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本书详细介绍了美国ATMEL公司以8051为核心的AT89S51/52单片机的工作原理和应用设计。 它还融入了教学中广泛使用的虚拟仿真开发工具Proteus，并提供了许多经过验证的仿真案例。 。 本书还展示了作者《单片机原理》国家精品课程教学模式和教学方法改革的一些成果，对课程体系结构的改进也在本书中得到体现。
图书目录广播
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第一章 单片机概述 1
1.1 什么是微控制器 1
1.2 单片机发展史2
1.3 单片机2的特点
1.4 单片机应用3
1.5 单片机发展趋势4
1.6MCS-51系列和AT89S5x系列单片机5
1.6.1MCS-51系列单片机5
1.6.28051核心单片机及AT89S5x系列单片机6
1.7 8051单片机的各种衍生品7
1.7.1STC系列单片机7
1.7.2C8051F×××单片机8
1.7.3ADμC812单片机9
1.7.4 台湾华邦W77系列和W78系列微控制器 9
1.8PIC系列单片机和AVR系列单片机 9
1.8.1PIC系列单片机9
1.8.2AVR系列单片机10
1.9 其他嵌入式处理器简介 11
1.9.1 嵌入式DSP处理器 11
1.9.2 嵌入式微处理器 12
思考题和练习12
第二章 AT89S51单片机片内硬件结构 14
2.1 AT89S51单片机片内硬件结构 14
2.2 AT89S51 引脚功能 15
2.2.1 电源和时钟引脚15
2.2.2 控制引脚16
2.2.3 并行I/O端口引脚17
2.3AT89S51 CPU18
2.3.1 操作员 19
2.3.2 控制器20
2.4 AT89S51单片机存储器结构20
2.4.1 程序存储空间 21
2.4.2 数据存储空间 22
2.4.3 特殊功能寄存器23
2.4.4位地址空间25
2.5 AT89S51单片机的并行I/O口27
2.5.1P0口27
2.5.2P1端口28
2.5.3P2端口29
2.5.4P3端口29
2.6 时钟电路及时序 30
2.6.1 时钟电路设计 30
2.6.2 机器周期、指令周期和指令时序 31
2.7 复位操作及复位电路 32
2.7.1 复位操作 32
2.7.2 复位电路设计 33
2、8AT89S51单片机最小应用系统 33
2.9 看门狗定时器（WDT）的使用 34
2.10 低功耗模式 35
2.10.1 空闲模式 36
2.10.2 掉电工作模式 36
2.11 AT89S52 单片机与 AT89S51 单片机的区别 37
2.11.1 AT89S52 单片机和 AT89S51 单片机片内硬件资源的差异 37
2.11.2 AT89S52 的 37 脚
2.11.3 AT89S52单片机的存储器结构 38
思考题和练习 41
第 3 章 C51 编程语言基础知识 43
3.1 C51编程语言简介 43
3.1.1 C51语言与8051汇编语言的比较 43
3.1.2 C51语言与标准C语言的比较 44
3.2 C51语言编程基础 44
3.2.1 C51语言中的数据类型和存储类型 45
3.2.2 C51语言的特殊功能寄存器和位变量定义 49
3.2.3 C51语言中的绝对地址访问 51
3.2.4 C51 的基本操作 52
3.2.5 C51 的分支循环程序结构 55
3.2.6 C51 的数组 61
3.2.7C51指针62
3.3 C51语言的函数 63
3.3.1 功能分类 63
3.3.2 函数参数和返回值65
3.3.3 函数调用 65
3.3.4 中断服务函数 66
3.3.5 变量和存储方法 67
3.3.6 宏定义和文件包含 67
3.3.7 库函数 68
思考题和练习 68
第 4 章开发和仿真工具 70
4.1Keil C51的使用 70
4.1.1 Keil C51简介 70
4.1.2 基本操作 70
4.1.3 添加用户源程序文件 72
4.1.4 程序编译与调试 75
4.1.5 项目设置 77
4.2 Proteus虚拟仿真工具80介绍
4.2.1 Proteus功能介绍 80
4.2.2 Proteus ISIS 80 虚拟仿真
4.2.3 Proteus 87的各种虚拟仿真调试工具
4.2.4 虚拟设计仿真示例 91
思考题和练习 97
第五章 单片机与开关、键盘、显示设备的接口设计 98
5.1 单片机控制发光二极管显示 98
5.1.1 单片机与发光二极管的连接 98
5.1.2 I/O口编程控制 99
5.2 开关状态检测 102
5.2.1 开关检测案例1102
5.2.2 开关检测案例2103
5.3 单片机控制LED数码管104的显示
5.3.1 LED数码管104显示原理
5.3.2 LED数码管107静态显示和动态显示
5.4 单片机控制的LED点阵显示器 110
5.4.1 LED点阵显示屏的结构及显示原理110
5.4.2 控制16×16 LED点阵显示屏实例111
5.5 字符 LCD 1602 液晶显示器的显示控制 113
5.5.1 LCD 1602液晶显示模块简介 114
5.5.2微控制器控制的字符LCD 1602显示屏120
5.6 点阵液晶显示器LCD12864 123的显示控制
5.6.1 引脚及显示原理 124
5.6.2 控制命令 125
5.6.3 单片机控制LCD12864显示屏案例 127
5.7键盘接口设计131
5.7.1键盘接口设计应解决的问题132
5.7.2 独立键盘接口设计案例133
5.7.3 矩阵键盘接口设计案例 139
5.7.4 非编码键盘扫描方式的选择 141
5.7.5 单片机与专用键盘/显示芯片HD7279的接口设计 142
思考题和练习 152
第六章中断系统工作原理及应用154
6.1 AT89S51中断技术概述 154
6.2AT89S51中断系统结构154
6.2.1 中断请求源 155
6.2.2 中断请求标志寄存器155
6.3 中断使能和中断优先级控制 156
6.3.1 中断使能寄存器IE157
6.3.2 中断优先级寄存器IP157
6.4 响应中断请求的条件 158
6.5 外部中断响应时间 159
6.6 外部中断触发方式选择 160
6.6.1 电平触发方法 160
6.6.2 边沿触发模式 160
6.7 取消中断请求 160
6.8 中断功能 161
6.9 中断系统应用实例 163
6.9.1 单个外部中断的应用 163
6.9.2 两个外部中断的应用 164
6.9.3 中断嵌套的应用166
6.10 AT89S52和AT89S51中断系统的区别 167
6.10.1 中断请求源的差异 167
6.10.2 中断请求标志寄存器的差异 168
6.10.3 中断使能寄存器和中断优先级寄存器的区别 168
思考题和练习170
第七章定时器/计数器的工作原理及应用172
7.1定时器/计数器结构172
7.1.1 定时器/计数器工作模式寄存器 TMOD173
7.1.2 定时器/计数器控制寄存器 TCON173
7.2 定时器/计数器的4种工作模式 174
7.2.1 模式0174
7.2.2 方法1175
7.2.3 方法2175
7.2.4 方法3176
7.3 计数器对外部输入计数信号的要求 177
7.4 定时器/计数器T0和T1的编程应用 178
7.4.1P1口控制8个LED每0.5s闪烁一次 178
7.4.2 计数器179的应用
7.4.3 控制P1.0产生周期为2ms的方波 181
7.4.4 使用T1控制发出1kHz音频信号 182
7.4.5 LED数码管秒表制作 184
7.4.6 测量脉冲宽度 – 门控制位 GATEx 186 的应用
7.4.7 LCD时钟188的设计
7.5 AT89S52 中新增定时器/计数器 T2 简介 190
7.5.1T2特殊功能寄存器T2CON和T2MOD190
7.5.2T2的16位自动重装方法192
7.5.3T2捕获方法194
7.5.4T2 波特率发生器模式和可编程时钟输出 194
思考题和练习 197
第8章串口工作原理及应用199
8.1串行通信基础知识199
8.1.1 并行通信和串行通信 199
8.1.2 同步通信和异步通信 200
8.1.3 串行通讯的传输方式 201
8.1.4 串行通信中的错误检查201
8.2 串口202结构
8.2.1 串口控制寄存器SCON202
8.2.2 特殊功能寄存器PCON203
8.3 串口204的四种工作模式
8.3.1 模式0204
8.3.2 方法1208
8.3.3 方法2210
8.3.4 方法3211
8.4 多机通讯211
8.5 如何设置波特率212
8.5.1 波特率定义 213
8.5.2 定时器 T1 213 产生的波特率计算
8.6 串口应用设计案例214
8.6.1 串行通信标准接口RS232、RS422、RS485简介 214
8.6.2 方法1 217的应用设计
8.6.3 模式2和模式3的应用设计 223
8.6.4 多机通讯应用设计225
8.6.5 单片机与PC 231串行通信设计
8.6.6 PC与微控制器或多个微控制器之间的串行通信235
思考题和练习237
第9章微控制器系统的并行扩展239
9.1系统并行扩展技术239
9.1.1系统并行扩展结构239
9.1.2 地址空间分配241
9.1.3 外部地址锁存器243
9.2 外部数据存储器的并行扩展244
9.2.1 常用静态RAM（SRAM）芯片 244
9.2.2 读写片外 RAM 245 的操作时序
9.2.3并行扩展数据存储器的设计246
9.2.4 单片机外扩数据存储器RAM6264 248 案例设计
9.3 片内Flash存储器250的编程
9.3.1 使用通用编程器编写程序 250
9.3.2 使用下载线进行 ISP 编程 251
9. 4E2PROM 251的并行扩展
9.4.1 并行E2PROM芯片简介252
9.4.2 AT89S51单片机扩展E2PROM AT2864 252的设计
9.5 AT89S51扩展并行I/O芯片82C55 253的设计
9.5.1 I/O接口扩展概述253
9.5.2 并行I/O芯片82C55 254简介
9.5。 382C55 258的三种工作模式
9.5.4 AT89S51 单片机与 82C55 262 接口设计
9.6 使用74LSTTL电路扩展并行I/O口264
9.7 利用AT89S51单片机串口扩展并行输入输出口265
9.7.1 使用74LS165扩展并行输入口265
9.7.2 使用74LS164扩展并行输出口266
思考题和练习267
第10章 AT89S51单片机系统的串口扩展269
10.1 单总线串行扩展 269
10.1.1 DS18B20 269 单总线扩展测温系统典型应用
10.1.2 设计案例：单总线DS18B20测温系统272
10.2 SPI总线串行扩展275
10.3 I2C总线276的串行扩展
10.3.1 I2C串行总线系统的基本结构276
10.3.2 I2C总线数据传输规定277
10.3.3AT89S51 I2C总线扩展系统280
10.3.4 I2C总线数据传输仿真281
10.3.5 采用I2C总线扩展E2PROM AT24C02 284的IC卡设计
思考题和练习290
第十一章 AT89S51单片机与DAC、ADC的接口 292
11.1 微控制器扩展 DAC 292 概述
11.2 单片机扩展并行8位DAC0832 293设计
11.2.1 DAC0832简介293
11.2.2 案例设计：DAC0832 294可编程电压源的单片机扩展
11.2.3案例设计：波形发生器的制作296
11.3 微控制器扩展串行10位DAC—TLC5615300
11.3.1 串行 DAC — TLC5615 300 简介
11.3.2 案例设计：单片机扩展串行DAC设计—TLC5615 302
11.4微控制器扩展ADC 304概述
11.5 单片机并行扩展8位A/D转换器ADC0809305
11.5.1 案例设计：单片机控制ADC0809进行A/D转换306
11.5.2 案例设计：二输入数字电压表308的设计
11.6 单片机扩展串行8位A/D转换器TLC549311
11.6.1 TLC549 311的特点及工作原理
11.6.2 案例设计：单片机扩展TLC549 312设计
11.7 单片机扩展串行12位ADC设计—TLC2543 314
11.7.1 TLC2543的特点及工作原理 314
11.7.2 案例设计：单片机扩展TLC2543 316设计
思考题和练习319
第12章微控制器各种应用的设计321
12.1单片机控制步进电机设计321
12.2 直流电机的微控制器控制323
12.3 频率计325的制作
12.4 模拟电话拨号328
12、58位竞赛答录机设计333
12.6 基于时钟/日历芯片DS1302的电子钟设计 337
思考题和练习344
第13章电源接口设计345
13.1 单片机与外围集成数字驱动电路的接口 345
13.2 微控制器和光耦合器之间的接口 347
13.2.1 晶体管输出光电耦合器驱动接口 347
13.2.2 晶闸管输出光电耦合器驱动接口 349
13.3 微控制器和继电器350之间的接口
13.3.1 单片机与直流电磁继电器电源接口350
13.3.2 单片机与交流电磁接触器351接口
13.4 微控制器和晶闸管之间的接口 352
13.4.1 单向晶闸管352
13.4.2 三端双向可控硅开关352
13.4.3 光耦合三端双向可控硅开关驱动器352
13.5 单片机及集成电力电子开关输出接口 354
13.5.1 集成电力电子开关TWH8751 355介绍
13.5.2 集成电力电子开关TWH8751 356典型应用
13.6 微控制器和固态继电器之间的接口 356
13.6.1固态继电器的特性和分类356
13.6.2固态继电器的应用357
13.7低压开关信号输出技术360
思考题和练习360
第14章单片机应用系统的抗干扰及可靠性设计362
14.1 干扰源362
14.2供电系统干扰及抗干扰措施363
14.2.1电源噪声的来源、类型和危害363
14.2.2供电系统抗干扰设计363
14.3 过程通道干扰的抑制措施——隔离364
14.3.1 光电隔离基本配置364
14.3.2光电隔离的实现365
14.4空间干扰和抗干扰措施366
14.4.1接地技术367
14.4.2屏蔽技术368
14.5 反电动势干扰的抑制369
14.6印刷电路板的抗干扰设计370
14.6.1 接地线和电源线设计 370
14.6.2 去耦电容的配置371
14.6.3印刷电路板布线的抗干扰设计371
14.7软件抗干扰措施372
14.7.1软件抗干扰的一般方法372
14.7.2软件过滤372
14.7.3 开关量输入输出软件抗干扰设计 373
思考题和练习374
第十五章单片机应用系统的设计与调试376
15.1 单片机应用系统的设计步骤376
15.2微控制器应用系统设计377
15.2.1硬件设计要考虑的问题377
15.2.2典型的微控制器应用系统378
15.2.3系统设计中的总线驱动器379
15.2.4软件设计中要考虑的问题381
15.3单片机应用系统仿真开发与调试381
思考题和练习385
附录 A386
基础实验题386
实验1 单片机I/O口实验——LED流水灯386
实验2 单外部中断实验386
实验 3 中断嵌套实验 387
实验4 定时器/计数器387的计时实验
实验5 定时器/计数器实验387
实验6 串口模式0扩展并行输出端口实验388
实验7 串口模式0扩展并行输入端口实验388
实验8双微控制器串行通信389
实验9 扩展82C55并行I/O实验390
实验10独立键盘实验390
实验11 矩阵键盘扫描实验391
实验12 单片机控制1602 LCD显示字符391
实验13 DAC0832的D/A转换实验 392
实验14 ADC0809的A/D转换实验 392
实验15 I2C总线串口扩展——AT24C02存储器读写393
附录 B394
课程设计主题 394
主题1 节日灯光控制器设计394
主题2 单个外部中断的应用394
课题3 LED数码管秒表395的制作
主题4 音符生成器的制作395
主题5 用定时器396设计的门铃
问题六：控制数码管循环显示单个数字396
主题7 基于DS18B20的数字温度计设计 396
问题 8 使用定时器在 P1.0 上产生周期为 2ms 的方波 397
主题 9 模拟电话键盘和拨号 398
主题 10 双机串口方式 1 单工通讯 398
问题11 数码管显示4×4矩阵键盘的键号399
主题 12 波形发生器的制作 399
主题13频率计的制作399
主题 14 数字电压表设计 400
主题 15 微控制器控制串行 DAC – TLC5615 401 的稳压器
主题16 微控制器控制16×16阵列LED 401的显示
主题17直流电机控制实验402
主题18步进电机控制实验402
附录C406
头文件“LCD1602.h”清单 406
附录 D408
头文件“DS1302.h”清单 408
参考书目 412 [1]
作者简介广播
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张以刚教授毕业于哈尔滨工业大学无线电技术专业。 现任哈尔滨工业大学电气工程学院教授。 主要研究方向为虚拟仪器和计算机自动测试技术。 主要研究内容：虚拟仪器的系统结构、设计与构建； 微型计算机、微控制器和数字信号处理器在虚拟仪器系统中的应用。
