目 录

第1章单片机智慧基因传承1

1.1第一台计算机的诞生1

1.1.1了不起的庞然大物ENIAC1

1.1.2实现零突破的孤勇者ABC3

1.1.3王者大比拼ENIAC PK ABC6

1.2谁是最强计算机之父7

1.2.1莫奇利和埃克特7

1.2.2阿塔那索夫8

1.2.3冯·诺依曼8

1.2.4阿兰·图灵8

1.2.5“大人物”代表作品的关联度11

1.3计算机的存储结构11

1.3.1ENIAC设计缺陷的救星“冯·诺依曼结构”11

1.3.2牛气冲天的潜力股“哈佛结构”12

1.3.3存储结构大PK13

1.4单片机的存储结构14

第2章揭开单片机神秘的面纱17

2.1单片机的概念18

2.1.1微型计算机的主要组成结构18

2.1.2微型计算机应用形态上的分类19

2.1.3单片机的定义20

2.1.4单片机、单片机硬件系统、单片机系统三者的关系21

2.2单片机的组成21

2.2.1单片机内部资源总体概述22

2.2.2经典的MCS51单片机系列产品的组成22

2.3单片机的分类24

2.3.1单片机与单片机的差异24

2.3.2按单片机的位数分类25

2.3.3单片机的其他分类方法26

2.3.4常见的单片机27

2.4单片机的特点及应用27

2.4.1单片机的特点28

2.4.2单片机的应用28

2.5单片机的发展方向29

第3章MCS51单片机强健的体魄32

3.1MCS51单片机的外部引脚及功能32

3.1.1MCS51单片机的引脚33

3.1.2MCS51外部引脚功能33

3.2MCS51单片机的内部结构37

3.2.1MCS51单片机的CPU38

3.2.2MCS51单片机的存储器42

3.2.3MCS51单片机的I/O接口47

3.3MCS51单片机的时钟电路及复位电路51

3.3.1时钟电路51

3.3.2复位电路54

3.3.3MCS51单片机的工作时序56

第4章MCS51单片机聪明的大脑63

4.1MCS51单片机的指令系统概述63

4.1.1指令概述64

4.1.2指令格式64

4.1.3指令中的常用符号65

4.2指令系统的寻址方式66

4.2.1寻址方式67

4.2.2寻址空间68

4.3指令系统分类介绍69

4.3.1数据传送类指令70

4.3.2算术运算类指令73

4.3.3逻辑运算类指令77

4.3.4控制转移类指令79

4.3.5位（布尔）操作类指令84

第5章MCS51单片机的语言艺术89

5.1汇编语言概述89

5.1.1汇编语言语句格式90

5.1.2汇编语言程序的设计步骤92

5.1.3汇编语言程序的基本结构93

5.2汇编语言源程序汇编96

5.2.1手工汇编: 原始而烦琐的方法97

5.2.2机器汇编: 现代且高效的选择97

5.2.3MCS51单片机常用伪指令: 程序的指挥棒98

5.3汇编语言实用程序设计100

5.3.1数学运算程序设计100

5.3.2排序和数据极值查找程序设计106

5.3.3查表程序设计109

5.3.4数据的拼拆和转换程序设计110

第6章MCS51单片机的应急反应115

6.1中断系统概述115

6.1.1中断的基本概念116

6.1.2MCS51单片机中断系统特点116

6.1.3中断技术的应用场景116

6.2中断系统结构与寄存器116

6.2.1中断系统结构117

6.2.2中断系统相关的特殊功能寄存器117

6.3中断响应与处理120

6.3.1中断响应条件120

6.3.2中断响应过程121

6.3.3中断响应时间121

6.3.4外部中断的触发方式122

6.3.5中断请求的撤销123

6.4中断服务程序的设计124

6.4.1中断服务程序的“舞台演绎”基本流程125

6.4.2“舞台演绎”基本流程的实例解析125

6.4.3多个外部中断源系统设计127

6.4.4中断编程实例129

第7章MCS51单片机的时间守护者132

7.1定时器/计数器的结构132

7.1.1定时器/计数器的结构概述132

7.1.2定时器/计数器的工作模式133

7.1.3定时器/计数器的控制134

7.2定时器/计数器的工作方式135

7.2.1工作方式0(13位定时器/计数器)135

7.2.2工作方式1(16位定时器/计数器)136

7.2.3工作方式2(8位定时器/计数器)136

7.2.4工作方式3137

7.3定时器/计数器对输入信号的要求138

7.4定时器/计数器的应用139

7.4.1工作方式1的应用140

7.4.2工作方式2的应用141

7.4.3工作方式3的应用143

7.4.4定时器/计数器的综合应用144

第8章MCS51单片机的沟通桥梁150

8.1串行通信的基本概念150

8.1.1串行通信与并行通信: 速度的较量151

8.1.2串行通信的方向性: 单工、半双工与全双工151

8.1.3异步通信与同步通信: 节奏的掌控152

8.1.4控制信号: 确保沟通顺畅的“小助手”154

8.2串行口的结构及工作方式154

8.2.1串行口的结构155

8.2.2串行口的工作方式157

8.3波特率及波特率的产生方法161

8.3.1波特率162

8.3.2波特率的产生方法162

8.4串行口编程和应用164

8.4.1串行口数据传送方式164

8.4.2串行口工作方式0的应用165

8.4.3串行口工作方式1的应用167

8.4.4串行口工作方式2的应用171

8.4.5串行口工作方式3的应用173

8.4.6串行口多机通信的应用174

第9章MCS51单片机的记忆扩展177

9.1单片机与外围设备的“亲密对话”177

9.1.1独立连接与总线连接178

9.1.2总线的作用: 让沟通更顺畅178

9.1.3实例讲解: 单片机与外设的“甜蜜互动”179

9.2MCS51单片机的外部总线180

9.2.1MCS51单片机的外部总线结构180

9.2.2常见的地址锁存器与MCS51外部并行总线电路181

9.2.3MCS51单片机读写外部RAM时序183

9.2.4MCS51单片机读写外部ROM时序186

9.3总线的连接与地址空间分配188

9.3.1总线的连接188

9.3.2线选法189

9.3.3译码法191

9.4静态数据存储器的扩展: SRAM篇195

9.4.1“扩容神器”——常用的静态RAM（SRAM）芯片195

9.4.2典型的外扩数据存储器的接口电路196

9.5程序存储器的扩展: ROM、EPROM、E2PROM篇199

9.5.1ROM的奥秘199

9.5.2EPROM的探索200

9.5.3常用的E2PROM芯片204

9.6EPROM和RAM的综合扩展209

9.6.1综合扩展的硬件接口电路210

9.6.2扩展存储器电路的软件设计212

第10章MCS51的触角世界216

10.1扩展I/O接口的设计216

10.1.1接口电路的作用——数据的中转站与速度协调官 217

10.1.2I/O端口的编址方法——给每个端口发“身份证”217

10.1.3I/O数据的传送方式218

10.1.4扩展I/O接口电路的方法219

10.2MCS51单片机与LED显示器电路接口224

10.2.1LED显示器接口原理224

10.2.2LED显示器电路设计实例226

10.3MCS51单片机与液晶接口230

10.3.1液晶显示器的分门别类231

10.3.2点阵字符型液晶显示模块大揭秘231

10.3.3单片机与LCD的接口及软件编程236

10.4MCS51单片机与键盘接口239

10.4.1键盘: 不只是按键那么简单239

10.4.2按键去抖: 让信号更稳定239

10.4.3键盘的接口: 独立式与行列式240

10.4.4键盘的工作方式244

10.4.5键盘与单片机交互三层次模型245