单片机原理及接口技术（基于Proteus虚拟仿真）

　　本书以AT89S51单片机为例，详细介绍51单片机的原理及接口技术，内容精练、案例丰富，每章都配有习题。全书具有较强的系统性、实用性、典型性。通过对本书的学习，读者能够掌握单片机系统开发设计的基础知识和基本技能，达到快速入门的效果，而且可以较全面地掌握单片机的整个开发流程。本书的内容包括单片机概述，AT89S51的硬件结构，51单片机的指令系统及汇编语言程序设计，C51的程序设计，AT89S51的中断系统，AT89S51的定时器/计数器，AT89S51的串行接口及串行通信，AT89S51的系统扩展及应用，AT89S51与键盘、显示器的接口设计，AT89S51与ADC、DAC的接口设计。本书可作为高等院校电子信息工程、通信工程、电子信息科学与技术、物联网工程、计算机科学与技术、自动化、机电一体化等专业的教材，也可供从事单片机应用开发的工程技术人员参考。

　　王艳春，齐齐哈尔大学通信与电子工程学院系主任，教授，黑龙江省电子学会理事，黑龙江省通信学会会员。齐齐哈尔大学精品课单片机原理及应用课程负责人，黑龙江省精品课现代程控交换原理负责人。曾编写出版《现代通信综合实验教程》《微型计算机技术》《单片机原理及接口技术》《计算机操作系统》《现代交换原理及CTI应用》《电子信息工程导论》《信号与系统》等书。2011年获得黑龙江省教学成果二等奖，2009、2012、2016年分别获得齐齐哈尔大学教学成果一等奖， 2015、2017年分别获得黑龙江省高等教育学会教学成果二等奖、三等奖。

第1章 单片机概述 1
1.1　单片机的概念 1
1.2　单片机与嵌入式系统 1
1.3　单片机的发展过程及趋势 2
1.3.1　单片机的发展过程 2
1.3.2　单片机的发展趋势 3
1.4　单片机的优点及应用领域 4
1.4.1　单片机的优点 4
1.4.2　单片机的应用领域 4
1.5　常用单片机 5
1.5.1　MCS-51系列单片机 5
1.5.2　AT89系列单片机 6
1.5.3　其他单片机 6
习题1 8
第2章 AT89S51的硬件结构 9
2.1　AT89S51的内部结构 9
2.2　AT89S51的引脚功能 10
2.2.1　电源及时钟引脚 10
2.2.2　控制引脚 11
2.2.3　I/O口引脚 11
2.3　CPU 12
2.3.1　运算器 12
2.3.2　控制器 14
2.4　AT89S51的存储器结构 14
2.4.1　ROM 15
2.4.2　RAM 15
2.4.3　SFR 17
2.5　AT89S51的并行I/O口 20
2.5.1　P0口 20
2.5.2　P1口 21
2.5.3　P2口 22
2.5.4　P3口 23
2.6　AT89S51的时钟电路和时序 24
2.6.1　时钟电路 24
2.6.2　时序 26
2.7　AT89S51的复位操作和复位电路 27
2.7.1　复位操作 27
2.7.2　复位电路 27
2.8　AT89S51的 小应用系统 28
2.9　AT89S51的低功耗节电模式 29
2.9.1　空闲模式 30
2.9.2　掉电保持模式 30
习题2 31
第3章 51单片机的指令系统及汇编语言程序设计 32
3.1　指令系统概述及其寻址方式 32
3.1.1　指令系统概述 32
3.1.2　指令系统的寻址方式 32
3.2　51单片机的指令系统 35
3.2.1　数据传送类指令 35
3.2.2　算术运算类指令 38
3.2.3　逻辑运算类指令 41
3.2.4　控制转移类指令 44
3.2.5　位操作类指令 48
3.3　51单片机的汇编语言程序设计 49
3.3.1　汇编程序伪指令 50
3.3.2　顺序程序的设计方法 51
3.3.3　分支程序的设计方法 52
3.3.4　循环程序的设计方法 55
3.3.5　子程序的设计方法 57
习题3 59
第4章 C51程序设计 60
4.1　概述 60
4.1.1　C51的程序开发过程 60
4.1.2　C51的程序结构 60
4.2　C51的标识符和关键字 62
4.2.1　标识符 62
4.2.2　关键字 62
4.3　C51的运算量 62
4.3.1　常量与符号常量 62
4.3.2　变量 63
4.3.3　变量的存储类型 63
4.4　C51的数据类型 63
4.4.1　基本数据类型 63
4.4.2　复杂数据类型 65
4.4.3　运算符和表达式 67
4.5　C51的函数 70
4.5.1　C51的函数定义 70
4.5.2　C51的库函数 72
4.6　C51程序设计示例 73
习题4 74
第5章 AT89S51的中断系统 75
5.1　中断系统 75
5.1.1　中断的概念 75
5.1.2　中断系统的结构 76
5.1.3　中断源 76
5.1.4　中断请求标志寄存器 77
5.2　AT89S51的中断控制 78
5.2.1　中断允许控制寄存器IE 78
5.2.2　中断优先级控制寄存器IP 79
5.3　AT89S51的中断处理过程 81
5.3.1　中断响应的条件 81
5.3.2　中断响应时间 81
5.3.3　中断响应过程 82
5.3.4　中断请求的撤销 82
5.4　AT89S51的中断系统应用 83
5.5　外部中断源的扩展 86
习题5 88
第6章 AT89S51的定时器/计数器 89
6.1　定时器/计数器的结构与工作原理 89
6.1.1　定时器/计数器的结构 89
6.1.2　定时器/计数器的工作原理 90
6.2　与定时器/计数器相关的SFR 90
6.2.1　工作方式寄存器TMOD 90
6.2.2　控制寄存器TCON 91
6.3　定时器/计数器的工作方式 91
6.3.1　方式0 91
6.3.2　方式1 92
6.3.3　方式2 93
6.3.4　方式3 93
6.4　定时器/计数器的应用 95
6.4.1　定时器/计数器的初始化 95
6.4.2　定时器的应用 95
习题6 104
第7章 AT89S51的串行接口及串行通信 105
7.1　串行通信的基本概念 105
7.1.1　异步通信 105
7.1.2　同步通信 106
7.1.3　串行通信的数据传输 107
7.2　串行接口的结构及相关SFR 107
7.2.1　串行接口的结构 107
7.2.2　串行接口控制寄存器SCON 108
7.2.3　电源控制寄存器PCON 109
7.3　串行通信工作方式 109
7.3.1　方式0 110
7.3.2　方式1 111
7.3.3　方式2 113
7.3.4　方式3 114
7.4　波特率的设置 114
7.5　串行接口的编程与应用 116
7.5.1　串行接口初始化 116
7.5.2　串行接口方式0扩展并行I/O口 116
7.5.3　双机通信 120
7.5.4　多机通信（方式2或方式3实现多机通信） 129
习题7 131
第8章 AT89S51的系统扩展及应用 133
8.1　系统扩展概述 133
8.1.1　系统总线及其结构 133
8.1.2　编址方法 135
8.2　片外存储器的扩展及应用 140
8.2.1　片外ROM的扩展及应用 140
8.2.2　片外RAM的扩展及应用 143
8.3　并行I/O接口的扩展及应用 144
8.3.1　I/O接口功能 144
8.3.2　I/O口的编址方式及数据传送方式 144
8.3.3　常用的I/O接口芯片 145
8.3.4　AT89S51与82C55的接口 145
8.3.5　AT89S51与81C55的接口 154
8.3.6　利用74LS系列TTL电路扩展并行I/O口 161
8.4　串行总线的扩展及应用 163
8.4.1　I2C总线的扩展及应用 163
8.4.2　SPI总线的扩展及应用 181
8.4.3　Microwire总线的扩展及应用 182
习题8 183
第9章 AT89S51与键盘、显示器的接口设计 184
9.1　AT89S51与键盘的接口设计 184
9.1.1　键盘输入应解决的问题 184
9.1.2　键盘的工作原理及接口 185
9.1.3　键盘的工作方式 191
9.2　AT89S51与数码管的接口设计 192
9.2.1　数码管的结构 192
9.2.2　数码管的显示方式及接口电路 194
9.2.3　专用键盘/显示器接口芯片实例 198
9.3　AT89S51与LCD的接口设计 206
9.3.1　LCD的原理 206
9.3.2　LCD的分类 206
9.3.3　点阵字符型LCM接口 206
9.3.4　点阵图形型LCM接口 215
习题9 224
0章 AT89S51与ADC、DAC的接口设计 225
10.1　AT89S51与ADC的接口设计 225
10.1.1　ADC概述 225
10.1.2　AT89S51与ADC0809的接口 226
10.1.3　AT89S51与TLC2543的接口 232
10.2　AT89S51与DAC的接口设计 237
10.2.1　DAC概述 237
10.2.2　AT89S51与DAC0832的接口 238
10.2.3　AT89S51与TLC5615的接口 245
习题10 249
参考文献 250