原理 172
7.1.2 AT89C51串行通信基础知识 175
7.1.3 硬件接口电路设计 178
7.1.4 软件接口程序设计 178
7.1.5 单片机之间的串行通信Proteus仿真 181
7.2 AT89C51单片机与PC间的通信接口技术及仿真 182
7.2.1 RS-232C总线标准 182
7.2.2 硬件接口电路设计 183
7.2.3 软件接口程序设计 184
7.2.4 单片机与PC间的串行通信Proteus仿真 185
小结 187
练习题7 187
第8章 单片机I/O扩展及应用 189
8.1 可编程通用并行接口8255A 189
8.1.1 8255A的组成与接口信号 189
8.1.2 8255A的工作方式和控制字 191
8.1.3 三种工作方式的功能 191
8.1.4 实训8：用8255设计交通信号灯管理仿真 194
8.2 可编程的多功能接口8155 196
8.2.1 8155的组成及接口信号 197
8.2.2 8155的命令状态字 198
8.2.3 8155与MCS-51单片机的连接 200
8.3 键盘/显示控制寄存器8279 201
8.3.1 8279的组成与接口信号 201
8.3.2 8279的操作命令 204
8.3.3 实训9：8279在键盘/显示接口中的应用仿真 208
8.4 ADC0809（ADC0808）与DAC0832的接口技术 211
8.4.1 ADC0809的基础知识 211
8.4.2 实训10：ADC0808接口电路与程序设计仿真 212
8.4.3 DAC0832的基础知识 215
8.4.4 实训11：单片机与DAC0832的接口技术仿真 217
8.5 单片机控制步进电机接口技术 219
8.5.1 基础知识 219
8.5.2 接口电路设计与仿真 220
8.5.3 运行与思考 222
8.6 单片机控制直流电机的接口技术 223
8.6.1 基础知识 223
8.6.2 接口电路设计与仿真 224
8.6.3 运行与思考 225
8.7 单片机与字符型LCD显示器的接口技术 226
8.7.1 基础知识 226
8.7.2 接口的程序设计与仿真 229
8.7.3 运行与思考 231
小结 231
练习题8 232
第9章 单片机C51语言程序设计基础及实际应用 233
9.1 C51语言的特点及其一般格式 234
9.1.1 C51语言的特点 234
9.1.2 C51函数的一般格式 236
9.2 C51数据类型、常量和变量的定义 236
9.2.1 C51数据类型 236
9.2.2 常量的定义 237
9.2.3 变量的定义 238
9.2.4 C51定义SFR字节和位单元 239
9.3 C51的运算符、表达式及其语法规则 240
9.3.1 C51算术运算符及其表达式 240
9.3.2 C51关系运算符、表达式及优先级 241
9.3.3 C51逻辑运算符、表达式及优先级 242
9.3.4 C51位操作及其表达式 243
9.3.5 自增减运算符、复合运算符及其表达式 245
9.4 C51语言的程序流程控制 247
9.4.1 条件语句 247
9.4.2 循环语句 252
9.4.3 程序跳转语句 254
9.5 C51函数 257
9.5.1 C51函数的分类 257
9.5.2 中断服务函数的设计 257
9.5.3 C51与汇编混合编程 259
9.6 基于单片机和DS1302的电子时钟 263
9.6.1 功能与操作 265
9.6.2 电子时钟的硬件设计 265
9.6.3 电子时钟的软件设计 266
9.6.4 技术要点 268
9.6.5 电子时钟的Proteus仿真 268
9.6.6 电路安装及现象观察 269
小结 269
练习题9 270
课程设计项目任务书 272
课题1：简易的交通信号灯控制器设计与制作 272
课题2：定时闹铃的仿真、设计与制作 274
课题3：直流电机PWM调速控制器的设计、仿真与制作 276
课题4：数控电源的设计、仿真与制作 278
课题5：数字电压表的设计、仿真与制作 279
课题6：单片机间的多机通信的设计、仿真与制作 280
课题7：LCD简易时钟的设计、仿真与制作 282
课题8：LCD密码锁的设计、仿真与制作 283
课程设计报告参考内容 285
附录A AT89S51相对AT89C51增加的功能 288
附录B ASCII码表 294
附录C MCS-51指令表 295
附录D 电子时钟实例所用的库函数 299
参考文献 305
