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21世纪高等学校计算机规划教材：单片机原理及接口技术

作者: 张毅刚著 , 彭喜元著

出版社: 人民邮电出版社

出版时间: 2008-11

版次: 1

ISBN: 9787115187895

定价: 29.80

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 277页

字数: 469千字

正文语种: 简体中文

丛书: 21世纪高等学校计算机规划教材·名师系列

分类: 计算机与互联网

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　　《单片机原理及接口技术》详细介绍了与MCS-51单片机兼容的AT89C51单片机的硬件结构、指令系统及工作原理，并从应用设计的角度介绍AT89C51单片机的各种硬件接口设计、汇编语言接口驱动程序设计和AT89C51单片机应用系统设计。《单片机原理及接口技术》紧紧抓住接口设计这一主线，突出内容的实用性、典型性。另外，《单片机原理及接口技术》在附录中还给出了实践教学环节的10个基础实验和25个课程设计题目，供课程的实践教学环节选用。《单片机原理及接口技术》可作为各类工科院校工业自动化、智能仪器仪表、计算机、电子技术、自动控制、电气工程、机电一体化等专业单片机课程的教材，也可供从事单片机应用设计的工程技术人员参考。　　张毅刚，教授，黑龙江省教学名师，国家精品课程“单片机原理”负责人。1982年2月毕业于哈尔滨工业大学无线电技术专业，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，编著并出版十余本有关《单片机原理及应用》课程的教材及专著，其中普通高等教育“十五”国家级规划教材一本、“十一五”国家级规划教材丽本，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一项，航天部、国防科工委科技进步奖多项。第1章　单片机概述
1.1　什么是单片机？
1.2　单片机的发展历史
1.3　单片机的发展趋势
1.4　单片机的特点
1.5　单片机的应用
1.6　MCS-51系列与AT89C5x系列单片机
1.6.1　MCS-51系列单片机
1.6.2　AT89C5x系列单片机
本章小结
思考题及习题

第2章　AT89C51单片机片内硬件结构
2.1　AT89C51单片机的硬件组成
2.2　AT89C51单片机的引脚介绍
2.2.1　电源及时钟引脚
2.2.2　控制引脚
2.2.3　并行I/O口引脚

2.3　AT89C51单片机的CPU
2.3.1　运算器
2.3.2　控制器

2.4　AT89C51单片机存储器的结构
2.4.1　程序存储器空间
2.4.2　数据存储器空间
2.4.3　特殊功能寄存器
2.4.4　位地址空间

2.5　AT89C51单片机的并行I/O端口
2.5.1　P0口
2.5.2　P1口
2.5.3　P2口
2.5.4　P3口

2.6　时钟电路与时序
2.6.1　时钟电路
2.6.2　机器周期、指令周期与指令时序

2.7　复位操作和复位电路
2.7.1　复位操作
2.7.2　复位电路
本章小结
思考题及习题

第3章　AT89C51单片机的指令系统
3.1　指令系统概述
3.2　指令格式
3.3　指令系统的寻址方式
3.4　AT89C51单片机指令系统分类介绍
3.4.1　数据传送类指令
3.4.2　算术运算类指令
3.4.3　逻辑操作类指令
3.4.4　控制转移类指令
3.4.5　位操作类指令
本章小结
思考题及习题

第4章　AT89C51单片机汇编语言程序设计
4.1　汇编语言程序设计概述
4.1.1　机器语言、汇编语言和高级语言
4.1.2　汇编语言语句和格式
4.1.3　伪指令

4.2　汇编语言源程序的汇编
4.2.1　手工汇编
4.2.2　机器汇编

4.3　AT89C51单片机汇编语言程序设计举例
4.3.1　子程序的设计
4.3.2　查表程序设计
4.3.3　关键字查找程序设计
4.3.4　数据极值查找程序设计
4.3.5　数据排序程序设计
4.3.6　分支转移程序设计
4.3.7　循环程序设计
本章小结
思考题及习题

第5章　AT89C51单片机的中断系统
5.1　AT89C51单片机中断技术概述
5.2　AT89C51单片机中断系统结构
5.2.1　中断请求源
5.2.2　中断请求标志寄存器

5.3　中断控制
5.3.1　中断允许寄存器IE
5.3.2　中断优先级寄存器IP
5.4　响应中断请求的条件
5.5　外部中断的响应时间

5.6　外部中断的触发方式选择
5.6.1　电平触发方式
5.6.2　跳沿触发方式
5.7　中断请求的撤销
5.8　中断服务子程序的设计
5.9　多外部中断源系统设计
本章小结
思考题及习题

第6章　AT89C51单片机的定时器/计数器
6.1　定时器/计数器的结构
6.1.1　工作方式控制寄存器TMOD
6.1.2　定时器/计数器控制寄存器TCON

6.2　定时器/计数器的4种工作方式
6.2.1　方式0
6.2.2　方式1
6.2.3　方式2
6.2.4　方式3
6.3　计数器模式下对输入信号的要求

6.4　定时器/计数器的编程和应用
6.4.1　方式1的应用
6.4.2　方式2的应用
6.4.3　方式3的应用
6.4.4　门控制位GATEx的应用——测量脉冲宽度
6.4.5　实时时钟的设计
6.4.6　定时器/计数器作为外部中断源的使用方法
本章小结
思考题及习题

第7章　AT89C51单片机的串行口
7.1　串行口的结构
7.1.1　串行口控制寄存器SCON
7.1.2　特殊功能寄存器PCON

7.2　串行口的4种工作方式
7.2.1　方式0
7.2.2　方式1
7.2.3　方式2
7.2.4　方式3
7.3　多机通信的工作原理

7.4　波特率的制定方法
7.4.1　波特率的定义
7.4.2　定时器T1产生波特率的计算

7.5　串行口的编程和应用
7.5.1　双机串行通信硬件接口
7.5.2　双机串行通信软件编程
本章小结
思考题及习题

第8章　AT89C51单片机扩展存储器的接口设计
8.1　系统扩展结构
8.2　地址空间分配和外部地址锁存器
8.2.1　存储器地址空间分配
8.2.2　外部地址锁存器

8.3　程序存储器EPROM的扩展
8.3.1　常用的EPROM芯片
8.3.2　程序存储器的操作时序
8.3.3　AT89C51单片机与EPROM的接口电路设计

8.4　静态数据存储器RAM的扩展
8.4.1　常用的静态RAM(SRAM)芯片
8.4.2　外扩数据存储器的读写操作时序
8.4.3　AT89C51单片机与RAM的接口电路设计

8.5　EPROM和RAM的综合扩展
8.5.1　综合扩展的硬件接口电路
8.5.2　外扩存储器电路的工作原理及软件设计
8.6　AT89C51/89C52/89C55单片机的片内闪烁存储器
本章小结
思考题及习题

第9章　AT89C51单片机扩展I/O接口的设计
9.1　I/O接口扩展概述
9.1.1　I/O接口的功能
9.1.2　I/O端口的编址
9.1.3　I/O数据的传送方式
9.1.4　I/O接口电路

9.2　AT89C51单片机与可编程并行I/O芯片82C55的接口设计
9.2.1　C55芯片简介
9.2.2　工作方式选择控制字及端口PC置位/复位控制字
9.2.3　C55的3种工作方式
9.2.4　AT89C51单片机和82C55的接口设计

9.3　AT89C51单片机与可编程RAM/IO芯片81C55的接口设计
9.3.1　C55芯片介绍
9.3.2　C55的工作方式
9.3.3　AT89C51单片机与81C55的接口设计及软件编程
9.4　利用74LSTTL电路扩展并行I/O口

9.5　用AT89C51单片机的串行口扩展并行口
9.5.1　用74LS165扩展并行输入口
9.5.2　用74LS164扩展并行输出口
本章小结
思考题及习题

第10章　AT89C51单片机与输入外设和输出外设的接口设计
10.1　LED显示器的显示原理
10.1.1　LED显示器的结构
10.1.2　LED显示器工作原理

10.2　键盘接口原理
10.2.1　键盘输入应解决的问题
10.2.2　键盘接口的工作原理
10.2.3　键盘的工作方式

10.3　键盘/显示器接口设计实例
10.3.1　利用AT89C51单片机串行口实现的键盘/显示器接口
10.3.2　专用芯片HD7279A实现的键盘/显示器接口

10.4　AT89C51单片机与液晶显示器(LCD)的接口
10.4.1　LCD显示器的分类
10.4.2　点阵字符型液晶显示模块介绍
10.4.3　AT89C51单片机与LCD的接口及软件编程
10.5　AT89C51单片机与微型打印机TPmP-40A/16A的接口
10.6　AT89C51单片机与BCD码拨盘的接口设计
本章小结
思考题及习题

第11章　AT89C51单片机与D/A、A/D转换器的接口
11.1　AT89C51单片机与DAC的接口
11.1.1　D/A转换器概述
11.1.2　AT89C51单片机与8位DAC0832的接口设计
11.1.3　AT89C51单片机与12位D/A转换器AD667的接口设计

11.2　AT89C51单片机与ADC的接口
11.2.1　A/D转换器概述
11.2.2　AT89C51单片机与逐次比较型A/D转换器ADC0809的接口
11.2.3　AT89C51单片机与逐次比较型A/D转换器AD1674的接口设计
11.2.4　AT89C51单片机与双积分型A/D转换器MC14433的接口
本章小结
思考题及习题

第12章　单片机的串行扩展技术
12.1　单总线接口简介
12.2　SPI总线接口简介
12.3　I2C串行总线的组成及工作原理
12.3.1　I2C串行总线概述
12.3.2　I2C总线的数据传送

12.4　AT89C51单片机扩展I2C总线器件的接口设计
12.4.1　I2C总线器件的扩展接口电路
12.4.2　I2C总线数据传送的模拟
12.4.3　I2C总线模拟通用子程序
本章小结
思考题及习题

第13章　AT89C51单片机应用系统的设计与调试
13.1　AT89C51单片机应用系统的设计步骤
13.2　应用系统的硬件设计
13.3　AT89C51单片机应用系统硬件设计
13.3.1　应用系统设计中的地址空间分配与总线驱动
13.3.2　AT89C51单片机的最小系统
13.3.3　应用设计举例——水温测控系统的硬件设计

13.4　应用系统的软件设计
13.4.1　软件设计考虑的问题
13.4.2　系统软件的总体框架设计

13.5　软件的抗干扰设计
13.5.1　软件滤波
13.5.2　指令冗余及软件陷阱
13.5.3　开关量输入/输出软件抗干扰设计

13.6　单片机应用系统的仿真开发与调试
13.6.1　仿真开发系统简介
13.6.2　用户样机的开发调试
本章小结
思考题及习题

附录A　基础实验指导
实验1　熟悉单片机实验开发系统的使用
实验2　单片机数据区传送程序设计
实验3　数据排序实验
实验4　查找相同数个数
实验5　P1口转弯灯实验
实验6　工业顺序控制
实验7　C55控制交通灯
实验8　A/D转换实验
实验9　D/A转换实验
实验10　电子时钟（定时器、中断综合实验）

附录B　课程设计
题目1　LED显示的电子钟
题目2　LCD显示的电子钟
题目3　秒表设计
题目4　带有LCD显示的定时闹钟
题目5　带有LCD显示的音乐倒数计数器
题目6　数字温度计设计1
题目7　数字温度计设计2
题目8　十字路口交通灯控制1
题目9　十字路口交通灯控制2
题目10　波形发生器的设计
题目11　电容、电阻参数单片机测试系统的设计
题目12　用单片机控制直流电动机并测量转速
题目13　单片机控制步进电机
题目14　步进电机单片机控制系统的设计
题目15　小直流电机调速控制系统
题目16　以单片机为核心的频率计
题目17　可编程作息时间控制器程序设计
题目18　单词记忆测试器程序设计
题目19　位竞赛抢答器的设计
题目20　节日彩灯控制器的设计
题目21　单片机数字电压表设计
题目22　两个单片机之间的串行通信接口设计
题目23　简易电子琴设计
题目24　数字音乐盒的设计
题目25　出租车计价器
参考文献
内容简介:
　　《单片机原理及接口技术》详细介绍了与MCS-51单片机兼容的AT89C51单片机的硬件结构、指令系统及工作原理，并从应用设计的角度介绍AT89C51单片机的各种硬件接口设计、汇编语言接口驱动程序设计和AT89C51单片机应用系统设计。《单片机原理及接口技术》紧紧抓住接口设计这一主线，突出内容的实用性、典型性。另外，《单片机原理及接口技术》在附录中还给出了实践教学环节的10个基础实验和25个课程设计题目，供课程的实践教学环节选用。《单片机原理及接口技术》可作为各类工科院校工业自动化、智能仪器仪表、计算机、电子技术、自动控制、电气工程、机电一体化等专业单片机课程的教材，也可供从事单片机应用设计的工程技术人员参考。
作者简介:
　　张毅刚，教授，黑龙江省教学名师，国家精品课程“单片机原理”负责人。1982年2月毕业于哈尔滨工业大学无线电技术专业，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，编著并出版十余本有关《单片机原理及应用》课程的教材及专著，其中普通高等教育“十五”国家级规划教材一本、“十一五”国家级规划教材丽本，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一项，航天部、国防科工委科技进步奖多项。
目录:
第1章　单片机概述
1.1　什么是单片机？
1.2　单片机的发展历史
1.3　单片机的发展趋势
1.4　单片机的特点
1.5　单片机的应用
1.6　MCS-51系列与AT89C5x系列单片机
1.6.1　MCS-51系列单片机
1.6.2　AT89C5x系列单片机
本章小结
思考题及习题

第2章　AT89C51单片机片内硬件结构
2.1　AT89C51单片机的硬件组成
2.2　AT89C51单片机的引脚介绍
2.2.1　电源及时钟引脚
2.2.2　控制引脚
2.2.3　并行I/O口引脚

2.3　AT89C51单片机的CPU
2.3.1　运算器
2.3.2　控制器

2.4　AT89C51单片机存储器的结构
2.4.1　程序存储器空间
2.4.2　数据存储器空间
2.4.3　特殊功能寄存器
2.4.4　位地址空间

2.5　AT89C51单片机的并行I/O端口
2.5.1　P0口
2.5.2　P1口
2.5.3　P2口
2.5.4　P3口

2.6　时钟电路与时序
2.6.1　时钟电路
2.6.2　机器周期、指令周期与指令时序

2.7　复位操作和复位电路
2.7.1　复位操作
2.7.2　复位电路
本章小结
思考题及习题

第3章　AT89C51单片机的指令系统
3.1　指令系统概述
3.2　指令格式
3.3　指令系统的寻址方式
3.4　AT89C51单片机指令系统分类介绍
3.4.1　数据传送类指令
3.4.2　算术运算类指令
3.4.3　逻辑操作类指令
3.4.4　控制转移类指令
3.4.5　位操作类指令
本章小结
思考题及习题

第4章　AT89C51单片机汇编语言程序设计
4.1　汇编语言程序设计概述
4.1.1　机器语言、汇编语言和高级语言
4.1.2　汇编语言语句和格式
4.1.3　伪指令

4.2　汇编语言源程序的汇编
4.2.1　手工汇编
4.2.2　机器汇编

4.3　AT89C51单片机汇编语言程序设计举例
4.3.1　子程序的设计
4.3.2　查表程序设计
4.3.3　关键字查找程序设计
4.3.4　数据极值查找程序设计
4.3.5　数据排序程序设计
4.3.6　分支转移程序设计
4.3.7　循环程序设计
本章小结
思考题及习题

第5章　AT89C51单片机的中断系统
5.1　AT89C51单片机中断技术概述
5.2　AT89C51单片机中断系统结构
5.2.1　中断请求源
5.2.2　中断请求标志寄存器

5.3　中断控制
5.3.1　中断允许寄存器IE
5.3.2　中断优先级寄存器IP
5.4　响应中断请求的条件
5.5　外部中断的响应时间

5.6　外部中断的触发方式选择
5.6.1　电平触发方式
5.6.2　跳沿触发方式
5.7　中断请求的撤销
5.8　中断服务子程序的设计
5.9　多外部中断源系统设计
本章小结
思考题及习题

第6章　AT89C51单片机的定时器/计数器
6.1　定时器/计数器的结构
6.1.1　工作方式控制寄存器TMOD
6.1.2　定时器/计数器控制寄存器TCON

6.2　定时器/计数器的4种工作方式
6.2.1　方式0
6.2.2　方式1
6.2.3　方式2
6.2.4　方式3
6.3　计数器模式下对输入信号的要求

6.4　定时器/计数器的编程和应用
6.4.1　方式1的应用
6.4.2　方式2的应用
6.4.3　方式3的应用
6.4.4　门控制位GATEx的应用——测量脉冲宽度
6.4.5　实时时钟的设计
6.4.6　定时器/计数器作为外部中断源的使用方法
本章小结
思考题及习题

第7章　AT89C51单片机的串行口
7.1　串行口的结构
7.1.1　串行口控制寄存器SCON
7.1.2　特殊功能寄存器PCON

7.2　串行口的4种工作方式
7.2.1　方式0
7.2.2　方式1
7.2.3　方式2
7.2.4　方式3
7.3　多机通信的工作原理

7.4　波特率的制定方法
7.4.1　波特率的定义
7.4.2　定时器T1产生波特率的计算

7.5　串行口的编程和应用
7.5.1　双机串行通信硬件接口
7.5.2　双机串行通信软件编程
本章小结
思考题及习题

第8章　AT89C51单片机扩展存储器的接口设计
8.1　系统扩展结构
8.2　地址空间分配和外部地址锁存器
8.2.1　存储器地址空间分配
8.2.2　外部地址锁存器

8.3　程序存储器EPROM的扩展
8.3.1　常用的EPROM芯片
8.3.2　程序存储器的操作时序
8.3.3　AT89C51单片机与EPROM的接口电路设计

8.4　静态数据存储器RAM的扩展
8.4.1　常用的静态RAM(SRAM)芯片
8.4.2　外扩数据存储器的读写操作时序
8.4.3　AT89C51单片机与RAM的接口电路设计

8.5　EPROM和RAM的综合扩展
8.5.1　综合扩展的硬件接口电路
8.5.2　外扩存储器电路的工作原理及软件设计
8.6　AT89C51/89C52/89C55单片机的片内闪烁存储器
本章小结
思考题及习题

第9章　AT89C51单片机扩展I/O接口的设计
9.1　I/O接口扩展概述
9.1.1　I/O接口的功能
9.1.2　I/O端口的编址
9.1.3　I/O数据的传送方式
9.1.4　I/O接口电路

9.2　AT89C51单片机与可编程并行I/O芯片82C55的接口设计
9.2.1　C55芯片简介
9.2.2　工作方式选择控制字及端口PC置位/复位控制字
9.2.3　C55的3种工作方式
9.2.4　AT89C51单片机和82C55的接口设计

9.3　AT89C51单片机与可编程RAM/IO芯片81C55的接口设计
9.3.1　C55芯片介绍
9.3.2　C55的工作方式
9.3.3　AT89C51单片机与81C55的接口设计及软件编程
9.4　利用74LSTTL电路扩展并行I/O口

9.5　用AT89C51单片机的串行口扩展并行口
9.5.1　用74LS165扩展并行输入口
9.5.2　用74LS164扩展并行输出口
本章小结
思考题及习题

第10章　AT89C51单片机与输入外设和输出外设的接口设计
10.1　LED显示器的显示原理
10.1.1　LED显示器的结构
10.1.2　LED显示器工作原理

10.2　键盘接口原理
10.2.1　键盘输入应解决的问题
10.2.2　键盘接口的工作原理
10.2.3　键盘的工作方式

10.3　键盘/显示器接口设计实例
10.3.1　利用AT89C51单片机串行口实现的键盘/显示器接口
10.3.2　专用芯片HD7279A实现的键盘/显示器接口

10.4　AT89C51单片机与液晶显示器(LCD)的接口
10.4.1　LCD显示器的分类
10.4.2　点阵字符型液晶显示模块介绍
10.4.3　AT89C51单片机与LCD的接口及软件编程
10.5　AT89C51单片机与微型打印机TPmP-40A/16A的接口
10.6　AT89C51单片机与BCD码拨盘的接口设计
本章小结
思考题及习题

第11章　AT89C51单片机与D/A、A/D转换器的接口
11.1　AT89C51单片机与DAC的接口
11.1.1　D/A转换器概述
11.1.2　AT89C51单片机与8位DAC0832的接口设计
11.1.3　AT89C51单片机与12位D/A转换器AD667的接口设计

11.2　AT89C51单片机与ADC的接口
11.2.1　A/D转换器概述
11.2.2　AT89C51单片机与逐次比较型A/D转换器ADC0809的接口
11.2.3　AT89C51单片机与逐次比较型A/D转换器AD1674的接口设计
11.2.4　AT89C51单片机与双积分型A/D转换器MC14433的接口
本章小结
思考题及习题

第12章　单片机的串行扩展技术
12.1　单总线接口简介
12.2　SPI总线接口简介
12.3　I2C串行总线的组成及工作原理
12.3.1　I2C串行总线概述
12.3.2　I2C总线的数据传送

12.4　AT89C51单片机扩展I2C总线器件的接口设计
12.4.1　I2C总线器件的扩展接口电路
12.4.2　I2C总线数据传送的模拟
12.4.3　I2C总线模拟通用子程序
本章小结
思考题及习题

第13章　AT89C51单片机应用系统的设计与调试
13.1　AT89C51单片机应用系统的设计步骤
13.2　应用系统的硬件设计
13.3　AT89C51单片机应用系统硬件设计
13.3.1　应用系统设计中的地址空间分配与总线驱动
13.3.2　AT89C51单片机的最小系统
13.3.3　应用设计举例——水温测控系统的硬件设计

13.4　应用系统的软件设计
13.4.1　软件设计考虑的问题
13.4.2　系统软件的总体框架设计

13.5　软件的抗干扰设计
13.5.1　软件滤波
13.5.2　指令冗余及软件陷阱
13.5.3　开关量输入/输出软件抗干扰设计

13.6　单片机应用系统的仿真开发与调试
13.6.1　仿真开发系统简介
13.6.2　用户样机的开发调试
本章小结
思考题及习题

附录A　基础实验指导
实验1　熟悉单片机实验开发系统的使用
实验2　单片机数据区传送程序设计
实验3　数据排序实验
实验4　查找相同数个数
实验5　P1口转弯灯实验
实验6　工业顺序控制
实验7　C55控制交通灯
实验8　A/D转换实验
实验9　D/A转换实验
实验10　电子时钟（定时器、中断综合实验）

附录B　课程设计
题目1　LED显示的电子钟
题目2　LCD显示的电子钟
题目3　秒表设计
题目4　带有LCD显示的定时闹钟
题目5　带有LCD显示的音乐倒数计数器
题目6　数字温度计设计1
题目7　数字温度计设计2
题目8　十字路口交通灯控制1
题目9　十字路口交通灯控制2
题目10　波形发生器的设计
题目11　电容、电阻参数单片机测试系统的设计
题目12　用单片机控制直流电动机并测量转速
题目13　单片机控制步进电机
题目14　步进电机单片机控制系统的设计
题目15　小直流电机调速控制系统
题目16　以单片机为核心的频率计
题目17　可编程作息时间控制器程序设计
题目18　单词记忆测试器程序设计
题目19　位竞赛抢答器的设计
题目20　节日彩灯控制器的设计
题目21　单片机数字电压表设计
题目22　两个单片机之间的串行通信接口设计
题目23　简易电子琴设计
题目24　数字音乐盒的设计
题目25　出租车计价器
参考文献

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21世纪高等学校计算机规划教材：单片机原理及接口技术

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