本书以经典的MCS-51单片机为主线，全面介绍了单片机基础知识、MCS-51单片机的内部结构、指令系统、内部集成功能部件和接口扩展技术，结合课题组多位老师的科研工作、工程实践和教学实践经验，给出了单片机在工程应用中的设计与开发方法、单片机应用系统仿真设计方法，并给出了基于MCS-51单片机和32位单片机的工程应用案例。本书给出了大量应用实例，包括硬件设计、汇编或C语言参考代码；同时给出了多个新型器件、多种现代工具和基于不同单片机的应用实例，并提供了硬件电路和软件的参考设计方案。
向敏，重庆邮电大学，自动化学院，博士/教授，重庆市学术技术带头人后备人选，主要从事控制工程、工业物联网、智能电网及智能城市等方向研究，先后承担和参与了多项国家"863”项目，国家自然科学基金、国家重大专项子课题等国家级科技项目。近年来，先后荣获重庆市科技进步二等奖2项，在国内外重要刊物(自动化学报、仪器仪表学报、电子与信息学报、Applied Sciences、Cluster Computing等)及国际重要学术会议发表论文40余篇，主编和参编教材/著作7部；长期承担《单片机原理及应用》、《自动控制理论》、《电机拖动与控制》等课程的理论和实验教学工作。
第1章 单片机基础知识 001
1.1 单片机概述 001
1.1.1 单片机的发展 002
1.1.2 单片机的硬件组成 003
1.1.3 单片机的体系结构 005
1.1.4 单片机常用术语 006
1.2 单片机的主要特点及应用 008
1.2.1 单片机的主要特点 008
1.2.2 单片机的应用领域 008
1.3 总线技术 009
1.3.1 总线的性能指标与分类 009
1.3.2 单片机并行总线 009
1.3.3 单片机常用的串行总线 010
本章小结 012
思考题与习题 013
第2章 MCS-51单片机的基本结构 014
2.1 MCS-51单片机的组成 014
2.1.1 引脚定义 016
2.1.2 CPU 019
2.1.3 存储器 021
2.2 MCS-51单片机时钟电路与总线时序 026
2.2.1 时钟电路 026
2.2.2 总线时序 026
2.3 复位电路 027
2.4 MCS-51单片机的最小系统 028
本章小结 029
思考题与习题 029
第3章 MCS-51单片机的指令与程序设计 031
3.1 MCS-51单片机汇编指令格式和寻址方式 031
3.2 MCS-51单片机指令介绍 035
3.2.1 数据传送指令 035
3.2.2 算术运算指令 038
3.2.3 移位与逻辑运算指令 040
3.2.4 控制转移指令 041
3.2.5 位操作指令 043
3.3 MCS-51单片机汇编语言程序设计 044
3.3.1 MCS-51单片机常用伪指令 044
3.3.2 MCS-51单片机汇编语言程序的基本结构 046
3.4 MCS-51单片机的C程序设计 049
3.4.1 C51语言与标准C语言的简单比较 049
3.4.2 MCS-51单片机的软件开发工具与程序设计 050
本章小结 055
思考题与习题 055
第4章 MCS-51单片机的中断系统 058
4.1 中断的基本概念 058
4.1.1 中断定义 058
4.1.2 中断应用 059
4.1.3 中断优先级 060
4.1.4 中断分类 060
4.1.5 中断处理过程 061
4.2 MCS-51单片机中断的概念与结构 063
4.3 MCS-51单片机的中断处理 064
4.3.1 MCS-51单片机的中断控制 064
4.3.2 MCS-51单片机外部中断的触发方式 068
4.3.3 MCS-51单片机中断服务程序的设计 069
4.4 MCS-51单片机中断处理实例 071
本章小结 076
思考题与习题 077
第5章 MCS-51单片机的定时器/计数器 078
5.1 定时器/计数器的结构 078
5.1.1 TCON 079
5.1.2 TMOD 079
5.2 定时器/计数器的工作方式 080
5.2.1 工作方式0 080
5.2.2 工作方式1 081
5.2.3 工作方式2 082
5.2.4 工作方式3 082
5.2.5 8052单片机定时器/计数器2 083
5.3 定时器/计数器的编程与应用 085
5.3.1 毫秒级定时 085
5.3.2 超出最大范围定时/计数 088
5.3.3 8052单片机T2的应用 089
本章小结 090
思考题与习题 090
第6章 MCS-51单片机的串行通信技术 092
6.1 串行通信的基本知识 092
6.1.1 串行通信的概念 092
6.1.2 串行通信的工作方式 093
6.1.3 串行通信总线的电气标准 094
6.2 MCS-51单片机的串行口 096
6.2.1 基本结构 096
6.2.2 寄存器 097
6.2.3 工作模式 098
6.3 单片机多机通信与通信协议 101
6.3.1 多机通信原理 101
6.3.2 多机通信实例 102
6.3.3 串口通信协议 104
6.4 MCS-51单片机串行通信应用实例 106
本章小结 112
思考题与习题 112
第7章 MCS-51单片机的扩展技术 113
7.1 MCS-51单片机的I/O接口扩展技术 113
7.1.1 用8255扩展并行I/O接口 113
7.1.2 用74系列芯片扩展并行I/O接口 120
7.2 存储器及MCS-51单片机的存储器扩展技术 122
7.2.1 存储器简介 122
7.2.2 存储器容量的扩展 126
7.2.3 单片机存储器的扩展 131
本章小结 137
思考题与习题 137
第8章 MCS-51单片机与A/D和D/A转换器的接口技术 139
8.1 A/D转换器 139
8.1.1 A/D转换器基本原理 139
8.1.2 A/D转换器主要结构 140
8.1.3 A/D转换器主要性能指标 141
8.1.4 A/D转换器应用实例 141
8.2 D/A转换器 149
8.2.1 D/A转换器基本原理 149
8.2.2 D/A转换器主要结构 150
8.2.3 D/A转换器输出信号类型 152
8.2.4 D/A转换器性能指标 152
8.2.5 D/A转换器应用实例 153
本章小结 157
思考题与习题 158
第9章 MCS-51单片机系统的键盘及显示技术 159
9.1 MCS-51单片机应用系统中键盘的设计 159
9.1.1 键盘的工作特点 159
9.1.2 独立按键接口设计 161
9.1.3 矩阵键盘接口设计 166
9.2 LED数码显示接口电路设计 173
9.2.1 LED数码显示结构与原理 173
9.2.2 LED数码显示接口技术 174
9.3 LCD接口电路设计 177
9.3.1 LCD结构及原理 177
9.3.2 LCD1602简介及应用 178
本章小结 180
思考题与习题 181
第10章 单片机应用系统设计与开发 182
10.1 单片机应用系统的总体设计 182
10.2 硬件设计 183
10.2.1 主控电路核心器件选型 183
10.2.2 电源设计 184
10.2.3 数字量输入/输出保护设计 186
10.3 软件设计 188
10.3.1 驱动程序设计 189
10.3.2 应用程序设计 191
本章小结 194
思考题与习题 194
第11章 单片机应用系统仿真设计 196
11.1 单片机应用系统仿真设计的目的 196
11.2 硬件仿真设计 197
11.2.1 模拟电路仿真 197
11.2.2 数字电路仿真 199
11.3 软件仿真设计 204
11.4 控制算法仿真设计 207
11.4.1 MATLAB软件 207
11.4.2 PID控制算法的基本原理 208
11.4.3 PID控制算法的MATLAB仿真 209
本章小结 219
思考题与习题 219
第12章 单片机应用案例设计 221
12.1 基于MCS-51单片机的物流车运行轨迹监测节点 221
12.1.1 总体设计 221
12.1.2 硬件设计 222
12.1.3 软件设计 223
12.2 基于MCS-51单片机的温度测量与控制装置 229
12.2.1 总体设计 229
12.2.2 硬件设计 230
12.2.3 软件设计 232
12.2.4 仿真设计 240
12.3 基于32位单片机的电机控制器 240
12.3.1 总体设计 240
12.3.2 硬件设计 241
12.3.3 软件设计 244
本章小结 256
思考题与习题 256
参考文献 257
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