單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)（C51編程+Proteus仿真 第3版）

第1章 單片機(jī)概述 1
1．1 單片機(jī)簡(jiǎn)介 1
1．2 單片機(jī)的發(fā)展歷史 1
1．3 單片機(jī)的特點(diǎn) 2
1．4 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 3
1．5 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 3
1．6 MCS-51系列與AT89S5x系列單片機(jī) 4
1．6．1 MCS-51系列單片機(jī) 4
1．6．2 AT89S5x系列單片機(jī) 5
1．7 各種衍生的8051單片機(jī) 6
1．7．1 STC系列單片機(jī) 6
1．7．2 C8051Fxxx系列單片機(jī) 7
1．7．3 ADμC812系列單片機(jī) 8
1．7．4 華邦W77系列、W78系列單片機(jī) 8
1．8 PIC系列單片機(jī)與AVR系列單片機(jī) 8
1．8．1 PIC系列單片機(jī) 8
1．8．2 AVR系列單片機(jī) 9
1．9 其他嵌入式處理器簡(jiǎn)介 10
1．9．1 DSP 10
1．9．2 嵌入式微處理器 11
思考題及習(xí)題1 11
第2章 AT89S51單片機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu) 12
2．1 AT89S51單片機(jī)的硬件組成 12
2．2 AT89S51單片機(jī)的引腳功能 13
2．2．1 電源及時(shí)鐘引腳 13
2．2．2 控制引腳 13
2．2．3 并行I/O口引腳 14
2．3 AT89S51單片機(jī)的CPU 15
2．3．1 運(yùn)算器 15
2．3．2 控制器 16
2．4 AT89S51單片機(jī)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu) 17
2．4．1 程序存儲(chǔ)器空間 17
2．4．2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間 18
2．4．3 特殊功能寄存器 18
2．4．4 位地址空間 21
2．5 AT89S51單片機(jī)的并行I/O口 23
2．5．1 P0口 23
2．5．2 P1口 24
2．5．3 P2口 24
2．5．4 P3口 25
2．6 時(shí)鐘電路與時(shí)序 26
2．6．1 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 26
2．6．2 機(jī)器周期、指令周期與指令時(shí)序 27
2．7 復(fù)位操作和復(fù)位電路 28
2．7．1 復(fù)位操作 28
2．7．2 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 28
2．8 AT89S51單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng) 29
2．9 看門(mén)狗定時(shí)器的使用 29
2．10 低功耗節(jié)電模式 30
2．10．1 空閑模式 31
2．10．2 掉電模式 31
思考題及習(xí)題2 32
第3章 C51語(yǔ)言編程基礎(chǔ)與Keil μVision 34
3．1 C51語(yǔ)言概述 34
3．1．1 C51語(yǔ)言與8051匯編語(yǔ)言的比較 34
3．1．2 C51語(yǔ)言與標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言的比較 34
3．2 C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 35
3．2．1 C51語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類(lèi)型與存儲(chǔ)類(lèi)型 35
3．2．2 C51語(yǔ)言的特殊功能寄存器及位變量定義 39
3．2．3 C51語(yǔ)言的絕對(duì)地址訪(fǎng)問(wèn) 41
3．2．4 C51語(yǔ)言的基本運(yùn)算 43
3．2．5 C51語(yǔ)言的分支與循環(huán)程序結(jié)構(gòu) 45
3．2．6 C51語(yǔ)言的數(shù)組 51
3．2．7 C51語(yǔ)言的指針 53
3．3 C51語(yǔ)言的函數(shù) 54
3．3．1 函數(shù)的分類(lèi) 54
3．3．2 函數(shù)的調(diào)用 55
3．3．3 中斷服務(wù)函數(shù) 56
3．3．4 變量及存儲(chǔ)方式 56
3．3．5 宏定義與文件包含 57
3．3．6 庫(kù)函數(shù) 57
3．4 使用Keil μVision開(kāi)發(fā)C51程序 58
3．4．1 Keil μVision的基本操作 58
3．4．2 添加用戶(hù)源程序文件 60
3．4．3 程序的編譯與調(diào)試 61
3．4．4 工程的設(shè)置 64
思考題及習(xí)題3 66
第4章 虛擬仿真平臺(tái)Proteus的使用 67
4．1 Proteus的基本功能 67
4．2 Proteus ISIS的虛擬仿真 68
4．3 Proteus ISIS環(huán)境簡(jiǎn)介 69
4．3．1 原理圖編輯窗口 69
4．3．2 預(yù)覽窗口 70
4．3．3 對(duì)象選擇窗口 70
4．3．4 主菜單欄 71
4．3．5 主工具欄 73
4．3．6 工具箱 74
4．3．7 仿真工具欄 75
4．3．8 元件列表 75
4．4 Proteus ISIS的編輯環(huán)境設(shè)置 76
4．5 Proteus ISIS的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境設(shè)置 77
4．6 單片機(jī)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)與虛擬仿真 78
4．6．1 電路設(shè)計(jì)與虛擬仿真的步驟 78
4．6．2 新建或打開(kāi)一個(gè)設(shè)計(jì)文件 78
4．6．3 選擇需要的元件到元件列表中 79
4．6．4 放置元件并連接電路 81
4．6．5 加載目標(biāo)代碼文件、設(shè)置時(shí)鐘頻率及仿真運(yùn)行 85
4．7 Proteus的各種虛擬仿真工具 85
4．7．1 虛擬激勵(lì)信號(hào)源 85
4．7．2 虛擬儀器 90
4．7．3 虛擬儀器的圖表仿真 99
4．7．4 硬件斷點(diǎn)的設(shè)置 101
第5章 單片機(jī)開(kāi)關(guān)檢測(cè)、鍵盤(pán)輸入與顯示接口設(shè)計(jì) 104
5．1 用單片機(jī)控制發(fā)光二極管顯示 104
5．1．1 單片機(jī)與發(fā)光二極管的連接 104
5．1．2 I/O口的編程控制 105
5．2 開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè) 108
5．2．1 開(kāi)關(guān)檢測(cè)實(shí)例1 108
5．2．2 開(kāi)關(guān)檢測(cè)實(shí)例2 109
5．3 用單片機(jī)控制LED數(shù)碼管顯示 110
5．3．1 LED數(shù)碼管的顯示原理 110
5．3．2 LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示 112
5．4 用單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏 顯示 115
5．4．1 LED點(diǎn)陣顯示屏的結(jié)構(gòu)與顯示原理 115
5．4．2 16×16 LED點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)實(shí)例 116
5．5 用單片機(jī)控制LCD 1602顯示 119
5．5．1 LCD 1602簡(jiǎn)介 119
5．5．2 LCD 1602設(shè)計(jì)實(shí)例 125
5．6 用單片機(jī)控制LCD12864顯示 128
5．6．1 引腳功能與顯示原理 129
5．6．2 控制命令 130
5．6．3 LCD12864設(shè)計(jì)實(shí)例 131
5．7 鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì) 136
5．7．1 鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)需要解決的問(wèn)題 136
5．7．2 獨(dú)立式鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)實(shí)例 137
5．7．3 矩陣式鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)實(shí)例 143
5．7．4 非編碼鍵盤(pán)掃描方式的選擇 146
5．7．5 單片機(jī)與HD7279A的接口設(shè)計(jì) 147
思考題及習(xí)題5 156
第6章 中斷系統(tǒng)的工作原理及應(yīng)用 158
6．1 AT89S51單片機(jī)中斷技術(shù)概述 158
6．2 AT89S51單片機(jī)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 158
6．2．1 中斷源 158
6．2．2 中斷請(qǐng)求標(biāo)志寄存器 159
6．3 中斷允許控制與中斷優(yōu)先級(jí)控制 160
6．3．1 中斷允許寄存器IE 160
6．3．2 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP 161
6．4 響應(yīng)中斷請(qǐng)求的條件 162
6．5 外部中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間 163
6．6 外部中斷的觸發(fā)方式選擇 163
6．7 中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo) 164
6．8 中斷函數(shù) 165
6．9 中斷系統(tǒng)的應(yīng)用 166
6．9．1 單一外部中斷的應(yīng)用 166
6．9．2 兩個(gè)外部中斷的應(yīng)用 167
6．9．3 中斷嵌套的應(yīng)用 169
思考題及習(xí)題6 170
第7章 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理及應(yīng)用 171
7．1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) 171
7．1．1 工作方式控制寄存器TMOD 171
7．1．2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON 172
7．2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的4種工作方式 172
7．2．1 方式0 172
7．2．2 方式1 173
7．2．3 方式2 174
7．2．4 方式3 174
7．3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器對(duì)外部輸入信號(hào)的要求 176
7．4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的編程和應(yīng)用 176
7．4．1 用P1口控制8個(gè)LED每0．5s閃亮一次 176
7．4．2 計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 177
7．4．3 控制P1．0引腳產(chǎn)生周期為2ms的方波 179
7．4．4 利用T1控制發(fā)出頻率為1kHz的音頻信號(hào) 180
7．4．5 制作LED數(shù)碼管秒表 182
7．4．6 測(cè)量脈沖寬度――門(mén)控位的應(yīng)用 184
7．4．7 LCD時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 186
思考題及習(xí)題7 188
第8章 串行口的工作原理及應(yīng)用 190
8．1 串行通信基礎(chǔ) 190
8．1．1 并行通信與串行通信 190
8．1．2 同步通信與異步通信 191
8．1．3 串行通信的傳輸模式 191
8．1．4 串行通信的錯(cuò)誤校驗(yàn) 192
8．2 串行口的結(jié)構(gòu) 192
8．2．1 串行口控制寄存器SCON 193
8．2．2 特殊功能寄存器PCON 194
8．3 串行口的4種工作方式 194
8．3．1 方式0 194
8．3．2 方式1 199
8．3．3 方式2 200
8．3．4 方式3 201
8．4 多機(jī)通信 201
8．5 波特率的定義方法 202
8．5．1 波特率的定義 203
8．5．2 計(jì)算T1產(chǎn)生的波特率 203
8．6 串行口的應(yīng)用 204
8．6．1 RS-232C、RS-422A與RS-485簡(jiǎn)介 204
8．6．2 方式1的應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例 207
8．6．3 方式2和方式3的應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例 213
8．6．4 多機(jī)通信的應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例 215
8．6．5 單片機(jī)與PC機(jī)串行通信的設(shè)計(jì)實(shí)例 222
8．6．6 PC機(jī)與單片機(jī)或與多個(gè)單片機(jī)的串行通信 226
思考題及習(xí)題8 227
第9章 單片機(jī)系統(tǒng)的并行擴(kuò)展 228
9．1 系統(tǒng)并行擴(kuò)展技術(shù) 228
9．1．1 系統(tǒng)并行擴(kuò)展結(jié)構(gòu) 228
9．1．2 地址空間分配 229
9．1．3 外部地址鎖存器 231
9．2 外部RAM的并行擴(kuò)展 233
9．2．1 常用的靜態(tài)RAM芯片 233
9．2．2 讀/寫(xiě)外部RAM的操作時(shí)序 234
9．2．3 并行擴(kuò)展外部RAM設(shè)計(jì)實(shí)例 235
9．2．4 單片機(jī)擴(kuò)展RAM 6264設(shè)計(jì)實(shí)例 237
9．3 內(nèi)部Flash存儲(chǔ)器的編程 238
9．3．1 使用通用編程器 239
9．3．2 使用ISP下載線(xiàn) 239
9．4 E2PROM的并行擴(kuò)展 240
9．4．1 并行E2PROM芯片簡(jiǎn)介 240
9．4．2 單片機(jī)擴(kuò)展2864A設(shè)計(jì)實(shí)例 241
9．5 利用82C55擴(kuò)展并行I/O口 242
9．5．1 并行I/O口擴(kuò)展概述 242
9．5．2 82C55簡(jiǎn)介 243
9．5．3 82C55的三種工作方式 246
9．5．4 單片機(jī)與82C55的接口電路設(shè)計(jì)實(shí)例 250
9．6 利用74LSTTL電路擴(kuò)展并行I/O口 252
9．7 利用單片機(jī)的串行口擴(kuò)展并行I/O口 253
9．7．1 利用74LS165擴(kuò)展并行輸入口設(shè)計(jì)實(shí)例 253
9．7．2 利用74LS164擴(kuò)展并行輸出口設(shè)計(jì)實(shí)例 254
思考題及習(xí)題9 255
第10章 單片機(jī)系統(tǒng)的串行擴(kuò)展 257
10．1 單總線(xiàn)串行擴(kuò)展 257
10．1．1 數(shù)字溫度傳感器DS18B20簡(jiǎn)介 257
10．1．2 單總線(xiàn)串行擴(kuò)展DS18B20實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 260
10．2 SPI總線(xiàn)串行擴(kuò)展 263
10．3 I2C總線(xiàn)串行擴(kuò)展 264
10．3．1 I2C總線(xiàn)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 264
10．3．2 I2C總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的規(guī)定 265
10．3．3 單片機(jī)的I2C總線(xiàn)擴(kuò)展系統(tǒng) 267
10．3．4 I2C總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的模擬 268
10．3．5 利用I2C總線(xiàn)擴(kuò)展AT24C02的IC卡設(shè)計(jì)實(shí)例 271
思考題及習(xí)題10 277
第11章 單片機(jī)與D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器的接口 278
11．1 單片機(jī)擴(kuò)展D/A轉(zhuǎn)換器概述 278
11．2 單片機(jī)擴(kuò)展8位并行D/A轉(zhuǎn)換器 279
11．2．1 DAC0832簡(jiǎn)介 279
11．2．2 單片機(jī)并行擴(kuò)展DAC0832
的程控電壓源設(shè)計(jì)實(shí)例 280
11．2．3 波形發(fā)生器設(shè)計(jì)實(shí)例 281
11．3 單片機(jī)擴(kuò)展10位串行D/A
轉(zhuǎn)換器 286
11．3．1 TLC5615簡(jiǎn)介 286
11．3．2 單片機(jī)擴(kuò)展TLC5615
設(shè)計(jì)實(shí)例 287
11．4 單片機(jī)擴(kuò)展A/D轉(zhuǎn)換器概述 290
11．5 單片機(jī)擴(kuò)展8位并行A/D轉(zhuǎn)換器 291
11．5．1 單片機(jī)擴(kuò)展ADC0809
設(shè)計(jì)實(shí)例 292
11．5．2 兩路輸入的數(shù)字電壓表
設(shè)計(jì)實(shí)例 294
11．6 單片機(jī)擴(kuò)展8位串行A/D轉(zhuǎn)換器 297
11．6．1 TLC549簡(jiǎn)介 297
11．6．2 單片機(jī)擴(kuò)展TLC549設(shè)計(jì)
實(shí)例 298
11．7 單片機(jī)擴(kuò)展12位串行A/D轉(zhuǎn)換器 300
11．7．1 TLC2543簡(jiǎn)介 300
11．7．2 單片機(jī)擴(kuò)展TLC2543
設(shè)計(jì)實(shí)例 302
思考題及習(xí)題11 305
第12章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 306
12．1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 306
12．2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮的問(wèn)題 307
12．2．1 硬件設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮的問(wèn)題 307
12．2．2 典型的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)組成 308
12．2．3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的總線(xiàn)驅(qū)動(dòng) 309
12．3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的仿真開(kāi)發(fā)與調(diào)試 310
12．4 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 314
12．4．1 單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 314
12．4．2 單片機(jī)控制直流電機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 316
12．4．3 頻率計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)例 318
12．4．4 模擬電話(huà)撥號(hào)設(shè)計(jì)實(shí)例 321
12．4．5 8位競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)實(shí)例 326
12．4．6 基于時(shí)鐘/日歷芯片DS1302
的電子鐘設(shè)計(jì)實(shí)例 331
思考題及習(xí)題12 337
參考文獻(xiàn) 338