本書系統(tǒng)地介紹了80C51系列單片機的結(jié)構(gòu)原理和應用技術(shù)，內(nèi)容包括單片機基礎(chǔ)知識、單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境、80C51系列單片機的硬件與軟件基礎(chǔ)知識、并行口及應用、中斷系統(tǒng)及應用、定時器/計數(shù)器及應用、串行口及應用、80C51單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)、80C51單片機的測控接口、單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)與設計等。
書中列舉了大量的實例，均采用C51編程，實用性強。實例全部在Keil μVision3集成開發(fā)環(huán)境與Proteus仿真軟件中調(diào)試通過，可以在課堂教學中進行現(xiàn)場演示，還提供了實驗板電路，讀者可以據(jù)此方便地自行制作實驗板，進行書中絕大部分實例的實驗，做到單片機學習的理論、仿真與實踐同步進行。本書具有較強的“理論緊密結(jié)合實踐”的特色，可使讀者在實踐中掌握單片機的硬件結(jié)構(gòu)、設計語言與控制系統(tǒng)開發(fā)方法。本書提供免費電子課件、實例仿真模型、實驗板電路圖與習題解答。
本書可作為應用型工科院校本、�？茖W生單片機課程的教材，也可作為從事單片機項目開發(fā)與應用的工程技術(shù)人員的參考書。
本書遵循教指委相關(guān)指導文件和高等院校學生學習規(guī)律編寫而成。踐行四新理念，融入思政元素，注重理論與實踐相結(jié)合。
前言
隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機技術(shù)已應用到社會生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域，單片機技術(shù)大大加快了自動化與智能化的進程。對單片機技術(shù)的應用是電類專業(yè)學生及相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員的一項能力，單片機課程因而成為高校電類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。
單片機是一門涉及計算機硬件與軟件的綜合性課程，內(nèi)容抽象繁雜、知識點多且分散。很多學生反映在學習單片機課程時總是感到很困難，有些學生在課程學完后連基本概念都建立不起來。究其原因，最重要的一點是因為單片機是一門實踐性極強的課程，傳統(tǒng)的先理論后實驗、理論和實踐分離的教學方式容易導致問題積累，不利于學生對課程內(nèi)容的理解和吸收。
為解決單片機課程邊學邊實踐的問題，本書在第1章單片機基礎(chǔ)知識中，就介紹了與課程內(nèi)容配套的單片機實驗板；第2章則介紹了單片機的開發(fā)環(huán)境——Keil C51集成開發(fā)環(huán)境、支持微處理器芯片仿真的Proteus VSM軟件和在系統(tǒng)編程軟件ISP；在后續(xù)內(nèi)容的講解中，列舉了大量生動、實用的單片機應用系統(tǒng)實例，只要有計算機，這些實例既可以隨時隨地用仿真進行驗證，又可以下載到實驗板中進行調(diào)試驗證，還可以自行設計項目進行仿真與實驗，以此來幫助學生及時理解抽象復雜的概念和知識點，消除問題積累，激發(fā)學習熱情，提高學習興趣。
本書第1章對單片機進行概述，介紹單片機的基礎(chǔ)知識；第2章介紹單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境；第3、4章介紹80C51系列單片機的硬件與軟件基礎(chǔ)；第5～8章介紹單片機片內(nèi)功能部件：并行口、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器、串行口及其應用；第9章介紹80C51單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)；第10章介紹80C51單片機的測控接口；第11章介紹單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程及幾個典型的設計實例。
本書具有以下特點：
1）所有例題均可在Keil C或Proteus軟件(或兩者聯(lián)調(diào))中仿真，使單片機課堂教學可以現(xiàn)場演示，學生課后可以及時調(diào)試驗證。
2）提供了配套的實驗板電路，學生可據(jù)此電路方便地做出實驗板，在實驗板上完成書中大部分實例的實驗，實現(xiàn)理論、仿真和實踐緊密結(jié)合，達到提高學習效果的目的。
3）大量的實例取材于生產(chǎn)、生活實際，是完整的單片機應用系統(tǒng)，學生可以仿制，以此來深刻體會單片機應用系統(tǒng)硬件與軟件的設計方法，鍛煉開發(fā)單片機應用系統(tǒng)的能力。
4）采用實用性強的C51作為單片機的編程語言，使程序設計具有模塊化的特點，便于閱讀與編寫。
5）對課程內(nèi)容主要知識點提供了教學視頻，通過課程視頻的圖文聲像，多角度調(diào)動學生的學習興趣和學習熱情，提高學習效果。
6）增加了課程思政練習，加強學生的思政素養(yǎng)，培養(yǎng)學生具有推動我國智能控制技術(shù)發(fā)展的社會責任感。
本書第1版于2012年首次出版，此次為第2次修訂，期間于2017年被審定為江蘇省高等學校重點教材，同時是2019年江蘇省高校在線開放課程、2021年江蘇省省級一流課程——鹽城工學院“單片機原理與接口技術(shù)”課程的配套教材。
本書由鹽城工學院張?zhí)m紅、陸廣平，濰坊學院鄒華，安徽科技學院劉純利完成。張?zhí)m紅完成第1～3章、第5～7章及第11章內(nèi)容的修改與編寫；鄒華完成第4章內(nèi)容的修改與編寫；劉純利完成第8章內(nèi)容的修改與編寫；陸廣平完成第9、10章內(nèi)容的修改與編寫；張?zhí)m紅負責全書的統(tǒng)稿工作。
本書成書與視頻錄制過程中，鹽城工學院教務處、電氣工程學院的領(lǐng)導給予了大力支持并提供了資助，在此表示衷心的感謝。此外，本書成書過程中，編者參閱了大量的文獻，其中有一些資料來源于互聯(lián)網(wǎng)和非正式出版物，未在參考文獻處列出，在此對有關(guān)作者表示衷心的感謝！
為方便教師備課和讀者學習，本書提供了配套的教輔資料，內(nèi)容包括教學課件、習題解答，還包括各章基于Proteus軟件的仿真模型、相應源程序和工程文件，實驗板電路原理圖與PCB圖。
本書一定還有許多不完善之處，誤漏在所難免，懇請各位讀者批評指正(請發(fā)郵件至zlhycit@126com)。
張?zhí)m紅
高等院校教師
前言
第1章單片機基礎(chǔ)知識
1.1單片機概述
1.1.1什么是單片機
1.1.2單片機與微型計算機的關(guān)系
1.1.3常用的單片機系列
1.1.4單片機的應用
1.1.5初識單片機控制系統(tǒng)
1.1.6單片機實驗板
1.2微型計算機系統(tǒng)組成
1.2.1計算機的基本結(jié)構(gòu)
1.2.2微型計算機的結(jié)構(gòu)
1.2.3微型計算機系統(tǒng)
1.2.4微型計算機軟件
1.3微型計算機的運算基礎(chǔ)知識
1.3.1數(shù)制的概念
1.3.2與計算機有關(guān)的數(shù)制
1.3.3數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換
1.3.4碼制的概念
本章小結(jié)
習題1
第2章單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境
2.1單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)工具
2.2Keil C51高級語言集成開發(fā)環(huán)境——
μVision3 IDE
2.2.1Keil μVision3 IDE的主要
特性
2.2.2μVision3 IDE集成開發(fā)環(huán)境
簡介
2.2.3μVision3 IDE 的使用
2.3基于Proteus的單片機系統(tǒng)仿真
2.3.1Proteus 7 Professional界面
介紹
2.3.2電路原理圖的繪制
2.3.3Proteus VSM與Keil μVision3的
聯(lián)調(diào)
2.4在系統(tǒng)編程軟件ISP
本章小結(jié)
習題2
第3章80C51系列單片機的硬件
基礎(chǔ)
3.18051系列單片機概述
3.1.18051系列單片機硬件資源
3.1.280C51系列單片機的選擇
依據(jù)
3.280C51系列單片機引腳功能
3.2.1引腳功能概述
3.2.2引腳與內(nèi)部功能模塊的關(guān)系
3.2.3單片機對外擴展時三總線的
構(gòu)成
3.380C51系列單片機的編程結(jié)構(gòu)
3.3.1編程結(jié)構(gòu)的組成
3.3.2在Keil μVision中觀察寄存器
3.480C51系列單片機的存儲器
3.4.1半導體存儲器類型與結(jié)構(gòu)
3.4.2存儲器的管理
3.4.380C51單片機的存儲器
3.580C51單片機的工作方式
3.5.1復位方式
3.5.2程序執(zhí)行方式
3.5.3低功耗方式
3.680C51系列單片機的時序
3.6.1時鐘電路
3.6.2時序的基本單位
3.6.380C51系列單片機的典型時序
分析
3.780C51單片機最小應用系統(tǒng)
本章小結(jié)
習題3
第4章80C51單片機的軟件基礎(chǔ)
4.180C51單片機的指令系統(tǒng)簡介
4.1.1指令格式
4.1.2指令系統(tǒng)的尋址方式
4.1.3指令系統(tǒng)概述
4.1.4匯編語言編程舉例
4.2C51程序設計基礎(chǔ)
4.2.1C51和標準ANSI C的區(qū)別
4.2.2C51程序結(jié)構(gòu)分析
4.2.3C51的標識符和關(guān)鍵字
4.2.4C51的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
4.2.5變量的存儲種類和存儲器
類型
4.2.6絕對地址的訪問
4.2.7C51的預處理
4.2.8C51的運算符與表達式
4.3C51語言的語句
4.3.1表達式語句
4.3.2復合語句
4.3.3空語句
4.3.4函數(shù)調(diào)用語句
4.3.5控制語句
4.4C51的函數(shù)
4.4.1函數(shù)的一般格式
4.4.2中斷函數(shù)
4.4.3C51的庫函數(shù)
4.4.4本征庫函數(shù)和非本征庫函數(shù)
4.4.5幾類重要的庫函數(shù)
4.5C51的程序結(jié)構(gòu)
4.5.1順序結(jié)構(gòu)
4.5.2分支結(jié)構(gòu)
4.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)
4.5.4綜合舉例
本章小結(jié)
習題4
第5章并行口及應用
5.180C51系列單片機內(nèi)部并行口的
結(jié)構(gòu)
5.1.1P0口
5.1.2P1口
5.1.3P2口
5.1.4P3口
5.1.5P0～P3端口功能總結(jié)
5.280C51系列單片機并行口的應用
5.3七段數(shù)碼管顯示器接口
5.3.1七段數(shù)碼管簡介
5.3.2LED顯示器工作原理
本章小結(jié)
習題5
第6章中斷系統(tǒng)及應用
6.1中斷概述
6.1.1中斷的有關(guān)概念
6.1.2中斷技術(shù)的應用
6.1.3中斷系統(tǒng)的功能
6.280C51單片機中斷系統(tǒng)
6.2.1中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
6.2.2中斷響應
6.2.3中斷請求的撤銷
6.3中斷服務程序的設計
6.4中斷系統(tǒng)的應用
本章小結(jié)
習題6
第7章定時器/計數(shù)器及應用
7.1定時/計數(shù)技術(shù)概述
7.1.1軟件定時/計數(shù)
7.1.2數(shù)字電路定時/計數(shù)
7.1.3可編程定時/計數(shù)
7.280C51單片機的定時器/計數(shù)器
7.2.1定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)
7.2.2定時器/計數(shù)器的工作原理
7.2.3定時器/計數(shù)器的工作方式
7.2.4定時器/計數(shù)器對輸入信號的
要求
7.3定時器/計數(shù)器的應用
本章小結(jié)
習題7
第8章串行口及應用
8.1串行通信基礎(chǔ)知識
8.1.1計算機對外通信方式
8.1.2串行通信的基本概念
8.1.3串行通信接口標準
8.280C51單片機的串行口
8.2.1串行口的結(jié)構(gòu)
8.2.2串行口的工作方式
8.3串行口的應用
本章小結(jié)
習題8
第9章80C51單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)
9.1單片機系統(tǒng)擴展概述
9.1.1單片機系統(tǒng)擴展資源分類
9.1.2單片機系統(tǒng)擴展結(jié)構(gòu)
9.2數(shù)據(jù)存儲器的擴展
9.2.1數(shù)據(jù)存儲器芯片
9.2.2地址鎖存器芯片
9.2.3數(shù)據(jù)存儲器擴展電路
9.2.4存儲器的編址
9.3并行I/O口的擴展
9.3.1并行I/O口擴展概述
9.3.2簡單并行I/O口的擴展
9.3.3可編程并行I/O口的擴展
9.4鍵盤接口技術(shù)
9.4.1按鍵開關(guān)
9.4.2鍵盤工作原理
9.4.3獨立式鍵盤
9.4.4矩陣式鍵盤
9.5LCD液晶顯示器與單片機的接口
9.5.1點陣字符型液晶顯示模塊的組成
和基本特點
9.5.2點陣字符型液晶顯示器
LCD1602
9.5.3點陣圖形液晶顯示器
LCD12864
9.6并行接口日歷時鐘芯片DS12C887
與80C51的接口
9.6.1DS12C887主要功能特性
9.6.2DS12C887日歷時鐘芯片的引腳
說明
9.6.3DS12C887內(nèi)部RAM和
寄存器
9.6.4DS12C887與80C51單片機的
接口設計
9.7I2C總線接口的E2PROM芯片AT24C02
與80C51的接口
9.7.1串行E2PROM芯片AT24C02
概述
9.7.2AT24C02芯片的操作
9.7.3AT24C02芯片與80C51單片機的
接口設計
本章小結(jié)
習題9
第10章80C51單片機的測控接口
10.1D/A轉(zhuǎn)換接口技術(shù)
10.1.1D/A
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