本书是高等院校规划教材之一。参加本书编写的人员均为长期从事单片机技术教学的一线教师，具有丰富的教学经验。本书以编者多年来从事单片机课程教学和应用系统开发的经验与体会为基础，并参阅大量的同类书籍编写而成。

本书以51系列单片机作为主线来进行单片机介绍。在详细介绍51系列单片机的结构、工作原理、指令系统、接口电路、单片机各功能部件的组成及应用和开发等内容的基础上，以大量的典型电路及应用实例，侧重于介绍单片机的外部特性和单片机应用与开发的基本方法和技巧。大量的实例简单易懂，适应性强，软、硬件齐全，使读者能够在软件和硬件两个方面相结合的基础上更加深入地掌握其技术，以达到举一反三的目的，为掌握51硬软件使用的技巧、单片机的开发和应用以及学习其他单片机打下坚实的基础。

依据高等院校单片机课程教学内容的基本要求和实际需要编写了本书。以51系列单片机为主要对象，从系统组成和工程实践的角度出发，详细介绍了51系列单片机的结构、指令系统、程序设计、系统扩展以及单片机各功能部件的组成，并对应用系统设计、开发、调试以及开发工具的使用作了较深入的讨论。主要内容包括单片机基础知识、单片机的基本结构及工作原理、单片机指令系统、汇编语言程序设计、定时器/计数器原理及应用、中断系统、单片机串行接口及应用、单片机系统扩展技术、单片机与键盘显示接口技术、A／D及D／A转换器的接口技术、单片机应用系统设计技术和C51 语言应用基础，共1２章。书中给出了大量的例题和习题，书后给出了附录，以便于学生自学。

本书适合普通高等院校本专科电子、电气、信息技术及自动化等专业作为“单片机原理与应用”课程教材使用，也适合高职高专相关专业作为教材以及工程技术人员作为技术参考书使用。

第1章 单片机基础知识1

 1.1 微型机概述1

1.1.1 微处理器和微型计算机1

1.1.2 微型计算机系统MCS(Micro Computer System)2

1.1.3 计算机中数值的表示3

1.1.4 非数值数据信息的表示6

 1.2 单片机和单片机系统9

1.2.1 单片机的基本概念9

1.2.2 单片机的基本结构9

1.2.3 单片机的特点10

1.2.4 单片机应用系统10

 1.3 单片机技术的发展和应用11

1.3.1 单片机的产生与发展过程12

1.3.2 单片机技术的发展方向14

1.3.3 单片机的应用领域17

 1.4 单片机的分类19

1.4.1 4位单片机19

1.4.2 8 位单片机20

1.4.3 16位单片机21

1.4.4 32位单片机21

1.4.5 模糊单片机22

 1.5 典型单片机产品介绍22

1.5.1 Intel公司的MCS51系列单片机23

1.5.2 AT89系列单片机24

1.5.3 学习51系列单片机的原因及单片机系统的开发介绍27

 思考与练习27

第2章 51单片机的基本结构及工作原理29

 2.1 51单片机的内部结构和信号引脚29

2.1.1 51单片机内部组成29

2.1.2 51的CPU结构31

2.1.3 MCS51单片机引脚及功能32

 2.2 51单片机的定时控制部件与时序34

2.2.1 振荡器和时钟电路34

2.2.2 CPU的时序36

2.2.3 单片机的工作过程38

 2.3 51单片机的并行输入／输出端口39

2.3.1 I／O端口的结构39

2.3.2 I／O端口的功能40

2.3.3 I／O端口的负载能力和接口要求42

 2.4 51单片机的存储器结构及寄存器43

2.4.1 51单片机存储器的分类及配置43

2.4.2 程序存储器44

2.4.3 数据存储器45

2.4.4 专用功能寄存器SFR47

 2.5 51单片机的工作方式51

2.5.1 单片机复位方式52

2.5.2 掉电操作方式54

2.5.3 CHMOS低功耗工作方式55

 2.6 51单片机的最小应用系统56

 思考与练习58

第3章 MCS51系列单片机指令系统60

 3.1 指令系统概述60

3.1.1 指令的表达形式60

3.1.2 指令格式61

 3.2 MCS51单片机的寻址方式 62

3.2.1 立即寻址62

3.2.2 直接寻址63

3.2.3 寄存器寻址63

3.2.4 寄存器间接寻址64

3.2.5 变址寻址64

3.2.6 相对寻址65

3.2.7 位寻址66

 3.3 常用指令系统及应用举例67

3.3.1 指令的符号说明67

3.3.2 数据传送类指令68

3.3.3 算术运算类指令75

3.3.4 逻辑运算类指令82

3.3.5 位操作类指令86

3.3.6 控制转移类指令89

3.3.7 伪指令94

 思考与练习97

第4章 汇编语言程序设计100

 4.1 计算机程序设计语言概述100

 4.2 汇编程序设计方法101

 4.3 顺序结构程序设计103

 4.4 分支程序设计104

 4.5 循环程序设计110

 4.6 子程序115

 思考与练习120

第5章 定时器/计数器原理及应用121

 5.1 定时器/计数器的结构和工作原理121

5.1.1 单片机定时器/计数器的结构121

5.1.2 定时器/计数器工作原理122

 5.2 定时器/计数器的控制123

 5.3 定时器/计数器的工作方式126

 5.4 定时器/计数器的编程和应用131

 思考 与练习132

第6章 中断系统134

 6.1 中断系统概述134

 6.2 MCS51单片机的中断系统135

 6.3 MCS51单片机中断控制137

6.3.1 中断请求标志寄存器137

6.3.2 中断开放和屏蔽138

6.3.3 中断优先级设定138

6.3.4 中断管理139

6.3.5 中断处理过程140

 6.4 外部中断扩充方法142

6.4.1 利用定时器扩充外部中断源法142

6.4.2 中断和查询结合法143

6.4.3 矢量中断扩充法144

 6.5 中断系统的应用举例147

 思考与练习150

第7章 51单片机串行接口及应用151

 7.1 串行通信概述151

7.1.1 串行通信的分类152

7.1.2 串行通信的制式154

7.1.3 信号的调制和解调155

7.1.4 串行通信的接口电路155

 7.2 串行通信总线标准及其接口155

7.2.1 RS232C接口156

7.2.2 RS449、RS422A、RS423A标准接口157

7.2.3 20 mA电流环路串行接口159

 7.3 51单片机的串行接口160

7.3.1 串行接口的结构160

7.3.2 串行接口的工作方式163

7.3.3 各种方式波特率的设置168

 7.4 单片机串行接口的应用169

7.4.1 方式0的I/O端口扩展应用169

7.4.2 串行接口在双机通信中的应用170

7.4.3 串行接口在多机通信中的应用175

7.4.4 单片机和PC机之间的通信176

 思考与练习180

第8章 51单片机系统扩展技术181

 8.1 51单片机系统扩展概述181

8.1.1 系统总线及其结构181

8.1.2 MCS51系列单片机的扩展规则183

8.1.3 MCS51系列单片机扩展时的地址译码方法183

8.1.4 常用的扩展器件186

8.1.5 半导体存储器简介189

 8.2 51单片机程序存储器的扩展技术191

8.2.1 访问外部程序存储器的时序192

8.2.2 EPROM程序存储器的扩展193

8.2.3 E2PROM程序存储器的扩展201

 8.3 51单片机数据存储器的扩展技术207

8.3.1 典型SRAM介绍208

8.3.2 片外数据存储器单元的访问指令及扩展时的读、写操作时序209

8.3.3 数据存储器的扩展方法211

8.3.4 存储器综合扩展214

 8.4 51单片机I/O端口的扩展技术216

8.4.1 I／O端口的扩展概述216

8.4.2 简单的I／O端口扩展217

8.4.3 并行I／O接口8255A的扩展219

8.4.4 并行I/O接口RAM 8155的扩展226

 思考与练习236

第9章 单片机与键盘显示接口技术238

 9.1 键盘接口技术238

9.1.1 键盘工作原理238

9.1.2 独立式按键241

9.1.3 矩阵式键盘242

 9.2 显示接口技术249

9.2.1 LED接口技术249

9.2.2 LCD接口技术259

9.2.3 LED大屏幕显示技术263

 思考与练习266

第10章 A/D及D/A转换器的接口技术267

 10.1 A／D转换器的接口技术267

10.1.1 A／D转换器概述267

10.1.2 ADC0809的接口及应用268

10.1.3 AD574A接口及应用271

10.1.4 MCl4433接口及应用274

 10.2 D/A转换器的接口技术276

10.2.1 D／A转换器概述276

10.2.2 DAC0832的接口及应用277

 思考与练习282

第11章 单片机应用系统设计技术283

 11.1 单片机应用系统设计的基本原则283

 11.2 单片机应用系统设计的一般过程284

11.2.1 确定任务284

11.2.2 总体设计285

11.2.3 硬件设计286

11.2.4 软件设计 289

11.2.5 单片机应用系统的调试290

11.2.6 程序固化292

 11.3 模块化软件设计292

11.3.1 模块化结构的基本组成292

11.3.2 各模块数据缓冲区的建立293

11.3.3 模块化程序设计方法294

11.3.4 系统监控程序设计295

 11.4 单片机开发系统296

11.4.1 单片机开发系统的类型和组成296

11.4.2 单片机开发系统的功能297

11.4.3 开发软件简介300

 11.5 单片机应用系统设计举例301

11.5.1 音乐门铃的设计301

11.5.2 数据采集与显示电路的设计308

 11.6 单片机应用系统的抗干扰技术314

11.6.1干扰及其危害314

11.6.2 硬件抗干扰措施315

11.6.3 软件抗干扰措施318

 思考与练习321

第12章 C51语言应用基础322

 12.1 C51程序设计基础及Keil C51编译器的使用322

12.1.1 Keil C51对标准C语言的扩展322

12.1.2 C51的数据类型322

12.1.3 存储器类型及存储区323

12.1.4 C51对51单片机特殊功能寄存器(SFR)的定义325

12.1.5 Keil C51函数326

12.1.6 绝对地址访问327

12.1.7 Keil C51与汇编的接口327

12.1.8 几类重要库函数简介327

12.1.9 一个简单的C51例子328

 12.2 Keil μVision2集成开发编程环境328

 12.3 C语言编程的应用332

12.3.1 读写I/O端口C语言编程的应用332

12.3.2 中断系统C语言编程的应用334

12.3.3 定时器/计数器C语言编程的应用 335

12.3.4 串行接口通信C语言编程的应用337

12.3.5 访问外部数据存储器C语言编程的应用 340

 思考与练习341

附录A 常用集成芯片型号342

附录B MCS51指令表346

附录C 常用实验程序350

参考文献363