• 以增強(qiáng)型單片機(jī)89C52為對(duì)象講解，以C語言作為主要編程語言

• 精選內(nèi)容，結(jié)合單片機(jī)的實(shí)際講解C語言，注重編程能力的培養(yǎng)

• 接口概念明確，重視接口時(shí)序分析和接口應(yīng)用能力的培養(yǎng)

• 提出“變量存儲(chǔ)區(qū)（域）”和“設(shè)備變量”等新概念，方便講解和理解相關(guān)內(nèi)容

• 注重開發(fā)工具（程序開發(fā)軟件Keil C和單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)模擬運(yùn)行軟件Proteus）應(yīng)用、實(shí)踐能力的培養(yǎng)

MCS-51單片機(jī)雖然走過了30多年的歷史，但以其獨(dú)特的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、不斷增加的片內(nèi)設(shè)備，以及強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，不僅沒有被淘汰，而且依然是單片機(jī)中的主流。隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的需求，MCS-51單片機(jī)片內(nèi)設(shè)備越來越豐富，應(yīng)用也越來越多。所以MCS-51單片機(jī)仍然是單片機(jī)教學(xué)的主要對(duì)象。

本書在內(nèi)容組織和講解上以初學(xué)者為對(duì)象，結(jié)合作者多年來講授單片機(jī)、微機(jī)原理與接口技術(shù)和C語言等課程的教學(xué)體會(huì)，以及從事單片機(jī)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，在《單片機(jī)原理及應(yīng)用（C語言版）》教材的基礎(chǔ)上，經(jīng)過修改編寫而成（本書從內(nèi)容上可看作《單片機(jī)原理及應(yīng)用（C語言版）》的第二版）。本書主要有以下特點(diǎn)：

（1）以增強(qiáng)型單片機(jī)89C52為對(duì)象講解。當(dāng)今在實(shí)際中使用的單片機(jī)多數(shù)是增強(qiáng)型，而現(xiàn)在又多用C語言編程，程序的長(zhǎng)度很容易超過4KB，另外增強(qiáng)型單片機(jī)的價(jià)格比89C51多出得很少，并且有更多的片內(nèi)設(shè)備。書中講解了增強(qiáng)型片內(nèi)高128字節(jié)的存儲(chǔ)器，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的多種用途，片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器等。

（2）以C語言作為主要編程語言，注重編程能力的培養(yǎng)，用一章內(nèi)容講解了單片機(jī)的C語言。在實(shí)際應(yīng)用中，程序設(shè)計(jì)多以C語言為主、匯編語言為輔，為了適應(yīng)實(shí)際工作的需要，必須要掌握C語言編程。本書在第2章講解單片機(jī)結(jié)構(gòu)原理時(shí)，就把C51的概念引入了進(jìn)來，強(qiáng)調(diào)存儲(chǔ)區(qū)域概念；在第4章“單片機(jī)C語言及程序設(shè)計(jì)”之后，內(nèi)容講解、編程舉例、程序設(shè)計(jì)，都采用C語言；在第5、6、7章這些講解單片機(jī)基本內(nèi)容的章節(jié)，為了便于學(xué)習(xí)匯編語言，也列出了匯編語言程序。

（3）C語言一章更具特色，不僅精選了內(nèi)容，而且結(jié)合單片機(jī)的實(shí)際講解C語言。一是只講了與單片機(jī)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的、與普通C語言不同的內(nèi)容：變量的定義、特殊功能寄存器的定義、位變量的定義、指針的定義、C51的輸入/輸出、C51函數(shù)的定義、匯編語言與C語言混合編程等，沒有涉及C語言的基礎(chǔ)內(nèi)容，因?yàn)楝F(xiàn)在理工科都開設(shè)有C語言課程。二是內(nèi)容講解透徹，定義格式明確、屬性闡述準(zhǔn)確，并且在每一種定義中都寫有“使用說明”或“注意”，這些都是作者的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。三是書中設(shè)置的例子、思考題與習(xí)題（30個(gè)）都是結(jié)合對(duì)內(nèi)容的理解和實(shí)際應(yīng)用編寫的，學(xué)完該章內(nèi)容后，應(yīng)該對(duì)C語言在單片機(jī)中的應(yīng)用沒有任何障礙。

（4）注重開發(fā)工具應(yīng)用、實(shí)踐能力培養(yǎng)。一是在第1章就專門介紹了程序開發(fā)軟件Keil C和單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)模擬運(yùn)行軟件Proteus的使用方法，教師稍加引導(dǎo)學(xué)生就可以完成一些簡(jiǎn)單的I/O口實(shí)驗(yàn)。二是書中的例題盡可能地使用Proteus繪制單片機(jī)應(yīng)用電路，其程序在電路中模擬運(yùn)行。三是書中的部分習(xí)題要求用Keil C編程，用Proteus繪制電路并模擬運(yùn)行程序。

（5）注意接口能力的培養(yǎng)。一是接口概念明確，使讀者真正理解接口含義，8255A是典型的接口芯片，通過該芯片的介紹，能夠使讀者較全面地理解接口的相關(guān)概念和接口的相關(guān)功能（從簡(jiǎn)單和實(shí)用的角度考慮，只講了8255A的工作方式0）。二是重視接口時(shí)序的分析和應(yīng)用，幾乎在每個(gè)接口中都有體現(xiàn)，使讀者能夠正確使用各種接口芯片。

（6）提出了多個(gè)新概念，以方便講解和理解相關(guān)內(nèi)容。在第4章提出了“變量存儲(chǔ)區(qū)（域）”和“設(shè)備變量”的概念。“變量存儲(chǔ)區(qū)（域）”的概念在《單片機(jī)原理及應(yīng)用（C語言版）》中首次提出，該概念符合單片機(jī)變量保存位置區(qū)域的特征，并且與ANSI C變量屬性（存儲(chǔ)類型）不沖突。“設(shè)備變量”的概念為本書首次提出，雖然該概念不是必需的，但“設(shè)備變量”本身訪問過程的復(fù)雜性和它的特指性，對(duì)于初學(xué)者理解、掌握這類訪問過程復(fù)雜的變量會(huì)有幫助，對(duì)于教師則方便講解。第5章提出了“中斷通道”的概念，該概念符合串行口、定時(shí)器T2中斷結(jié)構(gòu)的特征，使中斷結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念更清晰，更容易理解中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，方便教師講解（見表5-1）。

本書由周國(guó)運(yùn)任主編，組織內(nèi)容及統(tǒng)稿，并且編寫了第4章、與仝選悅共同編寫了第2章、詳細(xì)指導(dǎo)了第5、6章，李云強(qiáng)編寫了第1章和附錄，仝選悅還編寫了第3章，趙天翔編寫了第5、6、8章，魯慶賓編寫了第7、9章。

由于編者水平有限，書中難免存在錯(cuò)誤和不妥之處，敬請(qǐng)同行和讀者批評(píng)指正。作者郵箱：zhouguoyun@sina.com。

編 者

2013年10月

序
前言

第1章 單片機(jī)及其開發(fā)工具 1
1.1 單片機(jī)的基本概念 1
1.2 單片機(jī)的發(fā)展概況 1
1.2.1 單片機(jī)的發(fā)展歷史 1
1.2.2 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展 3
1.3 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 4
1.3.1 單片機(jī)的特點(diǎn) 4
1.3.2 單片機(jī)的應(yīng)用 4
1.4 常用單片機(jī)簡(jiǎn)介 5
1.4.1 MCS-51系列單片機(jī) 5
1.4.2 ATMEL89系列單片機(jī) 5
1.4.3 STC系列單片機(jī) 7
1.4.4 常見的其他系列單片機(jī)介紹 8
1.5 單片機(jī)程序開發(fā)軟件Keil C簡(jiǎn)介 9
1.5.1 Keil C操作簡(jiǎn)介 9
1.5.2 Keil C程序開發(fā)方法 11
1.5.3 Keil C調(diào)試運(yùn)行方法 14
1.6 單片機(jī)系統(tǒng)模擬軟件Proteus簡(jiǎn)介 17
1.6.1 Proteus ISIS操作簡(jiǎn)介 18
1.6.2 Proteus ISIS原理圖設(shè)計(jì)方法 22
1.6.3 Proteus ISIS原理圖設(shè)計(jì)舉例 24
1.6.4 Proteus ISIS模擬方法 26
思考題與習(xí)題 26
第2章 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理 28
2.1 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及CPU 28
2.1.1 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 28
2.1.2 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部原理結(jié)構(gòu) 29
2.1.3 MCS-51單片機(jī)的CPU 29
2.2 MCS-51單片機(jī)的引腳與總線結(jié)構(gòu) 32
2.2.1 MCS-51單片機(jī)的引腳信號(hào) 32
2.2.2 MCS-51單片機(jī)的外部總線結(jié)構(gòu) 35
2.3 MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 35
2.3.1 程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 36
2.3.2 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 37
2.3.3 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 40
2.4 MCS-51單片機(jī)的時(shí)鐘及CPU時(shí)序 41
2.4.1 時(shí)鐘電路及時(shí)鐘信號(hào) 41
2.4.2 CPU時(shí)序 42
2.5 MCS-51單片機(jī)的復(fù)位 43
2.5.1 復(fù)位狀態(tài) 43
2.5.2 復(fù)位電路 44
2.6 MCS-51單片機(jī)的低功耗工作方式 45
2.6.1 低功耗工作結(jié)構(gòu)及控制 45
2.6.2 空閑工作方式 46
2.6.3 掉電工作方式 46
2.7 MCS-51單片機(jī)的輸入/輸出端口 47
2.7.1 P1口 47
2.7.2 P2口 48
2.7.3 P3口 49
2.7.4 P0口 50
2.7.5 端口負(fù)載能力和接口要求 51
思考題與習(xí)題 51
第3章 MCS-51指令系統(tǒng)及匯編程序設(shè)計(jì) 53
3.1 匯編語言概述 53
3.1.1 指令和機(jī)器語言 53
3.1.2 匯編語言 53
3.1.3 匯編語言格式 54
3.2 MCS-51單片機(jī)尋址方式 55
3.2.1 立即數(shù)尋址 55
3.2.2 寄存器尋址 56
3.2.3 直接尋址 56
3.2.4 寄存器間接尋址 57
3.2.5 變址尋址 58
3.2.6 位尋址 58
3.2.7 指令尋址 59
3.2.8 尋址空間及指令中符號(hào)注釋 59
3.3 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng) 60
3.3.1 數(shù)據(jù)傳送指令 61
3.3.2 算術(shù)運(yùn)算指令 65
3.3.3 邏輯操作指令 67
3.3.4 控制程序轉(zhuǎn)移指令 69
3.3.5 位操作指令 72
3.4 MCS-51單片機(jī)偽指令 74
3.5 匯編語言程序設(shè)計(jì) 76
3.5.1 簡(jiǎn)單程序設(shè)計(jì) 76
3.5.2 分支程序設(shè)計(jì) 77
3.5.3 循環(huán)程序設(shè)計(jì) 78
3.5.4 子程序設(shè)計(jì) 79
思考題與習(xí)題 81
第4章 單片機(jī)C語言及程序設(shè)計(jì) 84
4.1 C51概述 84
4.1.1 C語言編程的優(yōu)勢(shì) 84
4.1.2 C51與ANSI C的區(qū)別 85
4.1.3 C51擴(kuò)充的關(guān)鍵字 86
4.2 C51數(shù)據(jù)類型及存儲(chǔ) 86
4.2.1 C51的數(shù)據(jù)類型 86
4.2.2 C51的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 87
4.3 C51一般變量的定義 88
4.3.1 C51變量的定義 88
4.3.2 C51變量的存儲(chǔ)類型 89
4.3.3 C51變量的存儲(chǔ)區(qū) 89
4.3.4 C51變量定義舉例 90
4.3.5 C51變量的存儲(chǔ)模式 91
4.3.6 C51變量的絕對(duì)定位 91
4.3.7 C51設(shè)備變量的概念 92
4.4 C51特殊功能寄存器的定義 92
4.4.1 8位特殊功能寄存器的定義 92
4.4.2 16位特殊功能寄存器的定義 93
4.5 C51位變量的定義 93
4.5.1 bit型位變量的定義 93
4.5.2 sbit型位變量的定義 94
4.6 C51指針與結(jié)構(gòu)體的定義 95
4.6.1 通用指針 95
4.6.2 存儲(chǔ)器專用指針 95
4.6.3 指針變換 96
4.6.4 C51指針應(yīng)用 97
4.6.5 C51結(jié)構(gòu)體定義 100
4.7 C51的輸入/輸出 100
4.7.1 基本輸入/輸出函數(shù) 101
4.7.2 格式輸出函數(shù)printf 101
4.7.3 格式輸入函數(shù)scanf 102
4.8 C51函數(shù)的定義 104
4.8.1 C51函數(shù)定義的一般格式 104
4.8.2 C51中斷函數(shù)的定義 105
4.9 C51與匯編語言混合編程 106
4.9.1 在C51函數(shù)中嵌入?yún)R編程序 106
4.9.2 C51程序與匯編程序混合編程 107
思考題與習(xí)題 112
第5章 MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 114
5.1 中斷系統(tǒng)概述 114
5.1.1 中斷的基本概念 114
5.1.2 中斷的功能 114
5.2 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理及控制 115
5.2.1 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理 115
5.2.2 中斷通道和中斷源 116
5.2.3 外中斷觸發(fā)方式 116
5.2.4 中斷請(qǐng)求標(biāo)志 117
5.2.5 中斷允許控制 118
5.2.6 中斷優(yōu)先級(jí)控制 119
5.3 中斷響應(yīng)及處理過程 121
5.3.1 中斷響應(yīng) 121
5.3.2 中斷處理和中斷返回 122
5.4 外部中斷應(yīng)用舉例 123
5.4.1 中斷應(yīng)用程序結(jié)構(gòu) 123
5.4.2 外部中斷應(yīng)用舉例 126
思考題與習(xí)題 129
第6章 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 131
6.1 MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的
結(jié)構(gòu)及原理 131
6.1.1 MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) 131
6.1.2 MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的
工作原理 132
6.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1 132
6.2.1 T0、T1的特殊功能寄存器 132
6.2.2 T0、T1的工作模式 134
6.2.3 T0、T1的使用方法 136
6.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2 140
6.3.1 T2的特殊功能寄存器 140
6.3.2 T2的工作方式 142
6.4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例 145
思考題與習(xí)題 153
第7章 MCS-51單片機(jī)的串行口 154
7.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí) 154
7.1.1 數(shù)據(jù)通信 154
7.1.2 異步通信和同步通信 155
7.1.3 波特率 156
7.1.4 通信方向 156
7.1.5 串行通信接口種類 157
7.2 串行口結(jié)構(gòu)及控制 157
7.2.1 MCS-51單片機(jī)串行口結(jié)構(gòu) 157
7.2.2 串行口特殊功能寄存器 158
7.2.3 波特率設(shè)計(jì) 159
7.3 串行口工作方式 162
7.3.1 串行口方式0 162
7.3.2 串行口方式1 163
7.3.3 串行口方式2和方式3 165
7.4 串行口應(yīng)用舉例 166
7.4.1 串行口方式0應(yīng)用 166
7.4.2 串行口方式1、方式3應(yīng)用 169
7.5 單片機(jī)與PC機(jī)通信接口電路 173
7.5.1 接口芯片MAX232簡(jiǎn)介 173
7.5.2 單片機(jī)與PC機(jī)串行通信
接口電路 174
思考題與習(xí)題 175
第8章 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展接口技術(shù) 176
8.1 接口的基本概念 176
8.1.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成 176
8.1.2 接口的概念 177
8.1.3 接口的基本功能 177
8.1.4 接口的結(jié)構(gòu) 177
8.1.5 端口及編址 178
8.2 用并行方式擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 179
8.2.1 MCS-51單片機(jī)三總線結(jié)構(gòu) 179
8.2.2 常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 180
8.2.3 單片機(jī)訪問片外RAM的
操作時(shí)序 181
8.2.4 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 182
8.3 用簡(jiǎn)單芯片擴(kuò)展并行I/O口 182
8.3.1 擴(kuò)展I/O口常用的門電路芯片 182
8.3.2 簡(jiǎn)單擴(kuò)展I/O口舉例 183
8.4 用可編程芯片擴(kuò)展并行I/O口 184
8.4.1 8255A的結(jié)構(gòu) 184
8.4.2 8255A的引腳定義 185
8.4.3 8255A的控制字 186
8.4.4 8255A的工作方式 187
8.4.5 8255A的應(yīng)用舉例 187
8.5 用串行方式擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 189
8.5.1 I2C總線及操作 189
8.5.2 I2C總線擴(kuò)展存儲(chǔ)器 193
思考題與習(xí)題 195
第9章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)接口技術(shù) 197
9.1 鍵盤接口技術(shù) 197
9.1.1 鍵盤基本問題 197
9.1.2 獨(dú)立式鍵盤結(jié)構(gòu)及處理程序 198
9.1.3 行列式鍵盤結(jié)構(gòu)及處理程序 199
9.2 LED顯示器及接口技術(shù) 202
9.2.1 LED顯示器結(jié)構(gòu)及原理 202
9.2.2 LED顯示器的顯示方式 203
9.2.3 LED顯示器與單片機(jī)的接口 204
9.3 LCD顯示器及接口技術(shù) 205
9.3.1 LM016L的引腳信號(hào) 205
9.3.2 操作指令 206
9.3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 207
9.3.4 基本操作函數(shù) 207
9.4 D/A轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 210
9.4.1 并行接口D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832及
接口技術(shù) 210
9.4.2 串行接口D/A轉(zhuǎn)換器TLC5615及
接口技術(shù) 213
9.5 A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) 215
9.5.1 并行接口A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809及
接口技術(shù) 216
9.5.2 串行接口A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543及
接口技術(shù) 219
9.5.3 單片機(jī)片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器及應(yīng)用 224
9.6 開關(guān)量輸出接口技術(shù) 225
9.6.1 繼電器接口技術(shù) 226
9.6.2 光電耦合器件接口技術(shù) 227
9.6.3 直流電機(jī)控制接口技術(shù) 228
9.6.4 步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù) 229
思考題與習(xí)題 230
附錄A ASCII碼表 232
附錄B MCS-51指令表 233
附錄C C51庫(kù)函數(shù) 237
附錄D LCD1602字符表 245
參考文獻(xiàn) 246

1. Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) [主編 姜春磊 陳虹潔]
2. C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與實(shí)訓(xùn)（第二版） [主編 倪燃]
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27. C++程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教程（第三版） [主編 劉衛(wèi)國(guó) 曹岳輝]
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