以80C51系列单片机为主线，详细地介绍了单片机的组成，工作原理、应用技术、仿真方法和开发流程。内容有：单片机的意义和发展，单片机硬件（单片机CPU、存储器、并行口、中断系统、定时/计数器、系统扩展接口以及AD/DA转换技术等），单片机软件（指令系统、汇编语言软件设计和C语言软件设计），单片机集成开发环境软件Keil5，单片机仿真软件Proteus8，单片机应用系统实例等。
20 世纪70 年代, 单片机的诞生标志着嵌入式计算机系统的出现。而作为最典型的嵌入式系统, 它的成功应用推动了微控制器的发展。
单片机在我国大规模应用已有30 余年历史, 已成为电子系统智能化最普遍的应用手段。在全国高等院校工科专业中, 已普遍开设了单片机及相关课程。课程设计、毕业设计、各种电子设计竞赛等实践环节, 单片机系统也都有着广泛的应用。单片机已成为工科学生, 特别是电类专业学生必须掌握的一门专业技术。因此, 出版一本高等工科院校单片机及其相关课程的优秀教材具有十分重要的意义。在品种众多的单片机中, 80C51 系列单片机以其完整的系统结构、规范的特殊功能寄存器、强大的指令系统以及丰富的仿真和开发工具, 成为单片机中的主流机型。因此, 本书以它作为主线介绍单片机原理与应用。
全书共分10 章, 第1 章介绍了单片机的基本概念, 第2 章介绍了80C51 单片机基本原理与结构, 第3 章介绍了80C51 单片机指令系统、汇编语言和C51 语言程序设计, 第4 章介绍了80C51 单片机集成开发环境Keil 和仿真软件Proteus, 第5 章介绍了80C51 单片机基本输入输出接口, 第6 章介绍了80C51 单片机的中断系统, 第7 章介绍了80C51 单片机定时器/ 计数器, 第8 章介绍了80C51 单片机串行接口, 第9 ~ 10 章介绍了单片机扩展接口技术和应用系统实例。
参加本书编写的教师有多年从事单片机原理与应用的教学以及科技开发的工作经历, 积累了大量的理论与实践经验, 为编写本书打下了坚实的基础。本书原理部分的叙述力求体现内容的系统性和完整性, 同时简单明了、深入浅出、循序渐进; 应用部分的介绍完全取材于工程实例, 突出实用性和完整性, 有较高的参考价值。
本书的编写得到了浙江省重点教材建设项目的资助, 并参考了同行大量的研究成果, 研究生施盛华、肖金辉、金玮、黄佩也做了大量的文稿整理工作, 在此, 一并表示衷心的感谢!由于时间仓促, 水平有限, 书中错漏之处在所难免, 敬请读者批评指正。
编 者
2017 年3 月, 杭州
前 言
第1 章 绪论 1
1. 1 单片机 1
1. 1. 1 单片机的定义 1
1. 1. 2 单片机的发展历程 1
1. 1. 3 80C51 系列单片机简介 4
1. 1. 4 单片机的应用 5
1. 2 嵌入式系统 6
1. 2. 1 嵌入式系统与通用计算机 6
1. 2. 2 嵌入式系统与单片机 7
1. 3 学习安排 8
本章小结 9
习题 9
第2 章 80C51 单片机的基本结构与
工作原理 10
2. 1 80C51 单片机的基本组成 10
2. 2 80C51 单片机的基本特性与引脚功能 12
2. 2. 1 80C51/ 80C52 的基本特性 12
2. 2. 2 引脚功能 12
2. 3 80C51 单片机CPU 的结构和时序 14
2. 3. 1 中央控制器 14
2. 3. 2 运算器 15
2. 3. 3 时钟电路及CPU 的工作时序 17
2. 4 80C51 单片机存储器结构和地址空间 20
2. 4. 1 程序存储器 21
2. 4. 2 数据存储器 22
2. 5 80C51 单片机布尔(位) 处理器 25
2. 6 80C51 单片机的工作方式 26
2. 6. 1 复位方式 26
2. 6. 2 低功耗工作方式 27
本章小结 28
习题 28
第3 章 80C51 单片机指令系统、汇编
语言及C51 程序设计 30
3. 1 80C51 单片机程序设计概述 30
3. 1. 1 指令和指令系统的概念 30
3. 1. 2 80C51 汇编语言程序设计概述 30
3. 1. 3 Keil C51 语言程序设计概述 31
3. 2 80C51 汇编语言指令系统与程序
设计 31
3. 2. 1 80C51 汇编语言指令格式 31
3. 2. 2 80C51 汇编语言指令系统 32
3. 2. 3 80C51 汇编语言程序设计 43
3. 3 Keil C51 程序设计 50
3. 3. 1 Keil C51 基础 50
3. 3. 2 Keil C51 的运算符 55
3. 3. 3 Keil C51 程序设计 59
3. 4 程序设计实例 67
本章小结 68
习题 69
第4 章 开发环境Keil μVision5 和
仿真软件Proteus8. 0 70
4. 1 Keil μVision5 使用 70
4. 2 Proteus 8. 0 ISIS 使用 81
4. 2. 1 Proteus 8. 0 ISIS 的基本性能概述 81
4. 2. 2 Proteus8. 0 ISIS 的编辑环境 82
4. 2. 3 Proteus8. 0 电路原理图设计 83
4. 3 Keil 和Proteus 联调 90
4. 3. 1 Keil C 编程与编译 90
4. 3. 2 Proteus 仿真 91
4. 3. 3 Keil 大工程的建立 93
本章小结 96
习题 96
·Ⅳ
第5 章 80C51 单片机基本输入输出接口 97
5. 1 输入输出端口基本原理 97
5. 1. 1 P0 口 97
5. 1. 2 P1 口 99
5. 1. 3 P2 口 99
5. 1. 4 P3 口 100
5. 2 输出电路设计 101
5. 2. 1 驱动LED 101
5. 2. 2 驱动蜂鸣器 102
5. 2. 3 驱动继电器 102
5. 2. 4 驱动七段LED 数码管 103
5. 2. 5 多个七段数码管的应用 105
5. 3 输入电路设计 107
5. 3. 1 输入设备和电路设计 107
5. 3. 2 抖动与去抖动 107
5. 3. 3 矩阵键盘 108
5. 4 应用实例 110
5. 4. 1 蜂鸣器发声 110
5. 4. 2 单只数码管循环显示0~9 111
5. 4. 3 左右流水灯实验 112
本章小结 115
习题 116
第6 章 80C51 单片机中断系统 117
6. 1 中断系统概念与原理 117
6. 1. 1 中断、中断源及中断优先权 117
6. 1. 2 80C51 中断系统结构与控制 118
6. 2 中断系统编程基础 121
6. 2. 1 中断系统汇编语言编程基础 121
6. 2. 2 中断系统C51 语言编程基础 123
6. 3 中断系统应用实例 123
6. 3. 1 外部中断实验 123
6. 3. 2 数码管计数实验 125
本章小结 128
习题 128
第7 章 80C51 单片机定时器/计数器 129
7. 1 定时器/计数器的基本原理和结构 129
7. 2 定时器/计数器T0/ T1 130
7. 2. 1 工作方式寄存器TMOD 130
7. 2. 2 控制寄存器TCON 131
7. 2. 3 4 种工作方式 131
7. 3 定时器/计数器T2 133
7. 3. 1 定时器/ 计数器T2 中的特殊功能
寄存器 134
7. 3. 2 定时器/计数器T2 的工作方式 135
7. 4 看门狗定时器 137
7. 5 定时器/计数器的编程基础 138
7. 5. 1 定时器/计数器溢出率的计算 138
7. 5. 2 定时器/计数器的编程基础 138
7. 6 定时器/计数器应用实例 138
7. 6. 1 实例1 138
7. 6. 2 实例2 140
7. 6. 3 实例3 141
本章小结 145
习题 145
第8 章 80C51 单片机串行接口 146
8. 1 串行通信基本知识 146
8. 1. 1 数据通信 146
8. 1. 2 串行通信的传输方式 146
8. 1. 3 异步通信和同步通信 147
8. 1. 4 通信协议和单机通信 148
8. 1. 5 RS-232C 149
8. 2 80C51 单片机串行接口的结构和工作原理 150
8. 2. 1 串行接口结构 150
8. 2. 2 传送过程工作原理 151
8. 2. 3 串行接口的控制寄存器 151
8. 2. 4 串行接口的
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