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本书以STC89C52RC单片机为代表机型，全面系统地介绍STC89系列单片机的硬件结构与原理、编程方法及其应用技术。采用C51编程语言、Proteus仿真平台，对单片机片上资源、外围接口应用案例进行分析、设计与验证。本书共分10章，第1章介绍单片机的组成结构、基本概念、主要特点、应用领域及其主流产品；第2章介绍单片机的硬件结构及原理；第3～5章介绍单片机的编程语言、程序设计方法及其开发流程；第6章介绍单片机的中断系统、定时/计数器、串行口等片上资源的原理及应用；第7～9章介绍单片机系统的并行总线扩展、并行总线接口、串行总线接口的硬/软件综合设计方法；第10章结合典型案例阐述单片机应用系统的设计思想。本书案例设计丰富，配套有PPT电子课件、课后习题答案、Proteus仿真模型、C51源代码等资源，既可作为高校电气工程及其自动化、电子科学与技术、计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器等各类工科专业的教材，又可作为工程技术人员开发单片机应用系统及处理相关复杂工程问题的参考设计资料。
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目录前言第1章绪论1.1微型计算机的基本概念1.1.1微型计算机的结构与组成1.1.2微型计算机的应用形态——单片机1.1.3微型计算机的程序设计语言1.2单片机的特点与应用领域1.2.1单片机的特点1.2.2单片机的应用领域1.3主流单片机1.3.151内核单片机1.3.2非51内核单片机1.4单片机的发展趋势思考题及习题1第2章STC89C52RC单片机的硬件结构及原理2.1STC89C52RC单片机的组成结构与引脚功能2.1.1STC89C52RC单片机的组成结构2.1.2STC89C52RC单片机的引脚功能2.2STC89C52RC单片机的CPU2.2.1运算器2.2.2控制器2.2.3时钟电路与时序2.2.4复位方式与复位状态2.3STC89C52RC单片机的存储器2.3.1程序存储器2.3.2数据存储器2.3.3特殊功能寄存器2.4STC89C52RC单片机的并行I/O口2.4.1P0口2.4.2P1口2.4.3P2口2.4.4P3口2.4.5P0～P3口的功能和特点2.4.6P4口2.5STC89C52RC单片机的低功耗模式2.6STC89C52RC单片机的最小应用系统思考题及习题2第3章51单片机的寻址方式及汇编指令3.1汇编语言概述3.1.1汇编语言的特点3.1.251单片机汇编指令的格式3.251单片机的寻址方式3.2.1立即寻址3.2.2直接寻址3.2.3寄存器寻址3.2.4寄存器间接寻址3.2.5位寻址3.2.6变址寻址3.2.7相对寻址3.2.8寻址方式小结3.351单片机的汇编指令系统3.3.1数据传送类指令3.3.2算术运算类指令3.3.3逻辑运算与移位类指令3.3.4位操作类指令3.3.5控制转移类指令3.451单片机的汇编程序设计3.4.1程序设计概述3.4.2汇编程序的伪指令3.4.3基本程序结构3.4.4汇编程序设计案例思考题及习题3第4章C51编程语言及程序设计基础4.1C51编程语言简介4.1.1C51编程语言概述4.1.2C51语言与汇编语言的区别4.1.3C51语言与标准C语言的区别4.2C51程序设计简介4.2.1C51程序设计概述4.2.2C51程序开发过程4.2.3C51程序编写示例4.3C51语言的标识符和关键字4.3.1标识符4.3.2关键字4.4C51语言数据类型与存储模式4.4.1C51语言的数据类型4.4.2C51语言的存储类型与存储模式4.4.3绝对地址访问4.5C51语言的变量与常量4.5.1常量4.5.2变量4.6C51运算符和表达式4.6.1位运算符4.6.2算术运算符4.6.3关系运算符4.6.4逻辑运算符4.6.5赋值运算符4.6.6运算符的优先级4.7C51流程控制语句4.7.1顺序结构4.7.2选择语句4.7.3循环语句4.8C51构造数据类型4.8.1数组4.8.2结构体4.9C51函数4.9.1函数的定义与分类4.9.2函数的参数与返回值4.9.3函数的调用与参数的传递4.9.4中断服务函数4.9.5函数中的变量与存储方式4.9.6库函数4.9.7预处理命令4.10指针4.10.1指针的基本概念4.10.2指针变量的使用4.10.3数组指针和指向数组的指针变量4.10.4C51语言的指针类型思考题及习题4第5章开发环境与仿真平台5.1Keil C51集成开发环境5.1.1Keil C51 简介5.1.2Keil C51的基本操作5.1.3添加用户源程序文件5.1.4程序编译与调试5.1.5项目的设置5.1.6程序下载5.2硬件仿真工具Proteus5.2.1Proteus功能简介5.2.2Proteus Schematic Capture虚拟仿真5.2.3Proteus Schematic Capture开发环境简介5.2.4Proteus Schematic Capture编辑环境设置5.2.5Proteus Schematic Capture运行环境设置5.2.6Proteus Schematic Capture虚拟仿真设计思考题及习题5第6章STC89C52RC单片机的片上资源及应用6.1STC89C52RC单片机的中断系统6.1.1中断技术概述6.1.2中断控制系统6.1.3中断处理过程6.1.4中断服务函数6.1.5中断系统的应用6.2STC89C52RC单片机的定时/计数器6.2.1定时/计数器的结构及工作原理6.2.2定时/计数器的控制寄存器6.2.3定时/计数器的工作方式6.2.4定时/计数器T2的结构及工作原理6.2.5定时/计数器的应用6.3STC89C52RC单片机的串行通信6.3.1串行通信基础6.3.2串行口的结构与控制寄存器6.3.3串行口的工作方式6.3.4串行口的应用思考题及习题6第7章STC89C52RC单片机系统的并行扩展7.1系统总线扩展技术7.1.1系统总线扩展概述7.1.2外部扩展芯片的地址空间分配7.2存储器的并行扩展7.2.1程序存储器的扩展7.2.2数据存储器的扩展7.3并行 I/O口的扩展7.3.1I/O口扩展概述7.3.2利用锁存器、缓冲器扩展并行I/O口7.3.3利用串行口工作方式0扩展并行I/O口7.3.4利用专用芯片8255A扩展并行I/O口思考题及习题7第8章STC89C52RC单片机系统的接口技术8.1A/D转换器（ADC）8.1.1ADC概述8.1.2A/D转换芯片ADC08088.1.3ADC与单片机的接口8.1.4设计案例：ADC与单片机的接口8.2D/A转换器(DAC)8.2.1DAC概述8.2.2D/A转换芯片DAC08328.2.3DAC与单片机的接口8.2.4设计案例:程控电压基准源及波形发生器设计8.3键盘与单片机的接口8.3.1键盘概述8.3.2键盘扫描方式选择8.3.3独立式按键与单片机的接口8.3.4矩阵式按键与单片机的接口8.4显示器与单片机的接口8.4.1LED的原理及应用8.4.2LED数码管与单片机的接口8.4.3LCD与单片机的接口8.4.4专用芯片HD7279A与单片机的接口思考题及习题8第9章串行总线接口技术9.1单总线串行接口9.1.1单总线串行接口的原理9.1.2单总线串行接口的结构9.1.3单总线串行接口的命令序列9.1.4单总线数字温度传感器DS18B209.1.5设计案例：DS18B20电子温度计的设计9.2SPI总线串行接口9.2.1SPI基本原理9.2.2SPI通信协议概述9.2.3SPI总线接口9.2.4设计案例：SPI总线与10位DAC TLC5615芯片的接口9.3I2C串行总线接口9.3.1I2C总线基本原理9.3.2I2C总线数据传输9.3.351单片机的I2C总线时序模拟9.3.451单片机与AT24C08的接口9.3.5设计案例：I2C总线与12位ADC MCP3221芯片的接口思考题及习题9第10章单片机应用系统设计与仿真实践10.1单片机应用系统的设计10.1.1单片机应用系统的组成结构10.1.2单片机应用系统的设计方法10.2单片机应用系统的仿真实践10.2.1单片机开发板10.2.2风扇智能温度控制电路的设计10.2.3双路脉宽调制信号发生器的设计思考题及习题10附录附录A51内核单片机汇编指令表附录BC51的关键字附录CC51的库函数参考文献
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单片机的出现是计算机技术发展史上的一个重要里程碑。单片机是嵌入式的芯片级微型计算机，适合嵌入各种工业测控系统中，这使得微型计算机从海量存储与高速复杂计算进入智能化控制领域。由于它具有良好的控制性能和灵活的嵌入品质，以单片机为核心的嵌入式控制器，目前广泛应用于工业自动化控制、智能仪器仪表、消费类电子产品、办公自动化设备、汽车电子、网络和通信设备、医用设备、智能武器装备等各个领域，并具有广阔的应用前景。“单片机原理及应用”课程是高校电气工程及其自动化、电子科学与技术、计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器等各类工科专业的重要课程。单片机是各类电气与电子系统中最普遍的应用手段，在课程设计、毕业设计、电子设计竞赛等许多实践教学环节，都要用到单片机。单片机基础知识、技能的学习内容，蕴含着数学、物理、自动化、计算机、电子信息等多个学科知识之间的联系，而且，单片机的内涵及其应用范围是随时代发展而不断变化的。学习“单片机原理及应用”课程，有利于多方面教学内容的整合和学生综合视野的形成。本书全体编者均具有“单片机原理及应用”课程的多年教学经验与感悟，课程的教学大纲、培养目标、知识体系结构、教学活动设计、案例设计等经历了多次调整与改进。在此基础上，本书在单片机选型、编程语言采用、仿真案例设计等方面进行了积极有效的探索与改革。全书选用STC89C52RC单片机为典型机型，采用C51编程语言、Proteus仿真平台，对单片机片上资源、外围接口应用案例进行分析、设计与验证，旨在培养学生分析与解决问题的能力，启发学生的创新性思维，培养学生独立思考、独立自学的能力，从而提高学生在单片机应用系统设计方面的基本技能和综合设计能力。全书共分10章，各章的主要内容简述如下：第1章介绍微型计算机的结构组成、应用形态及其编程语言，以及单片机的基本概念、主要特点、应用领域、主流产品及其发展趋势，重点介绍STC89系列的功能特性与资源配置；第2章介绍单片机的硬件结构及原理，包括CPU、存储器、并行I/O口以及时钟与复位、低功耗模式、最小应用系统等；第3章介绍单片机的寻址方式、汇编指令及其典型程序实例；第4章介绍单片机C语言的基本语法及其程序设计方法，包含标准C语言中基本数据类型、运算符与表达式、选择/循环流程控制语句以及数组、函数等基本概念与使用方法，还包含C51语言中扩展数据类型、存储类型、绝对地址访问、中断服务函数等专有问题；第5章详细介绍Keil C51集成开发环境、Proteus硬件仿真工具的开发流程;第6章介绍单片机的中断系统、定时/计数器、串行口等片上资源的原理及应用，重点介绍中断系统的基本概念、运行机制及其典型仿真案例，定时/计数器的工作方式、寄存器设置与编程方法及其典型仿真案例；第7章介绍单片机系统并行扩展的原理及设计方法，包含并行扩展总线结构、外设地址分配、存储器扩展、并行I/O口扩展等；第8章介绍单片机系统外围接口技术，包含A/D接口、D/A接口、显示接口、按键接口的硬/软件综合设计方法及其典型仿真案例；第9章介绍单总线、SPI、I2C等串行总线接口的工作原理及其使用方法；第10章阐述单片机应用系统的组成结构与设计方法，以及结合Proteus仿真开发板介绍若干典型应用案例的设计思想。本书具有如下特色与创新之处：1.选用STC89系列单片机传统的单片机教材与教学内容通常围绕Intel公司MCS-51系列单片机展开，然而该系列单片机的存储器容量低、I/O口数量少、片上资源不足，已经无法完全满足当今教学与设计的实际需求。本书选用目前在教学与实际设计中广泛应用的STC89系列单片机。STC89系列单片机不仅在基本硬件资源、指令系统上与MCS-51系列兼容，而且具有充足的程序空间（4～64KB）、数据空间（512/1280B）、I/O口（增加P4口）与更加丰富的片上资源（4个外部中断源、4个中断优先级、3个16位定时/计数器、增强型UART、看门狗定时器等），还支持ISP（在系统编程）/ IAP（在应用编程）、双倍速模式（6时钟/机器周期）、低功耗电源管理模式等。2.采用C51编程语言传统的单片机教材与教学内容通常采用汇编语言，然而对于初次接触单片机的学生来说，汇编语言晦涩难懂，编程技巧要求高，且必须对单片机硬件有相当深入的了解，这就同时增加了教与学的难度，教学效果欠佳。本书采用更易被学生理解接受、开发设计灵活的C51高级语言，重点介绍C51语法知识与程序设计方法，并采用C51语言进行单片机应用程序设计与开发。同时考虑到汇编语言的学习是深入理解与掌握单片机硬/软件相关基础概念的必由之路，特意保留并简要介绍汇编语言的寻址方式、指令系统及其常用程序实例。3.仿真案例演练与课堂教学相结合在传统的单片机教学中，理论教学与实践教学脱节，理论教学照本宣科，实践教学侧重演示，教学过程枯燥乏味，导致学生学习的积极性不高，也无法充分理解与掌握单片机系统的实际开发流程。课程组各位老师长期从事单片机的理论、实践教学工作，具有多年丰富的单片机教学与研发经验，已开发了若干Proteus仿真设计案例，并初步应用于课堂教学及课
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