编者通过总结多年来的教学实践，结合高等学校单片机课程的实际教学安排，在本书前3版的基础上，对全书内容进行了合理整合，充实了目前广为应用的串行口扩展方法，并给出可以实际使用的例子，更能体现单片机课程的基本教学需求和实际应用情况。全书共11章。以典型的MCS-51单片机为例，系统地介绍单片机的硬件结构、定时/计数器、串行口、中断系统的工作原理，指令系统及汇编语言程序设计，针对单片机内部资源的C51语言编程方法及其与汇编语言的混合编程，通过并行口扩展外部总线、外部存储器、键盘、LED和LCD显示器、A/D和D/A转换器的方法，采用I2C、SPI、1-Wire等目前广为应用的串行扩展技术扩展EEPROM和Flash存储器、键盘和LED显示器、A/D和D/A转换器的方法，以及单片机系统电源设计、硬件和软件抗干扰技术等，各部分内容都举实例讲解。还介绍了应用新版本的Keil C51和Proteus仿真调试软件进行单片机应用系统开发及仿真调试的方法。最后给出了基本实验和课程设计参考题目及内容。 本书可作为高等学校通信工程、电子信息工程、测控技术与仪器、自动化、电气工程及其自动化、机械工程及其自动化、计算机科学与技术等专业的“单片机原理与接口技术”及相关课程的教材，也可供从事单片机应用系统开发的工程技术人员及单片机爱好者参考。
李晓林，太原理工大学电气与动力工程学院硕士生导师，多年来一直从事单片机原理及应用、智能仪表、集散控制系统及应用等方面的教学和科研工作。
第1章 概述 1
1.1 单片机的结构组成、特点和指标 1
1.1.1 微型计算机的基本结构 1
1.1.2 单片机的基本结构 2
1.1.3 单片机的特点 3
1.1.4 单片机的重要指标 4
1.2 单片机的发展历史和产品类型 4
1.2.1 单片机的发展历史 4
1.2.2 单片机的产品类型 5
1.2.3 80C51系列单片机 5
1.2.4 其他系列单片机 8
1.3 单片机的应用 9
1.3.1 单片机应用领域 9
1.3.2 单片机应用举例 10
1.4 单片机技术相关网站 14
思考题与习题1 14
第2章 MCS-51单片机硬件结构和工作原理 15
2.1 MCS-51单片机的分类 15
2.2 单片机硬件结构 15
2.2.1 单片机的引脚功能 15
2.2.2 单片机的内部结构 17
2.3 中央处理器（CPU） 18
2.3.1 运算器 18
2.3.2 控制器 19
2.3.3 布尔（位）处理器 19
2.4 存储器 20
2.4.1 程序存储器（ROM） 20
2.4.2 数据存储器（RAM） 21
2.5 并行I/O接口 25
2.5.1 P1口 25
2.5.2 P2口 26
2.5.3 P3口 27
2.5.4 P0口 27
2.5.5 并行I/O接口的应用 28
2.6 时钟电路和时序 32
2.6.1 时钟电路 32
2.6.2 时序 33
2.7 单片机的工作方式 34
2.7.1 复位方式 34
2.7.2 程序执行方式 35
2.7.3 低功耗运行方式 36
思考题与习题2 37
第3章 MCS-51指令系统及汇编程序设计 38
3.1 指令系统简介 38
3.1.1 指令系统的分类 38
3.1.2 指令格式 39
3.1.3 指令中的常用符号 39
3.1.4 寻址方式 40
3.2 指令系统 44
3.2.1 数据传送指令 44
3.2.2 算术运算指令 48
3.2.3 逻辑运算指令 52
3.2.4 控制转移指令 55
3.2.5 位操作指令 59
3.3 汇编语言程序设计 61
3.3.1 汇编语言程序设计的步骤 61
3.3.2 汇编语言的程序编辑和汇编 62
3.3.3 结构化程序设计方法 65
思考题与习题3 72
第4章 MCS-51单片机的C程序设计 74
4.1 C51概述 74
4.2 C51语法基础 75
4.2.1 标识符和关键字 75
4.2.2 数据类型 76
4.2.3 C51运算符 78
4.2.4 程序结构 78
4.3 C51对MCS-51单片机的访问 79
4.3.1 存储类型 79
4.3.2 存储模式 80
4.3.3 对特殊功能寄存器的访问 81
4.3.4 对存储器和并行口的访问 82
4.3.5 位地址访问 84
4.3.6 中断函数 85
4.4 C51结构化程序设计 86
4.4.1 顺序结构程序 86
4.4.2 选择结构程序 86
4.4.3 循环结构程序 89
4.5 C51程序设计实例 91
4.5.1 查表程序 91
4.5.2 单片机应用程序设计 92
4.5.3 C51语言和汇编语言混合编程 97
4.5.4 编程优化的概念 99
思考题与习题4 100
第5章 MCS-51单片机中断、定时/计数器及串行口 101
5.1 中断系统 101
5.1.1 中断系统概述 101
5.1.2 MCS-51单片机中断系统 103
5.1.3 中断系统应用举例 111
5.2 定时/计数器 114
5.2.1 定时/计数器的结构与原理 114
5.2.2 定时/计数器的工作方式 116
5.2.3 定时/计数器对输入信号的要求 119
5.2.4 定时/计数器的应用 119
5.3 串行口 126
5.3.1 串行通信基础知识 126
5.3.2 MCS-51单片机串行口 127
5.3.3 串行口的应用 132
思考题与习题5 139
第6章 单片机系统基本并行扩展技术 141
6.1 并行扩展概述 141
6.2 外部总线扩展 141
6.3 外部存储器扩展 142
6.3.1 外部ROM扩展 142
6.3.2 外部RAM扩展 147
6.3.3 多存储器芯片扩展 149
6.4 并行口扩展 150
6.4.1 8155可编程并行口芯片 150
6.4.2 8155与单片机的接口方法 153
6.5 显示器与键盘扩展 154
6.5.1 LED显示器扩展 154
6.5.2 LCD显示器扩展 156
6.5.3 键盘接口扩展 162
6.5.4 键盘和显示器接口设计实例 165
6.6 A/D和D/A转换器扩展 167
6.6.1 并行A/D转换器扩展 167
6.6.2 并行D/A转换器扩展 170
思考题与习题6 173
第7章 单片机系统常用串行扩展技术 174
7.1 串行扩展概述 174
7.2 常用串行总线协议 174
7.2.1 I2C串行总线 174
7.2.2 SPI总线 178
7.2.3 1-Wire总线 181
7.3 串行存储器扩展 184
7.3.1 I2C接口的EEPROM存储器扩展 184
7.3.2 SPI接口的大容量Flash存储器扩展 191
7.4 串行转并行I/O接口扩展 201
7.4.1 串行转并行I/O扩展芯片的工作原理 201
7.4.2 串行总线扩展I/O接口实例 204
思考题与习题7 205
第8章 单片机系统外设串行扩展技术 206
8.1 串行键盘和LED显示器扩展 206
8.1.1 串行键盘和LED显示器控制芯片的工作原理 206
8.1.2 串行键盘和LED显示器扩展实例 209
8.2 串行A/D和D/A转换器扩展 215
8.2.1 串行A/D转换器扩展 215
8.2.2 串行D/A转换器扩展 225
思考题与习题8 229
第9章 单片机系统电源设计与抗干扰技术 230
9.1 单片机系统电源设计的考虑因素 230
9.2 线性稳压电源 230
9.2.1 三端固定输出集成稳压器 231
9.2.2 三端可调输出集成稳压器 231
9.2.3 低压差线性稳压器（LDO） 232
9.3 DC/DC电源 233
9.3.1 降压型DC/DC电源电路 233
9.3.2 升压型DC/DC电源电路 235
9.3.3 DC/DC模块电源的选择与应用 237
9.4 AC/DC电源 238
9.4.1 AC/DC电源技术 238
9.4.2 AC/DC模块电源 240
9.5 基准电源的产生方法 241
9.5.1 稳压管基准电源电路 241
9.5.2 集成基准电源电路 241
9.6 干扰对单片机应用系统的影响 244
9.7 硬件抗干扰技术 244
9.7.1 无源滤波 244
9.7.2 有源滤波 245
9.7.3 去耦电路 245
9.7.4 屏蔽技术 245
9.7.5 隔离技术 246
9.7.6 接地技术 247
9.8 软件抗干扰技术 249
9.8.1 软件抗干扰的一般方法 249
9.8.2 指令冗余技术 250
9.8.3 软件陷阱技术 250
9.8.4 “看门狗”技术 253
思考题与习题9 255
第10章 单片机系统开发工具 256
10.1 单片机应用系统开发环境 256
10.1.1 开发系统的功能 256
10.1.2 开发系统的分类 256
10.2 Keil C51开发工具及仿真调试方法 257
10.2.1 Keil C51开发工具 257
10.2.2 应用Keil C51进行单片机软件开发调试的方法 259
10.2.3 应用Keil C51调试C51应用程序举例 263
10.3 Proteus仿真软件及调试方法 266
10.3.1 Proteus仿真软件 266
10.3.2 Proteus进行单片机应用系统仿真调试的方法 267
10.3.3 Proteus进行单片机应用系统仿真调试举例 268
10.4 单片机应用系统设计实例 273
10.4.1 系统结构 273
10.4.2 硬件设计 274
10.4.3 软件设计 276
思考题与习题10 280
第11章 实验及课程设计 281
11.1 概述 281
11.2 实验 281
11.2.1 实验1——BCD码/十六进制码转换 281
11.2.2 实验2——排序程序 282
11.2.3 实验3——定时/计数器 284
11.2.4 实验4——基本输入/输出 288
11.2.5 实验5——外部中断 290
11.2.6 实验6——并行口扩展 292
11.2.7 实验7——串行A/D转换 295
11.2.8 实验8——串行D/A转换 296
11.3 课程设计 296
11.3.1 课程设计目的 296
11.3.2 课程设计要求 296
11.3.3 课程设计参考题目及要求 297
附录A MCS-51汇编指令-机器码对照表 301
附录B ASCII编码表 303
参考文献 304
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