目    录

第1章  单片机概述 1

1.1  单片机的发展概况 1

1.1.1  什么是单片机 1

1.1.2  单片机的特点 1

1.1.3  单片机的应用 2

1.1.4  单片机的发展 3

1.2  单片机的封装和内部结构框图 4

1.2.1  封装和引脚功能 5

1.2.2  内部结构 5

1.3  单片机的存储器结构 11

1.3.1  存储器的划分方法 11

1.3.2  程序存储器ROM 11

1.3.3  数据存储器RAM 12

1.3.4  特殊功能寄存器SFR 14

1.3.5  片内集成电可擦写ROM 16

1.4  单片机的时钟与复位 16

1.4.1  时钟 16

1.4.2  复位 18

1.4.3　单片机最小系统及

制作流程 19

本章小结 20

思考与练习 22

第2章  单片机必备知识 23

2.1  单片机的数制与码制 23

2.1.1  数制的概念 23

2.1.2  码制的概念 25

2.2  下载编程烧录软件ISP的使用 28

2.2.1  ISP程序窗口 28

2.2.2  ISP程序的使用步骤 29

2.2.3  ISP下载电路 30

2.3  Keil集成调试软件应用基础 30

2.3.1  安装Keil ?Vision 4 30

2.3.2  添加STCMCU型号到

Keil ?Vision 4 中 32

2.3.3  Keil ?Vision 4的使用 33

本章小结 41

思考与练习 42

第3章  单片机指令系统 43

3.1  基本概念 43

3.1.1  指令、指令系统和机器

代码 43

3.1.2  程序、程序设计和机器

语言 43

3.1.3  汇编语言、汇编语言指令

格式和常用符号 44

3.1.4  编译与固化 45

3.2  寻址方式 46

3.2.1  寻址、寻址方式和寻址

存储器地址范围 46

3.2.2  立即寻址 46

3.2.3  直接寻址 47

3.2.4  寄存器寻址 47

3.2.5  寄存器间接寻址 47

3.2.6  基址加变址寻址 48

3.2.7  相对寻址 48

3.2.8  位寻址 49

3.3  指令系统 49

3.3.1  数据传送类指令 49

3.3.2  算术运算类指令 53

3.3.3  逻辑运算类指令 59

3.3.4  控制转移类指令 62

3.3.5  位操作类指令 66

3.4  汇编语言程序设计与调试 69

3.4.1  伪指令 69

3.4.2  程序设计 72

3.4.3  程序结构 73

3.4.4  汇编语言程序调试 77

3.4.5  汇编语言程序设计举例 81

3.5  实训1：汇编语言程序调试 88

3.5.1  实训目的及要求 88

3.5.2  汇编语言程序调试 88

本章小结 89

思考与练习 90

第4章  单片机C51编程基础 93

4.1  C51数据类型及标识符 93

4.1.1  C51数据类型 93

4.1.2  标识符 94

4.2  常量 94

4.2.1  常量的数据类型 94

4.2.2  符号常量 95

4.3  变量 95

4.3.1  变量的存储类型 96

4.3.2  变量的数据类型 96

4.3.3  变量的存储区类型 98

4.3.4  变量名 101

4.4  C51语言运算符及运算表达式 101

4.4.1  赋值运算符 101

4.4.2  算术运算符 101

4.4.3  逻辑运算符 102

4.4.4  逗号运算符 102

4.4.5  关系运算符 102

4.4.6  位运算符 103

4.5  数组 104

4.5.1  数组的定义 104

4.5.2  数组的初始化 105

4.5.3  一维数组元素的引用 105

4.6  函数 105

4.6.1  函数的定义 105

4.6.2  函数的调用 106

4.6.3  函数参数和函数返回值 106

4.6.4  中断函数 107

4.7  C51语言程序结构 107

4.7.1  顺序结构 107

4.7.2  选择结构 107

4.7.3  循环结构 109

4.7.4  Keil C51语言程序调试 111

4.7.5  C51语言程序设计举例 113

4.8  C51语言的一些特点 114

4.9  实训2：C51语言程序调试 116

4.9.1  实训目的及要求 116

4.9.2  汇编语言程序调试 117

本章小结 117

思考与练习 118

第5章  单片机I/O口及应用 120

5.1  I/O口工作模式及配置 120

5.1.1  I/O口工作模式 120

5.1.2  I/O口工作模式配置 120

5.1.3  有关I/O口特别说明 121

5.2  I/O口工作模式及结构框图 122

5.2.1  准双向口模式选择及

结构框图 122

5.2.2  强推挽输出模式选择及

结构框图 123

5.2.3  仅为输入(高阻)模式选择及

结构框图 124

5.2.4  开漏输出模式选择及

结构框图 124

5.2.5  I/O口应用注意事项 125

5.3  单片机指示电路 125

5.3.1  LED灯控制实例 126

5.3.2  单片机应用系统开发

流程 128

5.3.3  应用项目1：流水灯控制

系统1 129

5.3.4  流水灯控制系统仿真调试 132

5.4  单片机显示电路 135

5.4.1  LED数码管显示电路 136

5.4.2  应用项目2：学号显示

系统 139

5.5  单片机键盘电路 141

5.5.1  简单按键应用实例 141

5.5.2  行列式键盘接口技术 143

5.5.3  应用项目3：学号输入

系统 147

本章小结 150

思考与练习 151

第6章  单片机中断系统及应用 152

6.1  中断系统 152

6.1.1  中断基本概念 152

6.1.2  中断系统结构 152

6.1.3  中断控制 157

6.1.4  中断过程 163

6.1.5  中断初始化和中断服务

程序 164

6.1.6  中断使用过程中应注意的

问题 165

6.2  外部中断的应用 165

6.2.1  外部中断的应用 166

6.2.2  应用项目4：两只按键

输入学号系统 166

本章小结 169

思考与练习 172

第7章  单片机定时/计数器及应用 173

7.1  定时/计数器 173

7.1.1  定时/计数器概述 173

7.1.2  定时/计数器T0、T1的

控制 174

7.1.3  定时/计数器T0、T1的

工作模式 176

7.1.4  定时/计数器T0、T1的

计数容量及初值 178

7.1.5  定时/计数器T0、T1的

中断控制 180

7.1.6  定时/计数器T0、T1应用的

基本步骤 181

7.1.7  定时/计数器T0、T1应用

举例 182

7.2  应用项目5：航标灯控制 186

7.3  定时/计数器T2、T3、T4 188

7.3.1  定时/计数器T2 188

7.3.2  定时/计数器T3、T4 190

7.3.3  主时钟可编程输出 192

7.4  应用项目6：电子秒表 193

7.5  应用项目7：电子时钟系统 197

本章小结 204

思考与练习 205

第8章  单片机串行口及应用 207

8.1  串行口1工作原理 207

8.1.1  串行口1的结构 207

8.1.2  串行口1通信过程 208

8.1.3  串行口1工作方式 208

8.1.4  与串行口1有关的特殊功能

寄存器 209

8.1.5  串行通信协议 212

8.1.6  波特率的设置 213

8.2  串行口1工作方式1的应用 214

8.2.1  串行口1工作方式1的

工作过程 214

8.2.2  单片机间点对点通信 215

8.2.3  RS-232接口技术 215

8.2.4  USB转串口芯片CH340 216

8.2.5  应用项目8：单片机与

PC点对点通信 217

8.3  串行口1工作方式2、3的应用 222

8.3.1  串行口1工作方式2、3的

工作过程 222

8.3.2  主从式总线 223

8.3.3  RS-485通信接口技术 223

8.4  其他串行口及应用 224

8.4.1  串行口2及应用 224

8.4.2  串行口3及应用 226

8.4.3  串行口4及应用 229

8.5  实训3：串行通信技术 231

8.5.1　实训目的及要求 231

8.5.2　串行通信技术的实现 232

本章小结 233

思考与练习 234

第9章  单片机EEPROM存储器 236

9.1  与EEPROM有关的特殊功能

寄存器 236

9.2  内部EEPROM空间及地址 239

9.3  内部EEPROM使用注意事项 239

9.4  应用项目9：电子闹钟系统 241

本章小结 248

思考与练习 248

第10章  单片机ADC转换器应用 249

10.1  ADC转换器结构 249

10.2  与ADC有关的特殊功能寄存器 250

10.3  ADC转换器参考电源与典型

应用电路 252

10.4  应用项目10：烘箱恒温控制

系统 253

本章小结 259

思考与练习 260

第11章  单片机PCA模块应用 262

11.1  CCP/PCA/PWM模块的结构 262

11.2  与PCA应用有关的特殊功能

寄存器 263

11.3  捕获模式 268

11.3.1  捕获模式工作原理 268

11.3.2  应用项目11：脉冲宽度

测量 268

11.4  16位软件定时器模式 272

11.4.1  16位软件定时器模式

工作原理 272

11.4.2  16位软件定时器模式

应用实例 273

11.5  高速脉冲输出模式 273

11.5.1  高速脉冲输出模式

工作原理 273

11.5.2  高速脉冲输出模式

应用实例 273

11.6  脉宽调制模式 274

11.6.1  PWM模式工作原理 274

11.6.2  应用项目12：LED灯光

亮度控制系统1 276

本章小结 279

思考与练习 280

第12章  单片机增强型PWM应用 282

12.1  增强型PWM结构 282

12.2  与增强型PWM有关的特殊

功能寄存器 283

12.3  增强型PWM波形发生器的

中断控制 292

12.4  应用项目13：LED灯光亮度

控制系统2 297

本章小结 301

思考与练习 303

第13章  单片机SPI接口应用 304

13.1  SPI结构 304

13.2  与SPI功能有关的特殊功能

寄存器 305

13.3  SPI数据通信 308

13.3.1  SPI接口的数据通信

方式 309

13.3.2  对SPI进行配置 310

13.3.3  注意事项 311

13.3.4  通过SS改变模式 311

13.3.5  写冲突 311

13.3.6  SPI的数据格式 312

13.4  应用项目14：流水灯控制系统2 313

本章小结 317

思考与练习 318

参考文献 319