本书从现实教学和工程实际应用出发，兼顾基础与实用，以数字电子技术作为先修课程，从介绍微型计算机的基本结构和工作原理入手，以AT89S51单片机为例介绍单片微机的结构、工作原理及应用，注重基础性和实用性相结合。以二进制和基本逻辑电路为起点阐述微型计算机的基本工作原理，并通过丰富的实例将基本概念、基本理论、基本方法讲清讲透。本书引入Keil C和Proteus，并配备丰富的课堂演示实例，将实验室搬入教室。另外，例题程序设计采用汇编语言和C语言双方案，便于读者对照学习。本书提供配套电子课件、习题解答和教学指南。
徐春辉，男，南昌航空航天大学教授，长期从事电子信息科学与工程专业领域的一线教学和科研工作，出版多部著作，教学、科研和写作经验丰富。
目 录
第1章 绪论1
1.1 计算机的诞生、发展及基本结构1
1.2 计算机类型划分2
1.2.1 通用计算机2
1.2.2 嵌入式计算机2
1.3 嵌入式计算机的类别及应用特点3
1.3.1 嵌入式计算机的类别3
1.3.2 嵌入式计算机系统的应用特点3
1.4 单片微型计算机应用系统举例3
习题与思考题15
第2章 微型计算机基础6
2.1 计算机中的数、编码和运算6
2.1.1 计算机中常用的数制及相互
转换6
2.1.2 微型计算机中常用的编码7
2.1.3 微型计算机的运算基础8
2.2 微型计算机的基本结构11
2.2.1 存储器的组成及功能12
2.2.2 微处理器的结构及工作原理14
2.2.3 输入/输出设备及其接口电路19
2.2.4 微型计算机的总线连接结构20
2.3 微型计算机的指令执行过程22
2.4 微型计算机系统24
2.4.1 微型计算机系统的组成24
2.4.2 微型计算机系统的性能指标26
2.4.3 微型计算机的分类27
2.5 单片微型计算机概述27
2.5.1 什么是单片微型计算机27
2.5.2 单片机的发展历史27
2.5.3 单片机的特点28
2.5.4 单片机的应用28
2.5.5 单片机的发展趋势29
2.5.6 单片机的主要制造厂商和机型30
2.5.7 51系列单片机简介30
习题与思考题232
第3章 51系列单片机的硬件结构与
时序34
3.1 AT89S51单片机的结构概述34
3.2 AT89S51单片机的外部引脚35
3.2.1 电源及时钟引脚35
3.2.2 控制引脚36
3.2.3 并行I/O口引脚36
3.3 AT89S51单片机的CPU37
3.3.1 运算器37
3.3.2 控制器39
3.4 AT89S51单片机存储器的结构39
3.4.1 程序存储器空间39
3.4.2 数据存储器空间40
3.4.3 特殊功能寄存器41
3.4.4 位地址空间45
3.5 AT89S51单片机的并行输入/
输出接口45
3.5.1 P0口46
3.5.2 P1口47
3.5.3 P2口47
3.5.4 P3口48
3.6 AT89S51单片机的时钟电路与
时序49
3.6.1 AT89S51单片机的时钟电路49
3.6.2 时序与时序定时单位51
3.6.3 AT89S51指令的取指/执行
时序52
3.6.4 AT89S51对片外存储器的操作
时序53
3.7 复位操作与复位电路55
3.8 AT89S51单片机的低功耗节电
模式与看门狗定时器56
3.8.1 空闲模式57
3.8.2 掉电运行模式58
3.8.3 掉电和空闲模式下的看门狗定
时器WDT58
习题与思考题358
第4章 51系列单片机的指令系统60
4.1 指令及其格式60
4.1.1 指令系统概述60
4.1.2 指令描述符号的约定61
4.1.3 机器指令的字节编码格式61
4.1.4 符号指令的书写格式62
4.2 51系列单片机的寻址方式62
4.2.1 立即寻址62
4.2.2 直接寻址63
4.2.3 寄存器寻址63
4.2.4 寄存器间接寻址64
4.2.5 变址寻址（基址寄存器加变址
寄存器间址寻址）64
4.2.6 相对寻址方式65
4.2.7 位寻址方式65
4.3 51系列单片机指令系统分类
介绍66
4.3.1 数据传送类指令66
4.3.2 算术运算类指令71
4.3.3 逻辑运算与移位指令77
4.3.4 控制转移类指令79
4.3.5 位操作类指令84
4.3.6 51系列单片机指令汇总86
习题与思考题489
第5章 51系列单片机汇编语言程序设
计及仿真调试91
5.1 汇编语言程序设计基础91
5.1.1 机器语言、汇编语言与高级
语言91
5.1.2 汇编语言的语句和格式92
5.1.3 伪指令93
5.1.4 汇编语言源程序的汇编95
5.1.5 汇编语言程序设计的一般步骤96
5.2 汇编语言源程序的基本结构96
5.2.1 顺序结构96
5.2.2 分支结构97
5.2.3 循环结构98
5.2.4 子程序102
5.3 51系列单片机汇编语言实用
程序设计举例105
5.3.1 查表程序设计105
5.3.2 散转程序设计107
5.3.3 码制转换程序设计108
5.3.4 运算程序设计109
5.4 程序调试与集成开发环境软件
Keil Vision110
5.4.1 程序调试概述110
5.4.2 Keil Vision软件简介110
5.4.3 Keil Vision集成开发环境中
调试单片机汇编语言源程序的
方法111
习题与思考题5117
*第6章 单片机的Ｃ语言程序设计118
6.1 单片机C语言概述118
6.1.1 采用C51的优点118
6.1.2 C51的程序框架118
6.1.3 C51的程序开发过程119
6.2 C51的数据与运算120
6.2.1 C51的数据类型120
6.2.2 C51的数据存储类型121
6.2.3 C51数据的存储器模式121
6.2.4 C51的指针变量121
6.2.5 C51对SFR、可寻址位、存
储器和I/O口的定义124
6.3 C51的运算符和表达式126
6.4 C51的基本语句129
6.4.1 表达式语句129
6.4.2 复合语句129
6.4.3 选择语句129
6.4.4 循环语句130
6.5 C51的函数131
6.5.1 函数的分类131
6.5.2 C51函数的定义132
6.5.3 C51函数的调用133
6.5.4 对被调函数的说明133
6.5.5 C51的库函数133
6.6 C51编程实例133
6.6.1 C语言程序与汇编语言源程序
的关系133
6.6.2 顺序程序的设计135
6.6.3 循环程序的设计136
6.6.4 分支程序的设计136
6.7 汇编语言和C语言的混合编程138
习题与思考题6139
第7章 51系列单片机I/O口应用与
软/硬件系统模拟调试140
7.1 AT89S51单片机I/O接口的
应用140
7.1.1 AT89S51单片机I/O接口的
操作方式140
7.1.2 I/O接口的应用实例：发光二
极管的控制141
7.2 软/硬件系统的模拟调试与Proteus
软件143
7.2.1 Proteus软件的特点143
7.2.2 Proteus软件对于单片机教学的
重要意义143
7.3 Proteus软件快速入门143
7.3.1 Proteus工作界面144
7.3.2 使用Proteus进行单片机系统
仿真设计的步骤146
7.4 应用实例146
7.4.1 原理图设计146
7.4.2 Proteus仿真149
习题与思考题7150
第8章 51系列单片机的中断系统151
8.1 中断系统的基本概念151
8.1.1 中断的定义和作用151
8.1.2 中断的分类152
8.1.3 中断系统的基本结构及功能152
8.2 AT89S51单片机的中断系统157
8.2.1 AT89S51的中断请求源和
中断标志158
8.2.2 AT89S51对中断请求的控制159
8.2.3 AT89S51中断处理的过程162
8.3 中断系统的程序设计及实例165
8.3.1 中断系统的程序设计165
8.3.2 中断系统程序设计举例167
8.4 AT89S51对外部中断源的扩展171
8.4.1 采用中断加查询法扩展外部
中断源171
习题与思考题8174
第9章 51系列单片机的定时器/计
数器176
9.1 定时器/计数器概述176
9.2 AT89S51单片机定时器/计数器
的结构176
9.2.1 工作方式控制寄存器TMOD177
9.2.2 定时器/计数器控制寄存器
TCON178
9.3 定时器/计数器的4种工作
方式178
9.3.1 方式0178
9.3.2 方式1179
9.3.3 方式2180
9.3.4 方式3180
9.4 对外部输入信号的要求182
9.5 定时器/计数器的编程和应用182
9.5.1 定时器/计数器的编程182
9.5.2 定时器/计数器的应用举例183
习题与思考题9196
第10章 51系列单片机的串行接口及
其应用198
10.1 计算机串行通信基础198
10.1.1 计算机通信方式的分类198
10.1.2 串行通信的分类199
10.1.3 串行通信的制式201
10.1.4 串行通信中的调制与解调201
10.1.5 串行通信的校验202
10.1.6 串行通信中串行I/O数据的
实现202
10.2 AT89S51单片机串行口的结
构及工作原理203
10.2.1 串行口的结构203
10.2.2 串行口的工作方式205
10.3 AT89S51单片机串行口的
应用211
10.3.1 串行通信的编程要点211
10.3.2 串行口在方式0下的应用212
10.3.3 串行口在其他方式下的
应用215
10.4 单片机的主从式多机通信223
10.5 单片机与PC间的串行通信224
10.5.1 单片机与PC串行通信的
硬件连接224
10.5.2 通信协议与通信程序226
习题与思考题10227
第11章 51系列单片机的存储器扩展229
11.1 单片机系统扩展概述229
11.2 51系列单片机并行总线构造
和地址锁存器230
11.2.1 并行总线的构造230
11.2.2 外部地址锁存器230
11.3 51系列单片机地址空间分配
和地址译码器231
11.4 程序存储器的扩展235
11.4.1 程序存储器芯片类型的选择235
11.4.2 常用EPROM芯片的简介235
11.4.3 访问程序存储器的控制信号237
11.4.4 AT89S51单片机与EPROM
的接口电路设计238
11.4.5 单片机外扩程序存储器的时
序分析与使用239
11.5 数据存储器扩展240
11.5.1 数据存储器芯片类型的
选择240
11.5.2 常用静态数据存储器RAM
芯片简介240
11.5.3 AT89S51单片机与外部RAM
的接口电路设计241
11.5.4 单片机外扩数据存储器的时
序分析与使用243
11.6 程序存储器和数据存储器的综
合扩展244
11.7 E2PROM的扩展简介246
11.7.1 并行E2PROM芯片简介246
11.7.2 E2PROM的工作方式247
11.7.3 并行E2PROM与单片机的
接口设计247
11.8 AT89S51单片机片内Flash存
储器的编程247
11.8.1 AT89S51单片机片内Flash
存储器概况248
11.8.2 AT89S51单片机片内Flash
存储器的编程248
习题与思考题11250
第12章 51系列单片机的并行I/O
接口扩展251
12.1 I/O接口扩展概述251
12.1.1 I/O接口的功能251
12.1.2 I/O端口的编址252
12.1.3 单片机与I/O设备的数据传
送方式253
12.1.4 单1
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