单片机原理及应用（第二版）（柴钰）

本书以AT89S51单片机为例，介绍了单片机的基本结构、基本原理以及小型系统的设计和应用。全书共7章，内容涉及单片机的发展及特点、单片机的结构及原理、单片机指令系统及程序设计、单片机的基本功能、单片机的扩展技术、高性能微处理器，以及单片机系统的设计实例。特别是第6章与第7章的内容更便于学生了解新技术、新器件，提高学生知识应用与系统设计能力。部分章节配有习题，以帮助读者巩固所学知识。附录中还列出了常用的与单片机技术有关的网站名录，为读者提供了一个信息平台，方便初学者查找资料、拓宽知识。
本书通俗易懂，理论与实践结合紧密，既适合作为高等院校信息工程、计算机应用、自动化、电气工程和机电等专业的教材，又可作为相关工程技术人员的培训教材或自学参考书。
本书配有电子课件，需要者可与出版社联系，免费提供。

第1章 单片机系统概述 1
1.1 概述 1
1.1.1 单片机及其发展 1
1.1.2 单片机的发展趋势 2
1.1.3 单片机的应用 4
1.2 单片机应用系统及设计简介 5
1.2.1 单片机应用系统及组成 5
1.2.2 单片机应用系统的开发 5
1.2.3 单片机应用系统的设计原则 6
1.3 单片机的学习方法 7
习题1 8

第2章 单片机基础知识 9
2.1 MCS-51系列单片机的基本结构 9
2.1.1 MCS-51单片机系列 9
2.1.2 MCS-51系列单片机内部结构及
功能部件 11
2.1.3 单片机外部引脚说明 13
2.2 中央处理器(CPU) 16
2.2.1 运算器 16
2.2.2 控制器 17
2.2.3 专用寄存器组 18
2.3 存储器及存储空间 18
2.3.1 存储器空间 18
2.3.2 程序存储器 19
2.3.3 内部数据存储器 20
2.3.4 外部数据存储器 24
2.4 并行I/O口及其结构 24
2.4.1 P0口的结构与功能 25
2.4.2 P1口的结构与功能 26
2.4.3 P2口的结构与功能 27
2.4.4 P3口的结构与功能 27
2.4.5 I/O口的应用特性 28
2.5 时钟电路与CPU时序 29
2.5.1 时钟电路 29
2.5.2 CPU时序 30
2.5.3 看门狗定时器(WDT) 32
2.6 单片机的工作方式 32
2.6.1 复位方式 32
2.6.2 程序执行方式 34
2.6.3 单步执行方式 34
2.6.4 低功耗方式 34
2.6.5 掉电保护方式 35
2.6.6 Flash编程和校验方式 36
习题2 38

第3章 指令系统及汇编语言程序设计 40
3.1 单片机的汇编语言与指令格式 40
3.1.1 汇编语言 40
3.1.2 汇编语言的指令格式 41
3.1.3 汇编语言中常用符号约定 41
3.2 单片机的指令寻址方式 42
3.2.1 立即数寻址 42
3.2.2 直接寻址 42
3.2.3 寄存器寻址 43
3.2.4 寄存器间接寻址 43
3.2.5 变址寻址 43
3.2.6 相对寻址 44
3.2.7 位寻址 44
3.3 单片机的指令系统 45
3.3.1 数据传送类指令 45
3.3.2 算术运算类指令 50
3.3.3 逻辑运算类指令 54
3.3.4 位操作类指令 56
3.3.5 控制转移类指令 59
3.4 汇编语言程序设计 65
3.4.1 常用伪指令 65
3.4.2 程序设计方法 67
3.4.3 汇编语言程序设计举例 70
习题3 90

第4章 中断、定时与串行通信 92
4.1 中断系统 92
4.1.1 中断的概念 92
4.1.2 MCS-51系列单片机的中断系统 93
4.1.3 中断处理过程 96
4.1.4 中断请求的撤除 98
4.1.5 中断应用举例 99
4.2 定时/计数器 100
4.2.1 定时/计数器的结构及工作原理 100
4.2.2 定时/计数器的工作方式寄存器及
控制寄存器 101
4.2.3 定时/计数器应用举例 105
4.3 串行通信及其接口 106
4.3.1 串行通信方式 106
4.3.2 MCS-51单片机的串行通信
接口及其工作方式 108
4.3.3 串行通信应用举例 112
习题4 116

第5章 单片机系统的扩展及
接口技术 117
5.1 系统扩展概述 117
5.1.1 最小应用系统 117
5.1.2 系统扩展的内容与方法 118
5.1.3 常用的扩展器件简介 119
5.2 存储器的扩展 120
5.2.1 存储器扩展概述 120
5.2.2 程序存储器的扩展 122
5.2.3 数据存储器的扩展 125
5.3 I/O接口技术概述 128
5.3.1 I/O接口电路的作用 128
5.3.2 接口与端口 129
5.3.3 I/O的编址方式 129
5.3.4 I/O的传送方式 130
5.4 可编程并行I/O接口芯片8255A 131
5.4.1 8255A的内部结构与引脚 132
5.4.2 8255A的工作方式 134
5.4.3 8255A的控制字及初始化 138
5.4.4 8255A与系统的连接方法 139
5.5 A/D转换器接口 140
5.5.1 A/D转换器概述 140
5.5.2 ADC0809及其与系统的连接 141
5.6 D/A转换器接口 146
5.6.1 D/A转换器的技术指标 146
5.6.2 DAC0832及其与系统的连接 147
5.7 应用举例 150
5.7.1 8255A应用举例 150
5.7.2 A/D应用举例 152
5.7.3 D/A应用举例 153
5.7.4 集成温度传感器及其应用举例 155
5.7.5 液晶显示模块及其应用举例 159
习题5 161

第6章 高性能微处理器 164
6.1 8位高性能微处理器C8051F040 164
6.1.1 C8051F040单片机简介 164
6.1.2 C8051F处理器特性 170
6.1.3 存储器组织结构 172
6.1.4 外围设备 173
6.2 16位微处理器MSP430F149 182
6.2.1 MSP430F14x系列单片机简介 182
6.2.2 MSP430处理器特性 187
6.2.3 存储器组织结构 191
6.2.4 外围设备 191
6.3 32位微处理器STM32F103 193
6.3.1 STM32F103xx系列单片机简介 193
6.3.2 STM32F103xx器件一览 199
6.3.3 系列之间的全兼容性 200
6.3.4 ARM?的Cortex?-M3
处理器特性 200
6.3.5 存储器组织结构 203
6.3.6 外围设备 204

第7章 单片机应用系统设计 209
7.1 实例1—简易智能小车设计 209
7.1.1 需求分析 209
7.1.2 系统设计 210
7.1.3 硬件电路原理图及PCB设计 212
7.1.4 系统调试 216
7.1.5 文档编制 217
7.2 实例2—两轮自平衡机器人
系统设计 217
7.2.1 需求分析 217
7.2.2 系统设计 218
7.2.3 硬件电路原理图设计 221
7.2.4 系统调试 226
7.3 实例3—太阳能最大功率
跟踪控制器设计 226
7.3.1 需求分析 226
7.3.2 系统设计 227
7.3.3 硬件电路原理图 231
7.3.4 系统调试 235
7.4 实例4—微电网模拟系统设计 235
7.4.1 需求分析 235
7.4.2 系统设计 236
7.4.3 硬件电路原理图及PCB设计 238
7.4.4 系统调试 240
7.5 实例5—电伴热带智能检测仪 241
7.5.1 需求分析 241
7.5.2 系统设计 242
7.5.3 硬件电路原理图 245
7.5.4 系统调试 250
7.6 实例6—扫频外差式频谱分析仪 251
7.6.1 需求分析 251
7.6.2 系统设计 252
7.6.3 硬件电路原理图 254
7.6.4 系统调试 256

附录Ⅰ ASCII码与控制字符功能和
单片机指令表 258
Ⅰ.1 ASCII码与控制字符功能 258
Ⅰ.2 单片机指令表 260

附录Ⅱ 单片机C语言程序设计简介 271

附录Ⅲ 部分单片机资料查找
网站名录 280

参考文献 283