单片机是指在一块芯片上集成CPU、ROM（或EPROM）、RAM、并行和串行I/O接口，以及定时/计数器等多种功能部件的微型计算机，这种微型计算机也可称为微控制器。它具有集成度高，可靠性高，性能价格比高，适应温度范围宽，抗干扰能力强，小巧、灵活，易于实现机电一体化等优点，现已广泛应用于检测、控制、智能化仪器仪表，以及生产设备自动化、家用电器等领域。 本书继承和发扬了第1版的风格和特色，增加了补码运算并删除了部分旧内容，以MCS-51单片机为主线，系统介绍了单片机的组成、汇编语言、指令系统、中断系统，以及A/D和D/A接口等问题，并在此基础上设计了单片机的实验。 本书可作为高等院校教材，也可作为广大科技人员的参考书。
杨峰，汉族，1964年2月出生，山东省招远人，中共党员，1988年6月毕业于山东大学无线电电子学专业，获硕士学位。现为山东师范大学信息科学与工程学院教授、硕士生导师、通信工程系主任。主要研究领域为通信信号处理、无线通信网络、多媒体信息处理与通信等，参与国家自然科学基金项目1项，主持省级和校级教改项目5项，在EI会议及SCI期刊、EI期刊等核心期刊上发表论文30余篇，主编教材和编著著作5部，获国家发明专利授权7件、实用新型专利授权4件；获得省科技进步二等奖等奖项3项，获得省级教学成果奖一等奖1项、校级教学成果奖一等奖1项。指导硕士研究生30多名。
目 录
第1章 数据基础及计算机概述 1
1.1 数值型数据的表示 1
1.1.1 进制 1
1.1.2 进制之间的转换 5
1.1.3 带符号数表示 7
1.1.4 定点表示与浮点表示 10
1.2 二进制数的运算 12
1.2.1 算术运算 12
1.2.2 逻辑运算 13
1.2.3 补码的加减运算 14
1.3 非数值型数据的表示 16
1.3.1 汉字ASCII码 16
1.3.2 汉字编码 17
1.4 微型计算机概述 18
1.4.1 有关微型计算机系统的几个概念 18
1.4.2 微型计算机的结构 19
1.4.3 微处理器的基本结构介绍 20
1.4.4 程序执行过程 21
本章小结 22
练习题 22
第2章 存储器 24
2.1 存储器基础 24
2.1.1 存储器的分类 24
2.1.2 半导体存储器的性能指标 24
2.1.3 半导体存储器的特点 25
2.2 随机存取存储器 26
2.2.1 RAM的基本结构 26
2.2.2 SRAM的基本存储电路 27
2.2.3 DRAM基本存储电路 28
2.2.4 RAM举例 28
2.3 只读存储器 31
2.3.1 ROM的基本结构 31
2.3.2 掩模ROM原理 31
2.3.3 PROM原理 32
2.3.4 EPROM原理 32
2.3.5 ROM举例 34
2.3.6 闪速存储器 35
2.4 一般CPU与存储器的连接及扩展 36
2.4.1 连接中应考虑的问题 36
2.4.2 存储器位数的扩展 37
2.4.3 存储器字数的扩展 37
2.4.4 存储器字数和位数的扩展 41
2.4.5 CPU与ROM和RAM芯片的连接 41
本章小结 41
练习题 41
第3章 MCS-51单片机的结构与原理 43
3.1 MCS-51单片机的内部结构 43
3.1.1 存储器结构 43
3.1.2 CPU结构 47
3.1.3 I/O端口 51
3.1.4 定时/计数器 52
3.1.5 中断系统 53
3.2 MCS-51单片机的引脚及其功能 53
3.3 MCS-51单片机的工作方式 56
3.3.1 复位方式 56
3.3.2 程序执行方式 57
3.3.3 节电方式 57
3.3.4 EPROM编程和校验方式 60
3.4 MCS-51单片机的时序 60
3.4.1 机器周期和指令周期 61
3.4.2 MCS-51指令的取指/执行时序 61
3.4.3 访问片外ROM/RAM的指令时序 63
3.5 MCS-51单片机外部存储器的扩展 65
3.5.1 程序存储器的扩展 65
3.5.2 数据存储器的扩展 66
本章小结 68
练习题 68
第4章 指令系统与程序设计 70
4.1 指令的格式与寻址方式 70
4.1.1 指令的格式 70
4.1.2 寻址方式 71
4.2 MCS-51的指令系统 72
4.2.1 数据传送类指令 72
4.2.2 算术运算类指令 74
4.2.3 逻辑操作类指令 77
4.2.4 程序控制类指令 79
4.2.5 布尔位操作指令 81
4.3 MCS-51的伪指令 83
4.4 汇编语言程序设计步骤与结构 86
4.4.1 程序设计步骤 86
4.4.2 程序流程图 87
4.4.3 程序的基本结构 87
4.5 顺序程序设计 88
4.6 分支程序设计 89
4.7 循环程序设计 94
4.8 子程序与运算程序设计 98
4.8.1 子程序设计 98
4.8.2 运算程序设计 103
4.9 宏汇编 108
4.9.1 宏定义 108
4.9.2 宏调用 109
4.9.3 局部标号 109
4.9.4 文件包含 110
本章小结 110
练习题 110
第5章 MCS-51单片机的功能模块原理 113
5.1 微型计算机的输入/输出 113
5.1.1 I/O接口的作用 114
5.1.2 外部设备的编址 114
5.1.3 I/O数据的4种传送方式 116
5.2 中断的基本概念及MCS-51的中断系统 119
5.2.1 中断的基本概念 119
5.2.2 MCS-51的中断系统 123
5.3 定时/计数器 133
5.3.1 定时/计数器控制与状态寄存器 133
5.3.2 定时/计数器的工作方式 135
5.3.3 定时/计数器的初始设置 137
5.3.4 应用举例 138
5.4 串行通信及串行接口 141
5.4.1 串行通信的基本知识 142
5.4.2 MCS-51系列单片机的串行接口 145
5.4.3 MCS-51系列单片机的串行接口的应用 151
本章小结 156
练习题 156
第6章 I/O接口扩展及单片机综合应用 158
6.1 I/O接口扩展概述 158
6.1.1 I/O接口的作用 158
6.1.2 I/O接口的编址 159
6.1.3 I/O数据的传送方式 159
6.1.4 数据总线隔离技术 160
6.2 用TTL芯片扩展简单的I/O接口 161
6.2.1 用74LS377扩展8位并行输出接口 161
6.2.2 用74LS244扩展8位并行输入接口 162
6.3 MCS-51与可编程并行I/O芯片8255A的接口 162
6.3.1 8255A内部结构及其引脚功能 162
6.3.2 8255A的工作方式及其初始化编程 164
6.4 A/D与D/A转换器及其应用 169
6.4.1 自动测控系统的构成 169
6.4.2 D/A转换器（DAC） 171
6.4.3 MCS-51对8位DAC0832的接口 175
6.4.4 ADC0809的接口 178
6.4.5 ADC0809与MCS-51的连接及其应用 181
6.5 MCS-51单片机综合应用实例 183
6.5.1 设计单片机应用系统的基本步骤 183
6.5.2 篮球专项技能综合测试仪需求分析和总体设计 186
6.5.3 LED数码管接口 187
6.5.4 键盘输入接口 191
6.5.5 篮球专项技能综合测试仪的总体功能实现 197
6.5.6 篮球综合技能测试仪和个人计算机的程序通信 202
练习题 203
附录A MCS-51实验指导 207
实验一 拆字实验 207
实验二 清零实验 208
实验三 数据传送子程序 209
实验四 多分支实验 210
实验五 P3.3口输入、P1口输出 211
实验六 8255A控制交通灯 212
实验七 脉冲计数（定时/计数器实验） 213
实验八 A/D转换实验 214
附录B MCS-51指令一览表 216
附录C DVCC试验箱操作命令简介 220
C.1 键盘布置 220
C.2 键盘监控工作状态 221
C.3 键盘监控操作命令介绍 223
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