第0章 緒論

【模塊1】　單片機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

第　1章 數(shù)制與編碼基礎(chǔ)

第　2章 80C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)與原理

【模塊2　單片機(jī)開發(fā)軟件】

第3章　Proteus仿真軟件

第4章　C51程序設(shè)計(jì)　69

【模塊3　單片機(jī)人機(jī)交互】

第5章　數(shù)字信號的I/O接口

第6章　80C51單片機(jī)人機(jī)接口

【模塊4　單片機(jī)外部擴(kuò)展I/O接口】

第7章　80C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

第8章　80C51單片機(jī)的串行通信

第9章　80C51單片機(jī)的并行擴(kuò)展與串行擴(kuò)展

第　10章 80C51單片機(jī)的D/A、A/D轉(zhuǎn)換接口

【模塊5　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)】

第　11章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與實(shí)例



詳細(xì)目錄



第0章　緒論　1

0.1　微機(jī)的組成及微機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用形態(tài)　2

0.1.1　微機(jī)的組成　2

0.1.2　微機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用形態(tài)　2

0.2　單片機(jī)的發(fā)展過程和產(chǎn)品近況　3

0.2.1　單片機(jī)的發(fā)展過程　3

0.2.2　單片機(jī)的產(chǎn)品近況　4

0.3　單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域　5

0.3.1　單片機(jī)的特點(diǎn)　5

0.3.2　單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域　6

0.4　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)流程和開發(fā)工具　6

0.4.1　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)流程　6

0.4.2　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)工具　7

0.5　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)模塊劃分　9

本章小結(jié)　10

練習(xí)與思考題0　10



【模塊1】　單片機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)



第　1章 數(shù)制與編碼基礎(chǔ)　14

1.1　數(shù)制　15

1.1.1　數(shù)制的表示　15

1.1.2　數(shù)制的轉(zhuǎn)換　16

1.2　編碼　19

1.2.1　字符的編碼（ASCII）　19

1.2.2　十進(jìn)制數(shù)的編碼（BCD碼）　20

1.2.3　8421BCD碼的加、減運(yùn)算　21

1.3　二進(jìn)制數(shù)的表示與運(yùn)算　22

1.3.1　無符號二進(jìn)制數(shù)的表示　22

1.3.2　無符號二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算　23

1.3.3　帶符號二進(jìn)制數(shù)的表示　26

1.3.4　帶符號二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算　27

本章小結(jié)　28

練習(xí)與思考題1　28



第　2章 80C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)與原理　30

2.1　80C51單片機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)　31

2.1.1　80C51單片機(jī)的分類　31

2.1.2　80C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)　31

2.1.3　80C51單片機(jī)的內(nèi)部資源配置　32

2.2　80C51單片機(jī)的引腳特性　32

2.2.1　80C51單片機(jī)的典型產(chǎn)品封裝　33

2.2.2　80C51單片機(jī)的引腳功能　33

2.2.3　80C51單片機(jī)工作的小系統(tǒng)電路　34

2.3　80C51單片機(jī)的CPU　35

2.3.1　CPU的功能單元　35

2.3.2　CPU的時(shí)鐘　37

2.3.3　80C51單片機(jī)的復(fù)位　38

2.4　80C51單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)　39

2.4.1　80C51單片機(jī)的程序存儲器配置　39

2.4.2　80C51單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器配置　40

2.4.3　80C51單片機(jī)的特殊功能寄存器　41

2.5　80C51單片機(jī)的并行口　43

2.5.1　P0、P2口的結(jié)構(gòu)和功能　43

2.5.2　P1、P3口的結(jié)構(gòu)和功能　45

本章小結(jié)　47

練習(xí)與思考題2　47



【模塊2　單片機(jī)開發(fā)軟件】



第3章　Proteus仿真軟件　50

3.1　Proteus ISIS基本操作　51

3.1.1　Proteus ISIS的工作界面　51

3.1.2　選擇元器件　51

3.1.3　繪制原理圖　53

3.2　模擬電路仿真設(shè)計(jì)　58

3.2.1　模擬電路常用器件　58

3.2.2　模擬電路仿真中的常用儀器　62

3.3　數(shù)字電路仿真設(shè)計(jì)　63

3.3.1　數(shù)字電路中的常用元器件與儀器　64

3.3.2　數(shù)字電路中常用的調(diào)試工具　66

本章小結(jié)　67

練習(xí)與思考題3　68



第4章　C51程序設(shè)計(jì)　69

4.1　C51語言開發(fā)環(huán)境Keil μVision4的使用　70

4.1.1　Keil μVision4開發(fā)環(huán)境簡介　70

4.1.2　Keil μVision4的基本操作　70

4.1.3　添加用戶源程序文件　73

4.1.4　程序的編譯與調(diào)試　74

4.1.5　工程的設(shè)置　75

4.1.6　Proteus與Keil μVision4的聯(lián)調(diào)　76

4.2　C51語言概述　77

4.2.1　C51的程序結(jié)構(gòu)　77

4.2.2　C51對ANSI C的擴(kuò)展　77

4.2.3　C51的特點(diǎn)　78

4.3　C51的數(shù)據(jù)類型與運(yùn)算　79

4.3.1　C51的數(shù)據(jù)類型　79

4.3.2　C51的存儲類型　80

4.3.3　80C51硬件結(jié)構(gòu)的C51定義　80

4.3.4　C51的運(yùn)算符和表達(dá)式　82

4.4　C51流程控制語句　84

4.4.1　C51選擇語句　84

4.4.2　C51循環(huán)語句　86

4.5　C51的指針類型　86

4.5.1　一般指針　87

4.5.2　基于存儲器的指針　87

4.6　C51的函數(shù)　88

4.6.1　C51函數(shù)的定義　88

4.6.2　C51函數(shù)定義的選項(xiàng)　88

4.6.3　C51庫函數(shù)　89

4.7　C51編程舉例　90

本章小結(jié)　91

練習(xí)與思考題4　91



【模塊3　單片機(jī)人機(jī)交互】



第5章　數(shù)字信號的I/O接口　94

5.1　數(shù)字信號的輸入　95

5.1.1　數(shù)字信號輸入通道的典型結(jié)構(gòu)　95

5.1.2　數(shù)字信號輸入接口　96

5.2　數(shù)字信號的輸出　97

5.2.1　隔離處理　97

5.2.2　電平轉(zhuǎn)換和功率放大　97

5.3　電機(jī)驅(qū)動電路　99

5.3.1　直流電機(jī)驅(qū)動原理　99

5.3.2　直流電機(jī)驅(qū)動電路　100

5.3.3　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動原理　100

5.3.4　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路　102

本章小結(jié)　102

練習(xí)與思考題5　103



第6章　80C51單片機(jī)人機(jī)接口　104

6.1　LED接口　105

6.1.1　LED驅(qū)動電路　105

6.1.2　單片機(jī)控制LED舉例　105

6.2　數(shù)碼管接口　108

6.2.1　數(shù)碼管驅(qū)動電路　110

6.2.2　數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路　110

6.2.3　數(shù)碼管動態(tài)顯示電路　111

6.2.4　4位數(shù)碼管動態(tài)顯示舉例　111

6.3　點(diǎn)陣屏接口　114

6.3.1　LED點(diǎn)陣模塊　114

6.3.2　點(diǎn)陣屏動態(tài)顯示原理　115

6.3.3　點(diǎn)陣屏顯示接口電路　115

6.3.4　8×8點(diǎn)陣屏顯示應(yīng)用舉例　116

6.4　LCD1602模塊接口　117

6.4.1　LCD1602模塊的外觀和引腳　117

6.4.2　LCD1602模塊的組成　118

6.4.3　LCD1602模塊的指令　120

6.4.4　LCD1602基本操作與時(shí)序　121

6.4.5　LCD1602的軟件設(shè)計(jì)　122

6.4.6　LCD1602模塊的接口電路　123

6.4.7　LCD1602模塊顯示字符串舉例　124

6.5　蜂鳴器接口　126

6.5.1　蜂鳴器驅(qū)動電路　126

6.5.2　蜂鳴器發(fā)聲舉例　127

6.6　繼電器接口　128

6.6.1　繼電器工作原理　128

6.6.2　繼電器接口電路　129

6.6.3　繼電器舉例　129

6.7　獨(dú)立按鍵接口　131

6.7.1　獨(dú)立按鍵工作原理　131

6.7.2　獨(dú)立按鍵接口電路　132

6.7.3　獨(dú)立按鍵控制LED舉例　132

6.8　矩陣鍵盤接口　134

6.8.1　矩陣鍵盤接口電路　134

6.8.2　逐行掃描法讀取矩陣鍵盤鍵值　135

6.8.3　線反轉(zhuǎn)法讀取矩陣鍵盤鍵值　135

6.8.4　矩陣鍵盤控制數(shù)碼管舉例　136

本章小結(jié)　139

練習(xí)與思考題6　140



【模塊4　單片機(jī)外部擴(kuò)展I/O接口】



第7章　80C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器　142

7.1　80C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)　143

7.1.1　中斷系統(tǒng)概述　143

7.1.2　80C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)　144

7.1.3　80C51的中斷源　144

7.1.4　80C51的中斷請求　145

7.1.5　80C51的中斷控制　146

7.2　80C51單片機(jī)的中斷服務(wù)　149

7.2.1　中斷響應(yīng)的條件和時(shí)間　149

7.2.2　中斷響應(yīng)過程及中斷服務(wù)　151

7.2.3　外部中斷觸發(fā)方式的選擇　152

7.2.4　中斷請求的撤銷　152

7.3　80C51單片機(jī)中斷應(yīng)用程序舉例　153

7.3.1　中斷服務(wù)程序的編寫　153

7.3.2　外部中斷源應(yīng)用舉例　154

7.4　80C51的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器　158

7.4.1　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理　159

7.4.2　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制　160

7.4.3　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式　161

7.4.4　定時(shí)時(shí)間的計(jì)算　165

7.5　80C52的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2　166

7.5.1　T2的相關(guān)控制寄存器　166

7.5.2　T2的工作方式　167

7.6　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器綜合應(yīng)用舉例　171

7.6.1　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化步驟　171

7.6.2　計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例　172

7.6.3　定時(shí)器應(yīng)用舉例　175

7.6.4　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器門控位應(yīng)用舉例　182

7.6.5　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器綜合應(yīng)用舉例　183

本章小結(jié)　186

練習(xí)與思考題7　187



第8章　80C51單片機(jī)的串行通信　188

8.1　串行通信基礎(chǔ)　189

8.1.1　串行通信的基本概念　189

8.1.2　串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)　191

8.2　80C51單片機(jī)的串行口　194

8.2.1　80C51單片機(jī)串行口的結(jié)構(gòu)和工作原理　194

8.2.2　80C51單片機(jī)串行口的控制寄存器　194

8.2.3　80C51單片機(jī)串行口的工作方式　196

8.2.4　80C51單片機(jī)串行口的波特率確定與初始化步驟　199

8.3　80C51單片機(jī)串行口的應(yīng)用　200

8.3.1　80C51單片機(jī)串行口的并行I/O接口擴(kuò)展　200

8.3.2　單片機(jī)與計(jì)算機(jī)間的串行通信　202

8.3.3　單片機(jī)與單片機(jī)間的串行通信　205

本章小結(jié)　209

練習(xí)與思考題8　210



第9章　80C51單片機(jī)的并行擴(kuò)展與串行擴(kuò)展　211

9.1　80C51單片機(jī)并行I/O接口擴(kuò)展　212

9.1.1　I/O接口擴(kuò)展概述　212

9.1.2　簡單I/O接口擴(kuò)展　212

9.1.3　可編程I/O擴(kuò)展接口芯片8255A　213

9.1.4　可編程I/O擴(kuò)展接口芯片8155　216

9.2　一線總線接口及其擴(kuò)展　219

9.2.1　80C51單片機(jī)與DS18B20接口及其擴(kuò)展　219

9.2.2　DS18B20的操作命令　219

9.2.3　DS18B20的操作時(shí)序　220

9.2.4　DS18B20的應(yīng)用舉例　220

9.3　I2C總線接口及其擴(kuò)展　223

9.3.1　I2C總線基礎(chǔ)　223

9.3.2　80C51的I2C總線時(shí)序模擬　224

9.3.3　80C51與AT24C02的接口　226

9.4　SPI總線及其擴(kuò)展　232

9.4.1　SPI總線基礎(chǔ)　232

9.4.2　SPI總線的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序　233

9.4.3　80C51與DS1302的接口　233

9.4.4　DS1302的應(yīng)用舉例　233

本章小結(jié)　237

練習(xí)與思考題9　238



第　10章 80C51單片機(jī)的D/A、A/D轉(zhuǎn)換接口　239

10.1　概述　240

10.2　80C51單片機(jī)與DAC的接口　241

10.2.1　DAC概述　241

10.2.2　80C51單片機(jī)與8位DAC0832的接口　242

10.2.3　80C51單片機(jī)與12位DAC1208的接口　244

10.2.4　DAC應(yīng)用舉例　245

10.3　80C51單片機(jī)與ADC的接口　247

10.3.1　ADC概述　247

10.3.2　80C51單片機(jī)與ADC0809的接口　249

10.3.3　80C51單片機(jī)與AD574的接口　251

10.3.4　80C51單片機(jī)與MC14433的接口　254

10.3.5　ADC應(yīng)用舉例　256

10.4　80C51單片機(jī)與V/F轉(zhuǎn)換器的接口　258

10.4.1　V/F轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的原理　258

10.4.2　常用V/F轉(zhuǎn)換器LMx31簡介　259

10.4.3　80C51單片機(jī)與LM331的接口　260

本章小結(jié)　262

練習(xí)與思考題10　263



【模塊5　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)】



第　11章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與實(shí)例　266

11.1　80C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程　267

11.1.1　80C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求　267

11.1.2　80C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟　267

11.2　80C51單片機(jī)可靠性設(shè)計(jì)　269

11.2.1　硬件抗干擾設(shè)計(jì)　270

11.2.2　軟件抗干擾設(shè)計(jì)　271

11.3　80C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例　272

11.3.1　節(jié)水自動控制系統(tǒng)方案確定　272

11.3.2　節(jié)水自動控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)　272

11.3.3　節(jié)水自動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)　273

11.3.4　節(jié)水自動控制系統(tǒng)仿真　280

本章小結(jié)　281

練習(xí)與思考題11　281



參考文獻(xiàn)　282