本書主要有以下特點(diǎn)：講解結(jié)構(gòu)和片內(nèi)外設(shè)時(shí)，以增強(qiáng)型單片機(jī)為對象；講控制轉(zhuǎn)移指令時(shí)，對傳統(tǒng)講解方法做了三個(gè)方面的改進(jìn)；用一章內(nèi)容講解了單片機(jī)的C語言，并且沒有涉及C語言的基礎(chǔ)知識；注重單片機(jī)的應(yīng)用，書中提供了大量的例子和習(xí)題。

  MCS-51單片機(jī)雖然走過了30年的歷史，但它那獨(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)，不僅沒有被歷史淘汰，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)的主要對象。

  近幾年隨著MCS-51單片機(jī)和開發(fā)工具的發(fā)展，我們教師在單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)中都采用C語言編寫程序，與匯編語言相比有諸多優(yōu)勢，因此，我們將單片機(jī)C語言部分寫成小冊子，補(bǔ)充到單片機(jī)教學(xué)中，后來就動(dòng)手編寫了C語言版的“單片機(jī)原理及應(yīng)用”講義，把C51的概念從開始就引入其中，并且以C語言為主要編程工具講解、舉例和編程，試用效果比用匯編語言好，學(xué)生更容易掌握用C語言編寫單片機(jī)程序。

  本書結(jié)合作者多年來講授單片機(jī)和C語言的教學(xué)心得，以及從事單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，在C語言版“單片機(jī)原理及應(yīng)用”講義及試用的基礎(chǔ)上，經(jīng)過修改編寫成這本教材。本書主要有以下特點(diǎn)。

  一是講解結(jié)構(gòu)和片內(nèi)外設(shè)時(shí)，以增強(qiáng)型單片機(jī)為對象。其原因是當(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，程序的長度很容易超過4KB，另外增強(qiáng)型單片機(jī)的價(jià)格比51多出的很少，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。

   二是講控制轉(zhuǎn)移指令時(shí)，對傳統(tǒng)的講解方法做了三個(gè)方面的改進(jìn)。其一，在指令講解和注釋時(shí)不提及“（PC）+2→PC或（PC）+3→PC”，只講滿足條件轉(zhuǎn)移，不滿足條件順序執(zhí)行，這樣既降低難度、又容易理解；其二，相對尋址中的“偏移量rel”的計(jì)算，簡化為“rel=目標(biāo)地址-PC”，使其容易理解；其三，沒有講“絕對轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP”和“子程序絕對調(diào)用指令A(yù)CALL”，因?yàn)檫@兩條指令較難理解，并且在使用中有可能會出錯(cuò)，這兩條指令的優(yōu)點(diǎn)是比“長轉(zhuǎn)移指令LJMP”和“子程序長調(diào)用指令LCALL”少一個(gè)字節(jié)，在存儲器容量大、價(jià)格低的今天，其唯一的優(yōu)點(diǎn)也沒有了意義，所以沒有必要使用這兩條指令。

  三是用一章內(nèi)容講解了單片機(jī)的C語言。原因是在實(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。本書在講解第2章的單片機(jī)結(jié)構(gòu)和原理時(shí)，就把C51的概念引入了進(jìn)來；在第4章的“單片機(jī)C語言及程序設(shè)計(jì)”之后，所有內(nèi)容的講解、編程舉例、程序設(shè)計(jì)，都采用C語言，并且為了便于學(xué)習(xí)匯編語言，也列出了匯編語言程序。

  四是C語言一章的內(nèi)容更具特點(diǎn)，沒有涉及C語言的基礎(chǔ)內(nèi)容。如：運(yùn)算符與表達(dá)式，邏輯運(yùn)算和條件判斷，循環(huán)控制，數(shù)組，結(jié)構(gòu)體，函數(shù)，指針概念和指針的基本應(yīng)用，以及位運(yùn)算等。因?yàn)楝F(xiàn)在所有理工科都開設(shè)了C語言課程，因此在C語言一章主要是緊密結(jié)合單片機(jī)及其應(yīng)用，講解了變量的存儲區(qū)屬性、位變量的定義、特殊功能寄存器的定義、單片機(jī)中指針的定義及應(yīng)用、C51的輸入/輸出及應(yīng)用、C51函數(shù)的定義、匯編語言與C語言混合編程，以及與單片機(jī)實(shí)際結(jié)合的例題和習(xí)題等。并且介紹了Windows的C語言集成開發(fā)工具Keil C。其內(nèi)容的組織與撰寫有別于其他單片機(jī)書，使讀者在較短的時(shí)間能夠掌握單片機(jī)C語言，并且能夠用C語言編寫單片機(jī)程序。

  五是注重單片機(jī)的應(yīng)用，書中有較多的應(yīng)用例子和習(xí)題，有一些更是來自于實(shí)際應(yīng)用中。

  建議在使用本教材時(shí)，第3章“MCS-51指令系統(tǒng)及匯編程序設(shè)計(jì)”主要講尋址方式和指令，匯編程序設(shè)計(jì)內(nèi)容留給學(xué)生自學(xué)。第4章“單片機(jī)C語言及程序設(shè)計(jì)”中的“C51與匯編語言混合編程”一節(jié)，因?yàn)榛旌暇幊躺婕皡R編程序內(nèi)容較多，比較難，可以留給學(xué)生自學(xué)或全書講完之后再講，其他各節(jié)都是基本內(nèi)容要講。本建議的目的是要以C語言編程為主，要讓學(xué)生盡快掌握C51編程，有了一定的C51編程基礎(chǔ)和混合編程需求后，再講混合編程。

  本書由周國運(yùn)任主編，并且編寫了第2、3、4章，趙天翔編寫了第1、8章，仝選悅編寫了第5、6章，魯慶賓和陳華敏編寫了第7、9章及附錄。

  由于編者水平有限，時(shí)間倉促，錯(cuò)誤和不妥之處定會不少，敬請同行和讀者批評指正。

 

序
前言
第1章  單片機(jī)概述 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 5
1.4  常用單片機(jī)簡介 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  STC89/12系列單片機(jī) 8
1.4.4  常見的其他系列單片機(jī)介紹 9
1.5  單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)方法 11
1.5.1  單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 11
1.5.2  單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)特點(diǎn) 11
1.5.3  單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)工具及環(huán)境 11
1.5.4  單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中芯片的選擇 12
思考題與習(xí)題 12
第2章  MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)與原理 13
2.1  MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及CPU 13
2.1.1  MCS-51單片機(jī)的功能結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 13
2.1.2  MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部原理結(jié)構(gòu) 14
2.1.3  MCS-51單片機(jī)的CPU 14
2.2  MCS-51單片機(jī)的引腳與總線結(jié)構(gòu) 17
2.2.1  MCS-51單片機(jī)的引腳信號及功能 17
2.2.2  MCS-51單片機(jī)外部總線結(jié)構(gòu) 19
2.3  MCS-51單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu) 20
2.3.1  程序存儲器結(jié)構(gòu) 20
2.3.2  片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器結(jié)構(gòu) 22
2.3.3  片外數(shù)據(jù)存儲器結(jié)構(gòu) 25
2.4  MCS-51單片機(jī)的輸入/輸出端口 25
2.4.1  P1口 26
2.4.2  P2口 27
2.4.3  P3口 28
2.4.4  P0口 28
2.4.5  端口負(fù)載能力和接口要求 30
2.5  MCS-51單片機(jī)的時(shí)鐘及CPU時(shí)序 30
2.5.1  時(shí)鐘電路及時(shí)鐘信號 30
2.5.2  CPU時(shí)序 32
2.6  MCS-51單片機(jī)的工作方式 33
2.6.1  復(fù)位方式 33
2.6.2  程序執(zhí)行方式 34
2.6.3  單步執(zhí)行方式 34
2.6.4  節(jié)電工作方式 35
2.6.5  編程和校驗(yàn)方式 36
思考題與習(xí)題 37
第3章  MCS-51指令系統(tǒng)及匯編程序設(shè)計(jì) 38
3.1  匯編語言概述 38
3.1.1  指令和機(jī)器語言 38
3.1.2  匯編語言 38
3.1.3  匯編語言指令格式 39
3.2  MCS-51單片機(jī)尋址方式 40
3.2.1  立即數(shù)尋址 40
3.2.2  寄存器尋址 41
3.2.3  直接尋址 41
3.2.4  寄存器間接尋址 42
3.2.5  變址尋址 43
3.2.6  位尋址 43
3.2.7  指令尋址 44
3.2.8  尋址空間及指令中符號注釋 44
3.3  MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng) 45
3.3.1  數(shù)據(jù)傳送指令 46
3.3.2  算術(shù)運(yùn)算指令 50
3.3.3  邏輯操作指令 52
3.3.4  控制程序轉(zhuǎn)移指令 54
3.3.5  位操作指令 58
3.4  MCS-51單片機(jī)偽指令 60
3.5  匯編語言程序設(shè)計(jì)舉例 62
3.5.1  簡單程序設(shè)計(jì) 62
3.5.2  分支程序設(shè)計(jì) 63
3.5.3  循環(huán)程序設(shè)計(jì) 64
3.5.4  子程序設(shè)計(jì) 65
思考題與習(xí)題 67
第4章  單片機(jī)C語言及程序設(shè)計(jì) 70
4.1  C51概述 70
4.1.1  C語言編程的優(yōu)勢 70
4.1.2  C51與ANSI C的區(qū)別 71
4.1.3  C51擴(kuò)展的關(guān)鍵字 71
4.2  C51數(shù)據(jù)類型及存儲 71
4.2.1  C51的數(shù)據(jù)類型 71
4.2.2  C51數(shù)據(jù)的存儲 73
4.3  C51變量的定義及數(shù)據(jù)存儲區(qū)域 74
4.3.1  C51變量的定義 74
4.3.2  C51變量的存儲類型 74
4.3.3  C51變量的存儲區(qū) 75
4.3.4  C51變量定義舉例 76
4.3.5  C51變量的存儲模式 76
4.3.6  C51變量的絕對定位 77
4.4  C51位變量的定義 77
4.4.1  bit型位變量的定義 77
4.4.2  sbit型位變量的定義 78
4.4.3  bdata型變量的位變量定義 79
4.5  C51特殊功能寄存器的定義 79
4.5.1  8位特殊功能寄存器的定義 79
4.5.2  16位特殊功能寄存器的定義 79
4.6  C51指針的定義 80
4.6.1  通用指針 80
4.6.2  存儲器專用指針 80
4.6.3  指針變換 81
4.6.4  C51指針應(yīng)用 82
4.7  C51的輸入/輸出 84
4.7.1  格式輸出函數(shù)printf 85
4.7.2  格式輸入函數(shù)scanf 85
4.8  C51函數(shù)的定義 87
4.8.1  C51函數(shù)的定義 87
4.8.2  C51中斷函數(shù)的定義 88
4.9  C51與匯編語言混合編程 89
4.9.1  在C51函數(shù)中嵌入?yún)R編程序 89
4.9.2  C51程序與匯編程序混合編程 89
4.10  C51集成開發(fā)軟件Keil C 94
4.10.1  Keil C集成工具簡介 94
4.10.2  Keil C操作界面 95
4.10.3  Keil C的使用 99
4.10.4  項(xiàng)目的運(yùn)行調(diào)試 100
思考題與習(xí)題 103
第5章  單片機(jī)中斷系統(tǒng) 106
5.1  中斷概述 106
5.1.1  微機(jī)的輸入/輸出方式 106
5.1.2  中斷的概念 107
5.2  中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制 108
5.2.1  MCS-51的中斷結(jié)構(gòu) 108
5.2.2  MCS-51的中斷源 108
5.3  中斷響應(yīng)及處理過程 113
5.3.1  中斷響應(yīng) 113
5.3.2  中斷處理和中斷返回 116
5.4  中斷應(yīng)用舉例 116
思考題與習(xí)題 121
第6章  MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 123
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 123
6.1.1  MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu) 123
6.1.2  MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理 124
6.1.3  定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的方式和控制寄存器 125
6.2  定時(shí)器T0與T1 126
6.2.1  模式0 126
6.2.2  模式1 127
6.2.3  模式2 127
6.2.4  模式3 128
6.3  定時(shí)器T2 132
6.3.1  定時(shí)器T2特殊功能寄存器 133
6.3.2  定時(shí)器T2的工作方式 134
6.4  定時(shí)器應(yīng)用舉例 138
6.4.1  定時(shí)器的初始化 138
6.4.2  定時(shí)器應(yīng)用舉例 139
6.4.3  定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用中的注意事項(xiàng) 144
思考題與習(xí)題 145
第7章  MCS-51單片機(jī)串行口 147
7.1  串行通信基礎(chǔ)知識 147
7.1.1  數(shù)據(jù)通信 147
7.1.2  異步通信和同步通信 148
7.1.3  波特率 149
7.1.4  通信方向 149
7.1.5  串行通信接口種類 150
7.2  串行口結(jié)構(gòu)及控制 150
7.2.1  89C52串行口結(jié)構(gòu) 150
7.2.2  與串行口有關(guān)的特殊功能寄存器 151
7.2.3  波特率設(shè)計(jì) 152
7.3  串行口工作方式 155
7.3.1  串行口方式0 155
7.3.2  串行口方式1 156
7.3.3  串行口方式2和方式3 158
7.4  串行口應(yīng)用舉例 159
7.4.1  同步方式應(yīng)用 159
7.4.2  異步方式應(yīng)用 161
7.5  單片機(jī)與PC機(jī)通信的接口電路 165
7.5.1  MAX232芯片簡介 165
7.5.2  PC機(jī)與89C52串行通信的接口電路 167
思考題與習(xí)題 167
第8章  單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展 169
8.1  擴(kuò)展并行三總線 169
8.1.1  片外三總線結(jié)構(gòu) 169
8.1.2  MCS-51系統(tǒng)擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn) 170
8.1.3  總線驅(qū)動(dòng) 171
8.2  擴(kuò)展簡單并行輸入/輸出口 171
8.3  擴(kuò)展并行數(shù)據(jù)存儲器 173
8.3.1  擴(kuò)展存儲器概述 173
8.3.2  數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展 174
8.4  串行擴(kuò)展總線接口技術(shù) 175
8.4.1  常用的串行總線接口簡介 176
8.4.2  I2C總線 177
8.4.3  SPI串行外設(shè)接口總線 184
思考題與習(xí)題 189
第9章  單片機(jī)系統(tǒng)配置及接口 190
9.1  鍵盤接口 190
9.1.1  鍵盤基本問題 190
9.1.2  鍵盤結(jié)構(gòu)及處理程序 192
9.1.3  中斷掃描方式 197
9.2  LED顯示接口 197
9.2.1  LED顯示器結(jié)構(gòu)原理 198
9.2.2  LED顯示器接口及顯示方式 198
9.2.3  LED顯示器與89C52接口及顯示子程序 199
9.3  A/D轉(zhuǎn)換接口 201
9.3.1  多通道串行輸出A/D芯片TLC2543及接口 201
9.3.2  逐次逼近型并行輸出A/D轉(zhuǎn)換器及接口 209
9.3.3  單片機(jī)內(nèi)部集成的A/D轉(zhuǎn)換器 212
9.4  D/A轉(zhuǎn)換接口 214
9.4.1  8位并行D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832接口技術(shù) 214
9.4.2  串行輸入D/A轉(zhuǎn)換器TLC5615接口技術(shù) 217
9.5  開關(guān)器件接口 220
思考題與習(xí)題 223
附錄A  ASCII碼表 224
附錄B  MCS-51指令表 225
附錄C  C51庫函數(shù) 229
參考文獻(xiàn) 237

1. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目教程（C語言版）（第三版） [主編　郭志勇]
2. 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)（C語言版） [周國運(yùn) 魯慶賓 趙天翔 編著]
3. 單片機(jī)實(shí)用技術(shù)項(xiàng)目教程 [主編 周威 熊輝]
4. 單片機(jī)原理及應(yīng)用項(xiàng)目化教程（C語言版） [主編 謝四連　王善偉　李石林]
5. 單片機(jī)控制技術(shù) [李美菊 劉敏 許艷梅]
6. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目教程（C語言版）（第二版） [主編 郭志勇]
7. 單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教程（第二版） [周越 鄭棣]
8. 單片機(jī)應(yīng)用教程 [胡云冰 聶振華]
9. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝與調(diào)試 [主編 田浩鵬]
10. 單片機(jī)原理及應(yīng)用設(shè)計(jì)（第二版） [主編 胡輝 ]
11. 單片機(jī)原理及典型應(yīng)用接口技術(shù) [劉甫 陳健美 編著]
12. 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程（C語言版） [主編 周國運(yùn)]
13. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與訓(xùn)練 [胡輝 主編]
14. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目教程（C語言版） [郭志勇]
15. 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [主 編 李英順]
16. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) [周越 主編]
17. 16位單片機(jī)及語音嵌入式系統(tǒng) [趙定遠(yuǎn) 馬洪江 主編]
18. 單片機(jī)原理及應(yīng)用設(shè)計(jì) [胡輝 主編]
19. 單片機(jī)原理與應(yīng)用 [金龍國 主編]
20. 單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù) [秦實(shí)宏 周龍 肖忠 等編著]
21. 單片機(jī)接口技術(shù)（C51版） [張道德 編著]
22. 單片機(jī)原理及基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) [蔡方凱 主編]
23. 單片機(jī)原理與應(yīng)用 [胡輝 主編]
24. 單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教程 [周越 等編著]
25. 單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [李云鋼 等編著]
26. 計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程 [張志勇 戴金波 主編]