單片機原理與應用及C51程序設計（第4版）

MCS-51系列單片機應用廣泛，是學習單片機技術較好的系統平台，同時也是單片微型計算機應用系統開發的一個重要系列。《單片機原理與應用及C51程序設計（第4版）》以實用為宗旨，用豐富的實例講解MCS-51單片機原理和軟硬件開發技術，並採用對比的方法，同一功能分別以單片機彙編語言程序和單片機C語言程序實現，並附有Proteus仿真，免費提供所有源代碼和電路圖的資源下載。

《單片機原理與應用及C51程序設計（第4版）》共分為10章，各章內容説明如下：第1章介紹計算機基礎知識，第2章介紹MCS-51單片機基本原理，第3章介紹MCS-51單片機彙編程序設計，第4章介紹單片機C語言程序設計，第5章介紹Keil C51集成環境的使用；第6章介紹Proteus軟件的使用；第7章到第9章，用實例介紹MCS-51單片機內部資源及編程，51單片機輸入輸出接口及編程，51單片機與模數、數模接口及編程；第10章介紹單片機應用系統設計及實例。附錄中分別提供了MCS-51系列單片機指令表和C51庫函數表，以及單片機相關的網絡資源列表。

《單片機原理與應用及C51程序設計（第4版）》適合各類大專院校及培訓機構作為“單片機原理與應用”或“單片機應用系統開發”類課程的教材，特別適合打算學習單片機應用系統開發的讀者使用，也可供各類電子工程、自動化技術人員和計算機愛好者參考。 ^[1] 

第1章 基礎知識 1

1.1 信息在計算機中的表示 1

1.1.1 數在計算機內的表示 1

1.1.2 字符在計算機內的表示 5

1.2 單片機概述 5

1.2.1 單片機的概念 6

1.2.2 單片機的發展 7

1.2.3 單片機的特點 8

1.2.4 單片機的應用 8

1.3 51單片機及主要品種 9

1.3.1 51單片機概述 9

1.3.2 51單片機的主要品種 10

1.3.3 其他系列的8位單片機 12

習題 14

第2章 單片機基本原理 15

2.1 51系列單片機簡介 15

2.2 MCS-51系列單片機的結構原理 15

2.2.1 MCS-51系列單片機的

基本組成 15

2.2.2 MCS-51系列單片機的

內部結構 16

2.2.3 51系列單片機的

中央處理器 17

2.2.4 MCS-51系列單片機的

存儲器結構 19

2.2.5 MCS-51系列單片機的

輸入/輸出接口 26

2.3 51系列單片機的外部引腳及

片外總線 29

2.3.1 外部引腳 29

2.3.2 片外總線結構 32

2.4 51系列單片機的工作方式 32

2.4.1 復位方式 32

2.4.2 程序執行方式 33

2.4.3 單步執行方式 33

2.4.4 AT89S5X單片機的空閒和

掉電方式 34

2.4.5 AT89S5X單片機的ISP

編程方式 35

2.5 51系列單片機的時序 37

2.5.1 時鐘週期、機器週期和指令

週期 38

2.5.2 訪問外部ROM的時序 39

2.5.3 訪問外部RAM的時序 39

習題 40

第3章 單片機彙編程序設計 42

3.1 51系列單片機彙編指令格式及

標識 42

3.1.1 指令格式 42

3.1.2 指令中用到的標識符 43

3.2 51單片機指令的尋址方式 43

3.2.1 常數尋址(立即尋址) 43

3.2.2 寄存器數尋址(寄存器尋址) 44

3.2.3 存儲器數尋址 44

3.2.4 位數據尋址(位尋址) 46

3.2.5 指令尋址 46

3.3 51單片機的指令系統 47

3.3.1 數據傳送指令 47

3.3.2 算術運算指令 48

3.3.3 邏輯操作指令 50

3.3.4 控制轉移指令 51

3.3.5 位操作指令 53

3.4 51單片機彙編程序常用偽指令 55

3.5 51單片機彙編程序設計 57

3.5.1 數據傳送程序 57

3.5.2 運算程序 58

3.5.3 代碼轉換程序 60

3.5.4 多分支轉移(散轉)程序 61

3.5.5 延時程序 63

習題 64

第4章 單片機C語言程序設計 66

4.1 C51的基本知識 66

4.2 C51的數據類型 67

4.2.1 C51的基本數據類型 68

4.2.2 C51的特有數據類型 69

4.3 C51的變量與存儲類型 70

4.3.1 C51的普通變量及定義 70

4.3.2 C51的特殊功能寄存器變量 73

4.3.3 C51的位變量 73

4.3.4 C51的指針變量 74

4.3.5 C51的數組 76

4.4 絕對地址的訪問 76

4.4.1 使用C51運行庫中預定義宏 76

4.4.2 通過指針訪問 77

4.4.3 使用C51擴展

關鍵字“_at_” 78

4.5 C51中的函數 78

4.5.1 C51函數的參數傳遞 79

4.5.2 C51函數的返回值 79

4.5.3 C51函數的存儲模式 80

4.5.4 C51的中斷函數 80

4.5.5 C51函數的寄存器組選擇 81

4.5.6 C51的重入函數 82

習題 83

第5章 Keil C51集成環境的使用 84

5.1 Keil C51簡介 84

5.1.1 Keil ?Vision4 IDE的安裝 84

5.1.2 Keil ?Vision4 IDE的界面 84

5.2 Keil ?Vision4 IDE的使用方法 90

5.2.1 建立項目文件 90

5.2.2 給項目添加程序文件 91

5.2.3 編譯、連接項目，形成目標

文件 93

5.2.4 運行調試觀察結果 93

5.2.5 仿真環境的設置 95

5.3 Keil C51的調試技巧 97

5.3.1 如何設置和刪除斷點 97

5.3.2 如何查看和修改寄存器的

內容 97

5.3.3 如何觀察和修改變量 98

5.3.4 如何觀察存儲器區域 98

習題 99

第6章 Proteus軟件的使用 100

6.1 Proteus概述 100

6.1.1 Proteus的進入 100

6.1.2 Proteus的界面 101

6.2 Proteus的基本操作 103

6.2.1 新建電路，選擇元件 103

6.2.2 放置元件，調整元件 106

6.2.3 連接導線 108

6.2.4 給單片機加載程序 110

6.2.5 運行仿真看結果 111

習題 111

第7章 51單片機的內部資源及編程 112

7.1 並行輸入/輸出接口 112

7.2 定時/計數器接口 113

7.2.1 定時/計數器的主要特性 113

7.2.2 定時/計數器T0、T1的

結構及工作原理 113

7.2.3 定時/計數器的方式和控制

寄存器 114

7.2.4 定時/計數器的工作方式 115

7.2.5 定時/計數器的初始化

編程及應用 118

7.2.6 AT89S5X單片機的

看門狗WDT定時器 129

7.3 串行接口 129

7.3.1 通信的基本概念 130

7.3.2 51單片機串行口的功能與

結構 132

7.3.3 串行口的工作方式 135

7.3.4 串行口的編程及應用 137

7.4 中斷系統 147

7.4.1 中斷的基本概念 147

7.4.2 51單片機的中斷系統結構 148

7.4.3 51單片機的中斷源 149

7.4.4 兩級中斷允許控制 150

7.4.5 兩級優先級控制 151

7.4.6 中斷響應 152

7.4.7 51單片機中斷系統的

應用舉例 153

習題 161

第8章 51單片機輸入輸出接口及

應用 163

8.1 51單片機的最小系統 163

8.1.1 8051/8751的最小系統 163

8.1.2 8031的最小系統 164

8.2 數碼管顯示器與51單片機接口 164

8.2.1 數碼管顯示器的基本

結構與原理 164

8.2.2 數碼管顯示器使用的

主要問題 166

8.2.3 數碼管顯示器與51單片機的

接口 168

8.3 液晶顯示器LCD1602與51單片機的

接口 174

8.3.1 LCD1602概述 174

8.3.2 LCD1602的內部結構 175

8.3.3 LCD1602的指令格式與

功能 177

8.3.4 LCD1602的接口與編程 179

8.4 鍵盤與51單片機的接口 183

8.4.1 鍵盤概述 183

8.4.2 獨立式鍵盤與單片機的

接口 186

8.4.3 矩陣式鍵盤與單片機的

接口 188

8.5 行程開關、晶閘管、繼電器與

51單片機的接口 193

8.5.1 行程開關、繼電器與

51單片機的接口 193

8.5.2 晶閘管與51單片機的接口 194

8.5.3 繼電器與51單片機的接口 194

8.5.4 蜂鳴器與51單片機的接口 195

習題 195

第9章 51單片機與D/A、A/D

轉換器的接口 197

9.1 D/A轉換器與51單片機的接口 197

9.1.1 D/A轉換器概述 197

9.1.2 典型的D/A轉換器芯片

DAC0832 200

9.1.3 DAC0832與51單片機的

接口與應用 202

9.2 A/D轉換器與51單片機的接口 208

9.2.1 A/D轉換器概述 208

9.2.2 典型的A/D轉換器芯片

ADC0808/0809 210

9.3 串行A/D、D/A與51單片機的

接口 216

9.3.1 串行D/A芯片MAX517與51

單片機的接口 216

9.3.2 串行A/D芯片MAX1241與51

單片機的接口 221

習題 228

第10章 51單片機應用系統設計 230

10.1 單片機應用系統開發過程 230

10.1.1 單片機應用系統開發的

基本過程 230

10.1.2 單片機應用系統的硬件

系統設計 231

10.1.3 單片機應用系統的軟件

設計 233

10.2 單片機電子時鐘設計 235

10.2.1 單片機電子時鐘的功能

要求 235

10.2.2 單片機電子時鐘的總體

方案 235

10.2.3 單片機電子時鐘的主要部件

介紹 236

10.2.4 單片機電子時鐘的硬件

電路 241

10.2.5 單片機電子時鐘的軟件

程序 242

10.3 單片機多點温度測量系統設計 247

10.3.1 單片機多點温度測量系統的

功能要求 247

10.3.2 單片機多點温度測量系統的

總體方案 248

10.3.3 單片機多點温度測量系統的

主要部件介紹 248

10.3.4 單片機多點温度測量系統的

硬件電路 254

10.3.5 單片機多點温度測量系統的

軟件程序 255

10.4 單片機電子密碼鎖設計 262

10.4.1 單片機電子密碼鎖的

功能要求 262

10.4.2 單片機電子密碼鎖的

總體方案 263

10.4.3 單片機電子密碼鎖的主要

部件介紹 263

10.4.4 單片機電子密碼鎖的硬件

電路 270

10.4.5 單片機電子密碼鎖的軟件

程序 271

習題 279

附錄A MCS-51系列單片機指令表 280

附錄B C51運算符優先級和結合規則 284

附錄C C51的庫函數 286

附錄D 單片機技術及嵌入式系統的

網絡資源 295

參考文獻 296