单片机原理及其接口技术

第1章 微型计算机基础1

1.1 计算机中的数制及数的转换1

1.1.1 计算机中的数制1

1.1.2 计算机中数制间数的转换4

1.2 计算机中数的表示方法7

1.2.1 定点机中数的表示方法7

1.2.2 浮点机中数的表示方法8

1.2.3 二进制数的运算9

1.3 计算机中数的表示形式13

1.3.1 机器数的原码、反码和补码13

1.3.2 补码的加减运算16

1.3.3 补码运算的正确性及变形码17

1.4 计算机中数和字符的编码21

1.4.1 bcd码和ascii码21

1.4.2 汉字的编码24

1.4.3 校验码编码25

1.5 单片微型计算机概述29

1.5.1 单片机的内部结构29

1.5.2 单片机的基本原理32

1.5.3 单片机的分类及发展35

.1.5.4 典型单片机性能概览36

1.5.5 单片机在工业控制中的应用46

习题与思考题47

第2章 mcs-51单片机结构与时序49

2.1 mcs-51单片机内部结构49

2.1.1 cpu结构49

2.1.2 存储器结构55

2.1.3 i/o端口59

2.1.4 定时器/计数器61

2.1.5 中断系统61

2.2 mcs-51单片机引脚功能61

2.2.1 mcs-51单片机引脚及其功能63

2.2.2 8031对片外存储器的连接65

2.3 mcs-51单片机工作方式66

2.3.1 复位方式67

2.3.2 程序执行方式67

2.3.3 节电工作方式68

2.3.4 编程和校验方式70

2.4 mcs-51单片机时序73

2.4.1 机器周期和指令周期73

2.4.2 mcs-51指令的取指/执行时序74

2.4.3 访问片外rom/ram的指令时序75

习题与思考题78

第3章 mcs-51单片机指令系统79

3.1 概述79

3.1.1 指令格式79

3.1.2 指令的三种表示形式80

3.1.3 指令的字节数80

3.1.4 指令的分类82

3.1.5 指令系统综述83

3.2 寻址方式84

3.2.1 寄存器寻址84

3.2.2 直接寻址84

3.2.3 立即寻址86

3.2.4 寄存器间址86

3.2.5 变址寻址87

3.2.6 相对寻址88

3.2.7 位寻址89

3.3 数据传送指令90

3.3.1 内部数据传送指令(15条)90

3.3.2 外部数据传送指令(7条)93

3.3.3 堆栈操作指令(2条)96

3.3.4 数据交换指令(4条)97

3.4 算术与逻辑运算和移位指令98

3.4.1 算术运算指令(24条)98

3.4.2 逻辑运算指令(20条)105

3.4.3 移位指令(5条)108

3.5 控制转移和位操作指令110

3.5.1 控制转移指令(17条)110

3.5.2 位操作指令(17条)119

习题与思考题122

第4章 汇编语言程序设计126

4.1 汇编语言的构成126

4.1.1 程序设计语言126

4.1.2 汇编语言格式127

4.1.3 汇编语言构成129

4.2 汇编语言源程序的设计与汇编133

4.2.1 汇编语言源程序的设计步骤134

4.2.2 汇编语言源程序的汇编135

4.3 简单程序与分支程序设计138

4.3.1 简单程序设计138

4.3.2 分支程序设计140

4.4 循环与查表程序设计145

4.4.1 循环程序设计145

4.4.2 查表程序设计151

4.5 子程序与运算程序设计155

4.5.1 子程序设计155

4.5.2 运算程序设计158

习题与思考题166

第5章 半导体存储器168

5.1 半导体存储器基础168

5.1.1 半导体存储器的分类和作用168

5.1.2 半导体存储器的技术指标171

5.1.3 半导体存储器的现状和前景172

5.1.4 半导体存储器的基本结构173

5.2 只读存储器176

5.2.1 掩模rom原理176

5.2.2 prom原理177

5.2.3 eprom原理178

5.2.4 rom举例179

5.3 随机存取存储器185

5.3.1 静态ram基本存储电路185

5.3.2 动态ram基本存储电路186

5.3.3 ram举例187

5.4 mcs-51和外部存储器的连接191

5.4.1 连接中应考虑的问题191

5.4.2 mcs-51对外部rom的连接194

5.4.3 mcs-51对外部ram的连接195

5.4.4 mcs-51对外部存储器的连接197

习题与思考题198

第6章 mcs-51中断系统200

6.1 概述200

6.1.1 中断的定义和作用200

6.1.2 中断源201

6.1.3 中断分类202

6.1.4 中断嵌套202

6.1.5 中断系统功能203

6.2 mcs-51的中断系统204

6.2.1 mcs-51 的中断源和中断标志204

6.2.2 mcs-51 对中断请求的控制207

6.2.3 mcs-51对中断的响应210

6.2.4 mcs-51对中断的响应时间210

6.2.5 mcs-51对中断请求的撤除211

6.2.6 mcs-51中断系统的初始化212

6.3 中断控制器8259a213

6.3.1 8259内部结构213

6.3.2 8259引脚功能215

6.3.3 8259命令字216

6.3.4 8259工作模式222

6.3.5 8259级联228

6.4 mcs-51对外部中断源的扩展229

6.4.1 借用定时器溢出中断扩展外部中断源229

6.4.2 采用查询法扩展外部中断源230

6.4.3 采用8259扩展外部中断源231

习题与思考题233

第7章 并行i/o接口235

7.1 概述235

7.1.1 i/o接口的作用236

7.1.2 外部设备的编址236

7.1.3 i/o数据的4种传送方式238

7.1.4 i/o接口的类型241

7.2 mcs-51内部并行i/o端口及其应用242

7.2.1 mcs-51内部并行i/o端口242

7.2.2 mcs-51内部并行i/o端口的应用242

7.3 并行i/o接口芯片248

7.3.1 intel 8255a248

7.3.2 intel 8155254

7.4 mcs-51并行i/o端口的扩展262

7.4.1 借用外部ram地址扩展i/o端口262

7.4.2 采用8255a扩展i/o端口264

7.4.3 采用8155扩展i/o端口266

7.5 mcs-51对led/lcd/键盘的接口268

7.5.1 mcs-51对led的接口268

7.5.2 mcs-51对lcd的接口272

7.5.3 mcs-51对非编码键盘的接口280

7.5.4 键盘/显示系统286

7.6 mcs-51 内部定时器/计数器288

7.6.1 mcs-51对内部定时器/计数器的控制288

7.6.2 工作方式290

7.6.3 mcs-51对内部定时器/计数器的初始化292

7.6.4 应用举例293

习题与思考题296

第8章 mcs-51对a／d和d／a的接口299

8.1 d／a转换器299

8.1.1 d／a转换器的原理300

8.1.2 d／a转换器的性能指标301

8.1.3 dac0832302

8.2 mcs-51对d／a的接口303

8.2.1 dac的应用304

8.2.2 mcs-51对8位dac的接口306

8.2.3 mcs-51对12位dac的接口309

8.3 a／d转换器311

8.3.1 逐次逼近式a／d转换原理312

8.3.2 并行a／d转换原理312

8.3.3 a／d转换器的性能指标313

8.3.4 adc0809314

8.4 mcs-51对a／d的接口317

8.4.1 mcs-51对adc0809的接口317

8.4.2 mcs-51对ad574a的接口319

习题与思考题322

第9章 mcs-51的串行通信325

9.1 串行通信基础325

9.1.1 串行通信的分类325

9.1.2 串行通信的制式327

9.1.3 串行通信中的调制解调器328

9.1.4 串行通信中串行i／o数据的实现331

9.2 mcs-51的串行接口334

9.2.1 串行口的结构334

9.2.2 串行口的工作方式337

9.2.3 串行口的通信波特率339

9.3 mcs-51串行口的应用340

9.3.1 串行口在方式0下的应用340

9.3.2 串行口在其他方式下的应用342

9.4 单片机的多机通信348

9.4.1 软件中断型主从式多机通信349

9.4.2 硬件中断型主从式多机通信355

9.4.3 分布式通信系统356

9.4.4 光纤通信简介361

习题与思考题365

第10章 单片机应用系统的设计367

10.1 单片机的总线结构367

10.1.1 单片机总线概述367

10.1.2 板级总线370

10.1.3 通信总线375

10.2 单片机前向通道的设计381

10.2.1 传感器和模拟信号放大器382

10.2.2 多路开关和采样保持器385

10.2.3 lm331的原理和应用389

10.3 单片机后向通道的设计396

10.3.1 线路驱动器和接收器396

10.3.2 外围驱动器398

10.3.3 显示驱动器和电平转换器401

10.3.4 电气隔离技术403

10.4 单片机应用系统的抗干扰设计405

10.4.1 单片机应用系统的硬件抗干扰设计406

10.4.2 单片机应用系统的软件抗干扰设计415

10.5 应用实例--单片机温度控制系统421

10.5.1 硬件电路421

10.5.2 温度控制的算法和程序424

习题与思考题435附录a ascii码字符表438

附录b 图形字符代码表（汉字编码部分）示例图439

附录c mcs-51系列单片机指令表440

附录d 配套cai教学光盘简介449

参考文献451