简介
全书除绪论外，分9章，内容包括：MCS-51单片机的结构与原理、指令
系统与汇编语言程序设计、内部资源及应用、系统扩展技术、输入/输出通
道接口、交互通道配置与接口、应用系统设计，以及16位单片机简介。本书
还包括：课程必选实验、创新实验和课程设计题目，每章都配有习题，并免
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本书以培养学生的工程实践能力为目标，突出多种典型常用集成电路芯
片的介绍与应用，突出单片机外围接口芯片的扩展、单片机应用系统的设计
与实现及单片机的典型应用；注重新技术和新器件的引入，如：CPLD/FPGA
、PSD、I2C总线、时钟芯片、系统监控芯片、串行A/D转换器和D/A转换器、
片上系统（SOC）等；理论联系实际，系统实用。
本书可作为高等学校计算机、自动化等电气信息类专业相关课程教材，
也可供相关领域工程技术人员参考。
目录
绪论 （1）
第1章 MCS-51单片机的结构与原理 （12）
1.1 MCS-51单片机硬件结构及引脚 （12）
1.1.1 MCS-51单片机内部结构 （12）
1.1.2 MCS-51单片机外部引脚 （20）
1.2 MCS-51单片机的工作方式 （22）
1.2.1 复位方式 （22）
1.2.2 程序执行方式 （24）
1.2.3 节电方式 （24）
1.2.4 编程和校验方式 （25）
1.3 单片机的时序 （26）
1.3.1 MCS-51的时序单位 （26）
1.3.2 MCS-51指令的取指/执行时序 （26）
1.3.3 访问片外ROM/RAM指令的时序 （28）
1.4 C8051F系列片上系统（SOC）简介 （29）
1.4.1 概述 （29）
1.4.2 基本结构与特点 （31）
习题1 （33）
第2章 MCS-51单片机指令系统与汇编语言程序设计 （35）
2.1 概述 （35）
2.1.1 汇编语言指令格式与伪指令 （35）
2.1.2 指令的分类 （39）
2.1.3 指令中的常用符号 （39）
2.2 MCS-51单片机的寻址方式 （40）
2.2.1 立即寻址 （40）
2.2.2 直接寻址 （41）
2.2.3 寄存器寻址 （42）
2.2.4 寄存器间接寻址 （43）
2.2.5 变址寻址 （44）
2.2.6 相对寻址 （44）
2.2.7 位寻址 （45）
2.3 MCS-51单片机的指令系统 （46）
2.3.1 数据传送指令 （47）
2.3.2 算术运算指令 （53）
2.3.3 逻辑运算及移位指令 （58）
2.3.4 控制转移指令 （63）
2.3.5 位操作指令 （70）
2.4 汇编语言及程序设计 （73）
2.4.1 汇编语言程序设计的步骤 （74）
2.4.2 顺序程序设计 （75）
2.4.3 分支程序设计 （75）
2.4.4 循环程序设计 （77）
2.4.5 查表程序设计 （82）
2.4.6 子程序设计 （85）
2.5 程序设计举例 （88）
2.5.1 多字节算术运算程序 （88）
2.5.2 数制转换程序 （90）
2.5.3 散转程序 （93）
2.6 汇编语言的开发环境 （95）
2.6.1 单片机开发系统 （95）
2.6.2 汇编语言的编辑与汇编 （97）
2.6.3 汇编语言的调试 （98）
习题2 （101）
第3章 MCS-51单片机的内部资源及应用 （104）
3.1 MCS-51单片机的并行I/O口 （104）
3.1.1 MCS-51内部并行I/O口 （104）
3.1.2 MCS-51内部并行I/O口的应用 （106）
3.2 MCS-51单片机的中断系统 （109）
3.2.1 中断的基本概念 （109）
3.2.2 MCS-51的中断系统 （111）
3.2.3 MCS-51中断系统的编程 （118）
3.2.4 MCS-51扩展外部中断请求输入口 （119）
3.3 MCS-51单片机的定时器/计数器 （121）
3.3.1 定时器/计数器 （121）
3.3.2 定时器/计数器的工作方式 （124）
3.3.3 定时器/计数器的应用 （125）
3.4 MCS-51单片机的串行通信 （129）
3.4.1 概述 （129）
3.4.2 MCS-51的串行口 （131）
3.4.3 串行口的工作方式 （133）
3.4.4 串行口的通信波特率 （134）
3.4.5 串行口的应用 （136）
习题3 （146）
第4章 MCS-51单片机系统的扩展技术 （149）
4.1 MCS-51单片机系统扩展概述 （149）
4.1.1 MCS-51系列单片机的外部扩展原理 （149）
4.1.2 MCS-51单片机系统地址空间的分配 （150）
4.2 存储器的扩展 （152）
4.2.1 程序存储器扩展 （153）
4.2.2 数据存储器扩展 （157）
4.2.3 MCS-51对外部存储器的扩展 （159）
4.2.4 程序存储空间和数据存储空间的混合 （159）
4.3 并行I/O口的扩展 （160）
4.3.1 概述 （160）
4.3.2 普通并行I/O口扩展 （161）
4.3.3 可编程并行I/O接口芯片扩展 （163）
4.3.4 可编程逻辑器件（PLD）的扩展 （171）
4.3.5 可编程系统器件（PSD）的扩展 （174）
4.4 时钟芯片的扩展 （176）
4.4.1 时钟芯片概述 （176）
4.4.2 DS12C887的结构及工作原理 （177）
4.4.3 DS12C887与MCS-51的接口 （182）
4.4.4 DS12C887的应用举例 （182）
4.5 系统监控芯片的扩展 （184）
4.5.1 概述 （185）
4.5.2 MAX692A的工作原理 （186）
4.5.3 MAX692A与MCS-51的接口 （187）
4.5.4 MAX692A的编程应用 （188）
4.6 总线接口扩展 （189）
4.6.1 EIA RS-232C总线标准与接口电路 （189）
4.6.2 RS-422/RS-485总线标准与接口电路 （193）
4.6.3 I2C总线标准与接口电路 （197）
4.6.4 其他常用总线标准 （201）
习题4 （203）
第5章 MCS-51单片机的输入/输出通道接口 （205）
5.1 输入/输出通道概述 （205）
5.1.1 传感器 （205）
5.1.2 单片机应用系统的输入/输出通道 （206）
5.2 D/A转换器及接口技术 （209）
5.2.1 D/A转换器的性能指标 （209）
5.2.2 D/A转换器的分类 （210）
5.2.3 D/A转换器的接口 （210）
5.3 A/D转换器及接口技术 （219）
5.3.1 A/D转换器的性能指标 （219）
5.3.2 A/D转换器的分类 （220）
5.3.3 A/D转换器的接口 （220）
5.3.4 数据采集系统 （229）
习题5 （231）
第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口 （233）
6.1 MCS-51单片机与键盘的接口技术 （233）
6.1.1 概述 （233）
6.1.2 使用键盘时必须解决的问题 （234）
6.1.3 键盘接口 （234）
6.2 MCS-51单片机与显示器的接口技术 （244）
6.2.1 LED显示器及其接口 （244）
6.2.2 LCD显示器及其接口 （250）
6.3 MCS-51单片机键盘和显示器接口设计实例 （253）
6.3.1 利用8155芯片实现键盘和显示器接口 （253）
6.3.2 利用MCS-51的串行口实现键盘和显示器接口 （255）
6.3.3 利用专用芯片实现键盘和显示器接口 （257）
6.4 MCS-51单片机与微型打印机的接口技术 （258）
6.4.1 微型打印机的特点 （258）
6.4.2 接口技术 （259）
6.4.3 字符代码及打印命令 （260）
6.4.4 打印程序实例 （262）
习题6 （264）
第7章 MCS-51单片机应用系统设计 （265）
7.1 MCS-51单片机应用系统设计过程 （266）
7.1.1 总体设计 （266）
7.1.2 硬件设计 （267）
7.1.3 软件设计 （269）
7.1.4 可靠性设计 （270）
7.1.5 单片机应用系统的调试、测试 （276）
7.2 C51编程简介 （277）
7.2.1 MCS-51单片机C51语言简介 （277）
7.2.2 C51的基本语法 （278）
7.2.3 C51编译器 （279）
7.2.4 Keil C51开发系统简介 （280）
7.2.5 C51应用举例 （282）
7.3 单片机应用系统举例 （283）
7.3.1 单片机在控制系统中的应用 （283）
7.3.2 单片机在家用电器中的应用 （286）
7.3.3 单片机在里程、速度计量中的应用 （291）
习题7 （296）
第8章 16位单片机简介 （297）
8.1 概述 （297）
8.2 MCS-96单片机的内部结构与引脚 （298）
8.2.1 CPU结构与引脚 （298）
8.2.2 存储器与I/O端口 （303）
8.2.3 中断系统 （305）
8.2.4 高速I/O部件和定时器/计数器 （308）
8.2.5 脉冲宽度调制PWM （311）
8.2.6 模拟输入 （312）
8.2.7 其他部件 （312）
8.3 MCS-96单片机指令系统简介 （314）
8.3.1 操作数类型 （314）
8.3.2 寻址方式 （315）
8.3.3 MCS-96指令系统简介 （316）
习题8 （319）
第9章 实验 （320）
9.1 ASCII码转换实验 （320）
9.2 排序程序实验 （321）
9.3 定时器/计数器实验 （322）
9.4 基本输入/输出实验 （324）
9.5 中断实验 （327）
9.6 8255A并行口扩展实验 （329）
9.7 8155并行口扩展实验 （330）
9.8 A/D转换实验 （333）
9.9 D/A转换实验 （337）
9.10 MCS-51单片机与IBM-PC异步通信实验 （338）
9.11 步进电机控制实验 （340）
9.12 LCD显示实验 （343）
9.13 课程设计与创新实验题目 （346）
9.13.1 医院住院病人呼叫器的设计 （346）
9.13.2 万年历的设计 （346）
9.13.3 智力竞赛抢答器的设计 （346）
9.13.4 交通信号灯实时控制系统的设计 （347）
9.13.5 自动电梯控制电路的设计 （347）
9.13.6 出租车计程计价器的设计 （347）
9.13.7 智能化公共汽车报站器的设计 （347）
9.13.8 自动往返电动车的设计 （348）
9.13.9 简易IC卡收费器的设计 （348）
9.13.10 消毒柜控制电路的设计 （348）
附录A ASCII码字符表 （349）
附录B 常用集成电路引脚图 （350）
附录C 常用单片机典型产品引脚图 （356）
附录D MCS-51单片机指令表 （357）
附录E 著名的单片机网站简介 （361）
参考文献 （363）
第1章 MCS-51单片机的结构与原理 （12）
1.1 MCS-51单片机硬件结构及引脚 （12）
1.1.1 MCS-51单片机内部结构 （12）
1.1.2 MCS-51单片机外部引脚 （20）
1.2 MCS-51单片机的工作方式 （22）
1.2.1 复位方式 （22）
1.2.2 程序执行方式 （24）
1.2.3 节电方式 （24）
1.2.4 编程和校验方式 （25）
1.3 单片机的时序 （26）
1.3.1 MCS-51的时序单位 （26）
1.3.2 MCS-51指令的取指/执行时序 （26）
1.3.3 访问片外ROM/RAM指令的时序 （28）
1.4 C8051F系列片上系统（SOC）简介 （29）
1.4.1 概述 （29）
1.4.2 基本结构与特点 （31）
习题1 （33）
第2章 MCS-51单片机指令系统与汇编语言程序设计 （35）
2.1 概述 （35）
2.1.1 汇编语言指令格式与伪指令 （35）
2.1.2 指令的分类 （39）
2.1.3 指令中的常用符号 （39）
2.2 MCS-51单片机的寻址方式 （40）
2.2.1 立即寻址 （40）
2.2.2 直接寻址 （41）
2.2.3 寄存器寻址 （42）
2.2.4 寄存器间接寻址 （43）
2.2.5 变址寻址 （44）
2.2.6 相对寻址 （44）
2.2.7 位寻址 （45）
2.3 MCS-51单片机的指令系统 （46）
2.3.1 数据传送指令 （47）
2.3.2 算术运算指令 （53）
2.3.3 逻辑运算及移位指令 （58）
2.3.4 控制转移指令 （63）
2.3.5 位操作指令 （70）
2.4 汇编语言及程序设计 （73）
2.4.1 汇编语言程序设计的步骤 （74）
2.4.2 顺序程序设计 （75）
2.4.3 分支程序设计 （75）
2.4.4 循环程序设计 （77）
2.4.5 查表程序设计 （82）
2.4.6 子程序设计 （85）
2.5 程序设计举例 （88）
2.5.1 多字节算术运算程序 （88）
2.5.2 数制转换程序 （90）
2.5.3 散转程序 （93）
2.6 汇编语言的开发环境 （95）
2.6.1 单片机开发系统 （95）
2.6.2 汇编语言的编辑与汇编 （97）
2.6.3 汇编语言的调试 （98）
习题2 （101）
第3章 MCS-51单片机的内部资源及应用 （104）
3.1 MCS-51单片机的并行I/O口 （104）
3.1.1 MCS-51内部并行I/O口 （104）
3.1.2 MCS-51内部并行I/O口的应用 （106）
3.2 MCS-51单片机的中断系统 （109）
3.2.1 中断的基本概念 （109）
3.2.2 MCS-51的中断系统 （111）
3.2.3 MCS-51中断系统的编程 （118）
3.2.4 MCS-51扩展外部中断请求输入口 （119）
3.3 MCS-51单片机的定时器/计数器 （121）
3.3.1 定时器/计数器 （121）
3.3.2 定时器/计数器的工作方式 （124）
3.3.3 定时器/计数器的应用 （125）
3.4 MCS-51单片机的串行通信 （129）
3.4.1 概述 （129）
3.4.2 MCS-51的串行口 （131）
3.4.3 串行口的工作方式 （133）
3.4.4 串行口的通信波特率 （134）
3.4.5 串行口的应用 （136）
习题3 （146）
第4章 MCS-51单片机系统的扩展技术 （149）
4.1 MCS-51单片机系统扩展概述 （149）
4.1.1 MCS-51系列单片机的外部扩展原理 （149）
4.1.2 MCS-51单片机系统地址空间的分配 （150）
4.2 存储器的扩展 （152）
4.2.1 程序存储器扩展 （153）
4.2.2 数据存储器扩展 （157）
4.2.3 MCS-51对外部存储器的扩展 （159）
4.2.4 程序存储空间和数据存储空间的混合 （159）
4.3 并行I/O口的扩展 （160）
4.3.1 概述 （160）
4.3.2 普通并行I/O口扩展 （161）
4.3.3 可编程并行I/O接口芯片扩展 （163）
4.3.4 可编程逻辑器件（PLD）的扩展 （171）
4.3.5 可编程系统器件（PSD）的扩展 （174）
4.4 时钟芯片的扩展 （176）
4.4.1 时钟芯片概述 （176）
4.4.2 DS12C887的结构及工作原理 （177）
4.4.3 DS12C887与MCS-51的接口 （182）
4.4.4 DS12C887的应用举例 （182）
4.5 系统监控芯片的扩展 （184）
4.5.1 概述 （185）
4.5.2 MAX692A的工作原理 （186）
4.5.3 MAX692A与MCS-51的接口 （187）
4.5.4 MAX692A的编程应用 （188）
4.6 总线接口扩展 （189）
4.6.1 EIA RS-232C总线标准与接口电路 （189）
4.6.2 RS-422/RS-485总线标准与接口电路 （193）
4.6.3 I2C总线标准与接口电路 （197）
4.6.4 其他常用总线标准 （201）
习题4 （203）
第5章 MCS-51单片机的输入/输出通道接口 （205）
5.1 输入/输出通道概述 （205）
5.1.1 传感器 （205）
5.1.2 单片机应用系统的输入/输出通道 （206）
5.2 D/A转换器及接口技术 （209）
5.2.1 D/A转换器的性能指标 （209）
5.2.2 D/A转换器的分类 （210）
5.2.3 D/A转换器的接口 （210）
5.3 A/D转换器及接口技术 （219）
5.3.1 A/D转换器的性能指标 （219）
5.3.2 A/D转换器的分类 （220）
5.3.3 A/D转换器的接口 （220）
5.3.4 数据采集系统 （229）
习题5 （231）
第6章 MCS-51单片机的交互通道配置与接口 （233）
6.1 MCS-51单片机与键盘的接口技术 （233）
6.1.1 概述 （233）
6.1.2 使用键盘时必须解决的问题 （234）
6.1.3 键盘接口 （234）
6.2 MCS-51单片机与显示器的接口技术 （244）
6.2.1 LED显示器及其接口 （244）
6.2.2 LCD显示器及其接口 （250）
6.3 MCS-51单片机键盘和显示器接口设计实例 （253）
6.3.1 利用8155芯片实现键盘和显示器接口 （253）
6.3.2 利用MCS-51的串行口实现键盘和显示器接口 （255）
6.3.3 利用专用芯片实现键盘和显示器接口 （257）
6.4 MCS-51单片机与微型打印机的接口技术 （258）
6.4.1 微型打印机的特点 （258）
6.4.2 接口技术 （259）
6.4.3 字符代码及打印命令 （260）
6.4.4 打印程序实例 （262）
习题6 （264）
第7章 MCS-51单片机应用系统设计 （265）
7.1 MCS-51单片机应用系统设计过程 （266）
7.1.1 总体设计 （266）
7.1.2 硬件设计 （267）
7.1.3 软件设计 （269）
7.1.4 可靠性设计 （270）
7.1.5 单片机应用系统的调试、测试 （276）
7.2 C51编程简介 （277）
7.2.1 MCS-51单片机C51语言简介 （277）
7.2.2 C51的基本语法 （278）
7.2.3 C51编译器 （279）
7.2.4 Keil C51开发系统简介 （280）
7.2.5 C51应用举例 （282）
7.3 单片机应用系统举例 （283）
7.3.1 单片机在控制系统中的应用 （283）
7.3.2 单片机在家用电器中的应用 （286）
7.3.3 单片机在里程、速度计量中的应用 （291）
习题7 （296）
第8章 16位单片机简介 （297）
8.1 概述 （297）
8.2 MCS-96单片机的内部结构与引脚 （298）
8.2.1 CPU结构与引脚 （298）
8.2.2 存储器与I/O端口 （303）
8.2.3 中断系统 （305）
8.2.4 高速I/O部件和定时器/计数器 （308）
8.2.5 脉冲宽度调制PWM （311）
8.2.6 模拟输入 （312）
8.2.7 其他部件 （312）
8.3 MCS-96单片机指令系统简介 （314）
8.3.1 操作数类型 （314）
8.3.2 寻址方式 （315）
8.3.3 MCS-96指令系统简介 （316）
习题8 （319）
第9章 实验 （320）
9.1 ASCII码转换实验 （320）
9.2 排序程序实验 （321）
9.3 定时器/计数器实验 （322）
9.4 基本输入/输出实验 （324）
9.5 中断实验 （327）
9.6 8255A并行口扩展实验 （329）
9.7 8155并行口扩展实验 （330）
9.8 A/D转换实验 （333）
9.9 D/A转换实验 （337）
9.10 MCS-51单片机与IBM-PC异步通信实验 （338）
9.11 步进电机控制实验 （340）
9.12 LCD显示实验 （343）
9.13 课程设计与创新实验题目 （346）
9.13.1 医院住院病人呼叫器的设计 （346）
9.13.2 万年历的设计 （346）
9.13.3 智力竞赛抢答器的设计 （346）
9.13.4 交通信号灯实时控制系统的设计 （347）
9.13.5 自动电梯控制电路的设计 （347）
9.13.6 出租车计程计价器的设计 （347）
9.13.7 智能化公共汽车报站器的设计 （347）
9.13.8 自动往返电动车的设计 （348）
9.13.9 简易IC卡收费器的设计 （348）
9.13.10 消毒柜控制电路的设计 （348）
附录A ASCII码字符表 （349）
附录B 常用集成电路引脚图 （350）
附录C 常用单片机典型产品引脚图 （356）
附录D MCS-51单片机指令表 （357）
附录E 著名的单片机网站简介 （361）
参考文献 （363）
单片机原理及应用
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