单片机原理及接口技术

《单片机原理及接口技术(C51编程)》详细介绍了美国ATMEL公司的AT89S51单片机的硬件结构和片内外围部件的工作原理，Keil C51编程基础知识，并从应用设计的角度介绍AT89S51单片机的各种常用的硬件接口设计，以及相应的Keil C51接口驱动程序设计。本书最后介绍了AT89S51单片机应用系统设计以及一些典型应用举例。

《单片机原理及接口技术(C51编程)》可作为各类工科院校、职业技术学院电子技术、计算机、工业自动化、自动控制、智能仪器仪表、电气工程、机电一体化等专业单片机课程教材，也可供从事单片机应用设计的工程技术人员参考。^[1]

张毅刚哈尔滨工业大学教授，国家精品课程“单片机原理”负责人，黑龙江省教学名师，教育部全国高校教师网络培训“单片机原理”课程特聘主讲教授。长期从事“单片机原理及应用”、“计算机自动测试”等课程的教学工作，编著并出版国家级“十五”规划教材一本、国家级“十一五”规划教材两本，全国工科电子类统编教材一本。主要研究方向为微控制器技术应用、虚拟仪器技术、电子测量等。参加并完成多项科研项目，获国家科技进步二等奖1项，部委科技进步奖多项。

第1章　单片机概述　1

1.1　什么是单片机　1

1.2　单片机的发展历史　2

1.3　单片机的特点　2

1.4　单片机的应用　3

1.5　单片机的发展趋势　4

1.6　MCS-51系列与AT89S5x系列单片机　5

1.6.1　MCS-51系列单片机　5

1.6.2　AT89系列单片机　6

1.6.3　AT89系列单片机的型号说明　7

1.7　各种衍生品种的51单片机8

1.7.1　STC系列单片机　9

1.7.2　C8051F×××单片机　10

1.7.3　ADμC812单片机　10

1.7.4　华邦W77系列、W78系列单片机　10

1.8PIC系列单片机与AVR系列单片机　10

1.8.1　PIC系列单片机　11

1.8.2　AVR系列单片机　12

1.9　其他的嵌入式处理器简介　12

1.9.1　嵌入式DSP处理器　13

1.9.2嵌入式微处理器13

思考题及习题　14

第2章AT89S51单片机硬件结构　15

2.1　AT89S51单片机的硬件组成　15

2.2AT89S51的引脚功能　17

2.2.1　电源及时钟引脚　17

2.2.2　控制引脚　18

2.2.3　并行I/O口引脚　18

2.3　AT89S51的CPU　19

2.3.1运算器19

2.3.2　控制器　21

2.4AT89S51单片机存储器的结构　21

2.4.1程序存储器空间　22

2.4.2　数据存储器空间　23

2.4.3特殊功能寄存器23

2.4.4　位地址空间26

2.5　AT89S51单片机的并行I/O端口27

2.6时钟电路与时序　29

2.6.1时钟电路设计　29

2.6.2机器周期、指令周期与指令时序　30

2.7　复位操作和复位电路31

2.7.1　复位操作　31

2.7.2　复位电路设计　31

2.8　低功耗节电模式　33

2.8.1　空闲模式　33

2.8.2　掉电运行模式　34

2.8.3　掉电和空闲模式下的WDT34

思考题及习题　35

第3章C51语言编程基础　37

3.1　编程语言Keil C51简介　37

3.1.1　Keil C51简介　37

3.1.2　C51与标准C的比较　38

3.2　Keil C51的开发工具　39

3.2.1　集成开发环境Keil μVision3简介　39

3.2.2　Keil μVision3软件的安装、启动和运行　40

3.3　C51语言程序设计基础　40

3.3.1C51语言中的数据类型与存储类型　41

3.3.2　C51语言的特殊功能寄存器及位变量定义　45

3.3.3　C51语言的绝对地址访问　47

3.3.4　C51的基本运算48

3.3.5　C51的分支与循环程序结构　50

3.3.6　C51的数组　57

3.3.7　C51的指针　58

3.4　C51语言的函数　60

3.4.1　函数的分类　60

3.4.2　函数的参数与返回值61

3.4.3　函数的调用　62

3.4.4　中断服务函数　63

3.4.5　变量及存储方式　63

3.4.6宏定义与文件包含　64

3.4.7　库函数　65

3.5　软件仿真开发工具Proteus与Keil μVision3的联调　65

3.5.1　软件仿真开发工具Proteus简介　65

3.5.2　Proteus与Keil μVision3的联调　66

思考题及习题　67

第4章AT89S51片内并行端口的原理及编程　68

4.1　AT89S51的并行I/O端口的结构及工作原理　68

4.1.1　P0口　68

4.1.2　P1口　70

4.1.3　P2口　70

4.1.4　P3口　71

4.1.5　P1～P3口驱动LED发光二极管的问题　72

4.2　并行I/O端口的C51编程举例　73

4.2.1　从左到右的流水灯的制作　73

4.2.2　左右来回循环的流水灯的制作　73

4.2.3开关量检测指示器1　76

4.2.4　开关量检测指示器2　76

思考题及习题　77

第5章AT89S51单片机的中断系统79

5.1AT89S51中断技术概述　79

5.2　AT89S51中断系统结构　79

5.2.1中断请求源　80

5.2.2　中断请求标志寄存器80

5.3　中断允许与中断优先级的控制　81

5.3.1中断允许寄存器IE82

5.3.2中断优先级寄存器IP　82

5.4　响应中断请求的条件　84

5.5外部中断的响应时间　85

5.6　外部中断的触发方式选择　86

5.6.1　电平触发方式　86

5.6.2　跳沿触发方式　86

5.7　中断请求的撤销　86

5.8　中断函数　87

5.9　C51编程举例　88

5.9.1　单一外中断的应用　88

5.9.2　两个外中断的应用　89

5.9.3中断嵌套91

5.9.4　多外部中断源系统设计　92

思考题及习题　93

第6章AT89S51单片机的定时器/计数器　95

6.1　定时器/计数器的结构　95

6.1.1　工作方式控制寄存器TMOD96

6.1.2　定时器/计数器控制寄存器TCON　96

6.2　定时器/计数器的4种工作方式　97

6.2.1　方式0　97

6.2.2　方式1　98

6.2.3　方式2　98

6.2.4　方式3　99

6.3　对外部输入的计数信号的要求　100

6.4定时器/计数器的编程和应用　101

6.4.1　P1口外接的8只LED每0.5s闪亮一次　101

6.4.2　计数器的应用　102

6.4.3　扩展一个外部中断源　103

6.4.4　P1.0上产生周期为2ms的方波　104

6.4.5　P1.1上产生周期为1s的方波　104

6.4.6　T1控制发出1kHz的音频信号　105

6.4.7　测量脉冲宽度——门控位GATEx的应用　106

6.4.8　实时时钟的设计　107

思考题及习题　108

第7章　AT89S51单片机的串行口110

7.1　串行口的结构　110

7.1.1　串行口控制寄存器SCON　110

7.1.2特殊功能寄存器PCON　112

7.2　串行口的4种工作方式　112

7.2.1　方式0　112

7.2.2　方式1　116

7.2.3　方式2　117

7.2.4　方式3　118

7.3　多机通信　119

7.4波特率的制定方法　120

7.4.1　波特率的定义　120

7.4.2定时器T1产生波特率的计算　120

7.5串行通信的应用设计　122

7.5.1　各种串行通信接口标准　122

7.5.2　方式1的应用　124

7.5.3　方式2和方式3的应用　127

7.5.4　主从式多机通信的应用　129

7.5.5　单片机与PC的串行通信　133

7.5.6　PC与单片机或与多个单片机的串行通信接口设计　135

思考题及习题　136

第8章AT89S51单片机外部存储器的扩展　138

8.1　系统扩展结构　138

8.2地址空间分配和外部地址锁存器139

8.2.1　存储器地址空间分配　139

8.2.2　外部地址锁存器　142

8.3程序存储器EPROM的扩展　144

8.3.1　常用的EPROM芯片　144

8.3.2　程序存储器的操作时序　146

8.3.3AT89S51单片机与EPROM的接口电路设计　148

8.4静态数据存储器RAM的扩展　149

8.4.1　常用的静态RAM(SRAM)芯片　149

8.4.2　外扩数据存储器的读写操作时序　150

8.4.3AT89S51单片机与RAM的接口电路设计　151

8.5　EPROM和RAM的综合扩展　153

8.5.1　综合扩展的硬件接口电路　153

8.5.2　外扩存储器电路的编程　155

8.6　片内Flash存储器的编程　155

8.6.1通用编程器编程　157

8.6.2　ISP编程　157

思考题及习题　158

第9章AT89S51单片机的I/O扩展　160

9.1I/O接口扩展概述　160

9.1.1　扩展的I/O接口功能　160

9.1.2I/O端口的编址160

9.1.3　I/O数据的传送方式　161

9.1.4　I/O接口电路　161

9.2AT89S51扩展I/O接口芯片82C55的设计　162

9.2.1　82C55芯片简介　162

9.2.2　工作方式选择控制字及端口PC置位/复位控制字　163

9.2.3　82C55的3种工作方式　165

9.2.4AT89S51单片机与82C55的接口设计　169

9.3　利用74LSTTL电路扩展并行I/O口　171

9.4　用AT89S51单片机的串行口扩展并行口172

9.4.1　用74LS165扩展并行输入口　172

9.4.2　用74LS164扩展并行输出口　173

9.5　用I/O口控制的声音报警接口　174

9.5.1　扬声器报警接口　174

9.5.2　音乐报警接口　176

思考题及习题　176

第10章　AT89S51单片机与输入/输出外设的接口　178

10.1　LED数码管显示器的接口设计　178

10.1.1　LED数码管的工作原理　178

10.1.2　LED数码管显示器接口设计举例　179

10.2　键盘的接口设计　183

10.2.1　键盘接口应解决的问题　183

10.2.2　键盘接口设计举例　184

10.2.3　键盘扫描方式的选取　188

10.3　键盘/显示器接口的设计实例　188

10.3.1　利用并行I/O芯片82C55实现键盘/显示器接口　188

10.3.2　利用串行口实现的键盘/显示器接口　191

10.3.3　专用接口芯片HD7279实现的键盘/显示器控制　193

10.4AT89S51单片机与液晶显示器的接口　204

10.4.1　LCD显示器的分类　204

10.4.2　点阵字符型液晶显示模块介绍　204

10.4.3　AT89S51单片机与LCD的接口及软件编程　208

10.5　AT89S51单片机与微型打印机TP(P-40A/16A的接口　211

10.6AT89S51单片机与BCD码拨盘的接口设计　215

思考题及习题　216

第11章　AT89S51单片机与D/A、A/D转换器的接口　217

11.1　AT89S51单片机与DAC的接口　217

11.1.1　D/A转换器简介　217

11.1.2　AT89S51单片机与8位D/A转换器0832的接口设计　218

11.2　AT89S51单片机与ADC的接口　225

11.2.1　A/D转换器简介　225

11.2.2AT89S51与逐次比较型8位A/D转换器ADC0809的接口　226

11.2.3　AT89S51与逐次比较型12位A/D转换器AD1674的接口　230

11.3AT89S51单片机与V/F转换器的接口　234

11.3.1　用V/F转换器实现A/D转换的原理　235

11.3.2　常用V/F转换器LMX31简介　235

11.3.3　V/F转换器与MCS-51单片机接口　236

11.3.4LM331应用举例　237

思考题及习题　238

第12章　单片机的串行扩展技术　239

12.1单总线串行扩展　239

12.2　SPI总线串行扩展　240

12.2.1　SPI总线的扩展结构　241

12.2.2　扩展带SPI串口的A/D转换器TLC2543　242

12.3I2C总线的串行扩展　243

12.3.1　I2C串行总线系统的基本结构　244

12.3.2　I2C总线的数据传送规定　244

12.3.3AT89S51的I2C总线扩展系统　247

12.3.4　I2C总线数据传送的模拟　248

12.3.5I2C总线在IC卡中的应用　251

思考题及习题　255

第13章AT89S51单片机的应用设计与调试　256

13.1　单片机应用系统的设计步骤　256

13.2　单片机应用系统设计　257

13.2.1　硬件设计应考虑的问题　257

13.2.2　典型的单片机应用系统　258

13.2.3　系统设计中的地址空间分配与总线驱动　259

13.2.4　应用设计例1——最小应用系统设计　261

13.2.5　应用设计例2——数字电压表的设计　262

13.2.6　应用设计例3——带有报警功能的温度测量仪的设计　264

13.3　单片机应用系统的仿真开发与调试　266

13.3.1　仿真开发系统的种类与基本功能　267

13.3.2　仿真开发系统简介　267

13.3.3　用户样机的仿真调试　270

13.4　单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计272

13.4.1AT89S51片内看门狗定时器的使用　273

13.4.2软件滤波273

13.4.3开关量输入/输出软件抗干扰设计　274

13.4.4　过程通道干扰的抑制措施——隔离　275

13.4.5　印刷电路板抗干扰布线的基本原则　276

思考题及习题　278

参考文献　280

书 名: 单片机原理及接口技术

作　者：陈贵银

出版社：电子工业出版社

出版时间： 2011年1月1日

ISBN: 9787121122880

开本： 16开

定价: 33.00元

内容简介

《单片机原理及接口技术》以流行单片机芯片AT89C51为主体介绍了单片机的原理、常用单片机接口技术及应用。全书共9章，在硬件基础知识、汇编软程序设计的基础上，按照单片机产品的开发流程，介绍了调试工具软件Keilc与调试仿真工具软件Protues。用11个实训将产品开发的流程理念充分贯穿于其中。达到在稳固掌握基础原理的基础上再应用与开发。融教、学、做一体于教材中。针对有些专业还专门设置了课程设计（或综合训练）。《单片机原理及接口技术》也特别编写了8个课题，方便老师与同学们完成该项训练。

《单片机原理及接口技术》内容精练，实例丰富，用实训来强化原理的基础知识，知识点与技能点相结合，既实现了知识的全面性和连贯性，又做NT理论与实践内容的融合贯通，体现了应用性人才培养的特点。特别适合作为高职高专院校电子信息类、计算机类、自动化类、机电类及控制类各专业的单片机技术课程教材，也可作为职工大学、函授大学、中职学校的教材及单片机应用开发人员的参考书。

图书目录

第1章 单片机的基础知识

第2章 AT89C51单片机芯片的硬件结构

第3章 单片机的指令系统及程序设计

第4章 AT89C51l，O及其应用举例

第5章 AT89C51单片机的中断与定时

第6章 AT89C51单片机存储器的扩展技术

第7章 AT89C51单片机的串行接口技术

第8章 单片机I/O扩展及应用

第9章 单片机实际应用制作

书 名: 单片机原理及接口技术

作　者：温宗周

出版社：中国电力出版社

出版时间： 2009年08月

ISBN: 9787508391182

开本： 16开

定价: 36.00 元

内容简介

《单片机原理及接口技术》为普通高等教育“十一五”规划教材。全书分为12章，主要内容包括单片计算机概述、MCS-51系列单片机硬件结构、指令系统、汇编语言程序设计知识、中断概念和中断逻辑、定时器/计数器、串行口原理及应用、C51基础、单片机系统的扩展、人机通道配置与接口技术、单片机最新接口技术实例、MCS-51系列单片机应用举例。《单片机原理及接口技术》的特点是深入浅出、概念清楚、叙述详细，内容具有系统性、先进性和实用性。

《单片机原理及接口技术》可作为高等院校自动化、电子信息、计算机应用、机电一体化等专业的单片机课程本科教材，也可作为高职高专及函授教材，同时可作为工程技术人员的单片机应用技术参考书。

作者：李朝青　编著

ISBN：10位[7810775456] 13位[9787810775458]

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2005-10-1

定价：￥27.00 元

内容提要

本书以89C51为典型机，深入浅出地讲述单片机原理、接口及应用技术。主要内容包括： 微机基础知识、89C51单片机硬件结构、指令系统、汇编语言程序设计、中断系统、定时器及应用、89C51串行口及串行通信、89C51单片机小系统及片外扩展、应用系统配置及接口技术和系统应用程序实例。

该书内容新颖、实用，删去了原版教材中大部分并行扩展的内容，特别增加了较多串行外设芯片扩展的内容，如SPI、I2C和单总线串行扩展技术、串行A/D、D/A、键盘输入和显示器等实例，可用作大中专院校微机原理、单片机及接口技术的教材，也可供从事单片机产品开发的工程技术人员参考。

编辑推荐

本书以89C51为典型机，深入浅出地讲述单片机原理、接口及应用技术。主要内容包括： 微机基础知识、89C51单片机硬件结构、指令系统、汇编语言程序设计、中断系统、定时器及应用、89C51串行口及串行通信、89C51单片机小系统及片外扩展、应用系统配置及接口技术和系统应用程序实例。

该书内容新颖、实用，删去了原版教材中大部分并行扩展的内容，特别增加了较多串行外设芯片扩展的内容，如SPI、I2C和单总线串行扩展技术、串行A/D、D/A、键盘输入和显示器等实例，可用作大中专院校微机原理、单片机及接口技术的教材，也可供从事单片机产品开发的工程技术人员参考。

目录

第1章 微机基础知识

第2章 89C51单片机硬件结构和原理

第3章指令系统

第4章 汇编语言程序设计知识

第5章中断系统

第6章 定时器及应用

第7章 89C51串行口及串行通信技术

第8章 单片机小系统及外扩展

第9章 应用系统配置及接口技术

第10章 系统实用程序

附录A　89C51指令表

附录B　89C51指令矩阵(汇编/反汇编表)

附录C　8255A可编程外围并行接口芯片及接口

参考文献

前言

《单片机原理及接口技术（简明修订版）》自1999年出版以来，得到各大中专院校同行的认可，在此我们表示诚挚的谢意。现已第17次印刷。鉴于单片机及嵌入式系统技术发展迅速，该教材很多内容已经陈旧，现决定对本教材再次修订。. 这次修订内容变化较大，从以往的8051/8031芯片为主转变为以89C51芯片为主的典型机。89C51具有80C51内核，仍属于MCS51系列单片机，简称51系列单片机。本书删去EPROM扩展及I/O口芯片扩展的内容，用户可根据需要选择89系列不同容量Flash ROM的产品。为了节省89C51的I/O口线，选择了一些串口（SPI或I2C）A/D、D/A、E2PROM、看门狗、键盘和显示器的实例。这样，89C51在不扩展片外I/O口芯片的情况..^[1]