本书系统地介绍了MCS51系列单片机的结构、指令系统、程式设计、中断系统、定时器/计数器、串列口、系统扩展及实用I/O接口技术等基本原理及初步套用；还介绍了基于单片机的嵌入式系统开发流程；重点介绍了几种常用单片机开发套用软体(Keil、AltiumDesigner、Proteus)，以利于读者边学习边实践；而且，对目前常用的几种单片机进行了简单介绍。

本书含有丰富的实例详解及习题，特别适合作为大中专院校单片机原理及套用课程的教材，还可作为单片机爱好者的自学用书，也可作为单片机套用开发技术人员、智慧型仪表开发技术人员及研究生的设计参考用书。

本书第1版出版以来，受到了广大读者的好评。通过第1版的教学实践，第2版做了如下修订：①配套有高质量的PPT课件、习题答案、套用实例的源程式，读者可通过扫描书上印的二维码从网上下载；②增加一节C51语言内容介绍，引导读者用C语言编程；③增加计算机中数的表示方法介绍；④增加一章常用单片机简介及套用举例，使读者了解单片机的最新发展，引导读者在实际套用中採用最适合的、性价比最高的单片机；⑤在单片机开发流程一章中，增加KeilC51软体套用简介；⑥在套用实例中加入由作者课题组最新承担的实际工程套用课题实例。

全书共15章。第1章概述了单片机的有关基础知识，介绍了计算机数的表示方法。第2章介绍了MCS51系列单片机的内部结构、时序及单片机的最小系统。第3章介绍了MCS51系列单片机的指令系统，每一类型指令系统介绍结束后都有实例解析,帮助学生加深对51系列单片机程式指令的理解；同时介绍了单片机C语言结构与编程方法。第4章通过实例介绍了单片机彙编语言程式设计的流程和方法。第5~7章分别介绍了单片机中断系统、定时器/计数器及串列口的结构与工作原理，在介绍中断系统、定时器/计数器以及串列口的章节后，都有非常简单、实用、完整的实例解析。详细解析电路原理图的设计、程式的编写以及仿真软体的套用。学生可以实际操作一遍，就相当于完成了一个完整的工程实际设计的仿真调试，从而了解单片机实际开发流程。第8章通过实例介绍了单片机系统扩展及实用接口技术。第9章系统地介绍了单片机开发流程，并简单明了地介绍了Keil、Proteus、AltiumDesigner等单片机系统常用设计和调试软体工具的使用和调试方法。第10章向读者推荐了几个常用单片机系列，并通过非常简单的实例解释其套用方法。第11~15章介绍了5个完整的工程实例。

本书前几章的实例是非常简单的LED或数码管驱动电路和程式，后几章的实例是为学有余力的学生準备的。学生们可以用仿真软体Keil检查自己的作业，也可以对书中介绍的实例进行仿真调试。Protues软体可以对书中介绍的实例或学生自己的小设计进行软、硬体综合仿真。书中的实例多选用AT89C51或AT89S51，这两种单片机都是MCS51系列兼容机，引脚和指令系统完全兼容，因内部有Flash存储器而得到广泛套用。

本书内容丰富，深入浅出，适合作为单片机原理及套用课程的教材，也可以帮助自学者解决在设计和套用单片机时所遇到的实际问题。

本书主要由张元良(大连理工大学)、吕艳(大连工业大学)、周志民(大连测控技术研究所)、李涛(大连理工大学)、刘淑杰(大连理工大学)、刘伟嵬(大连理工大学)等编写，参加编写工作的还有刘全利、李乾坤、沈毅鸿、王若飞、勾万强、王金龙、张浩、郭俊飞、何希平、关泽明、张敏、赵清晨、姜辉、李瑞品等，在此表示感谢！

限于作者的水平和经验，书中难免存在错误和不足之处，欢迎广大读者给予指正

作者

2016年6月

第1章微型计算机基础知识

1.1微型计算机的组成

1.2计算机中数据的表示方法

1.2.1进位计数制

1.2.2数制间的相互转换

1.2.3二进制数的运算

1.2.4数值数据的表示

1.2.5非数值数据的表示

1.3单片机概述

1.3.1单片机的基本结构

1.3.2单片机的发展

1.3.3单片机的特点及套用

习题

第2章MCS51系列单片机的硬体结构

2.1单片机的内部结构

2.1.1内部结构框图

2.1.2引脚与功能

2.2单片机的存储器结构

2.2.1程式存储器

2.2.2数据存储器

2.2.3特殊功能暂存器

2.3单片机的并行I/O口

2.3.1I/O口的特点

2.3.2I/O口的内部结构

2.3.3I/O口的功能

2.3.4I/O口的负载能力

2.4单片机的时钟与时序

2.4.1时钟电路

2.4.2CPU时序

2.5单片机的复位

2.6单片机最小系统

习题

第3章MCS51系列单片机的指令系统

3.1指令系统简介

3.1.1指令格式

3.1.2指令分类

3.2单片机定址方式及实例解析

3.2.1直接定址

3.2.2立即定址

3.2.3暂存器定址

3.2.4暂存器间接定址

3.2.5变址定址

3.2.6相对定址

3.2.7位定址

3.3单片机指令系统及实例解析

3.3.1数据传送指令

3.3.2算术指令

3.3.3逻辑指令

3.3.4转移指令

3.3.5位操作指令

3.3.6伪指令

3.4MCS51单片机C51语言

3.4.1C51语言概述

3.4.2C51语言的程式结构、数据与存储类型

3.4.3C51语言的头档案与库函式

3.4.4C51语言中绝对地址的访问

3.4.5C51语言编程方法

习题

第4章彙编语言程式设计

4.1彙编语言源程式彙编

4.2程式设计的基本步骤

4.3顺序程式的设计

4.4分支程式设计

4.4.1单分支程式

4.4.2多分支程式

4.5循环程式设计

4.5.1单循环

4.5.2多重循环

4.5.3按条件转移控制的循环

4.6查表程式设计

4.7子程式设计和调用

4.8套用控制流程设计

习题

第5章MCS51系列单片机的中断系统

5.1中断的概念

5.2中断源

5.3中断控制暂存器

5.4中断的优先权

5.5中断的回响

5.6由中断模组程式认知中断处理过程

5.6.1外部中断模组代码

5.6.2定时器中断模组代码

5.7通过实例掌握外部中断

习题

第6章MCS51系列单片机的定时器/计数器

6.1定时器/计数器的结构

6.1.1计数功能

6.1.2定时功能

6.2定时器/计数器的相关暂存器

6.2.1定时器/计数器的方式暂存器TMOD

6.2.2定时器/计数器的控制暂存器TCON

6.2.3中断允许暂存器IE

6.2.4中断优先权暂存器IP

6.3定时器/计数器的工作方式

6.4定时器/计数器的知识扩展

6.4.1定时器的溢出同步问题

6.4.2运行中读取定时器/计数器

6.4.3由定时器/计数器模组程式认知定时器/计数器处理过程

6.5通过实例掌握定时器(例程：定时器与LED)

6.5.1採用中断处理方式的程式

6.5.2採用查询方式处理的程式

6.6通过实例掌握计数器(例程：计数器与LED)

习题

第7章MCS51系列单片机的串列口

7.1串列通信的概念

7.2MCS51系列单片机串列口的结构

7.2.1串列口的结构

7.2.2串列口控制暂存器

7.2.3串列口的工作方式

7.2.4串列通信的波特率

7.3串列口通信

7.3.1双机通信

7.3.2多机通信

7.4通过实例掌握串列口通信(例程：PC控制数码管)

7.4.1硬体设计

7.4.2软体设计

7.4.3PC与单片机串列通信的实现

习题

第8章MCS51系列单片机系统扩展及实用I/O接口技术

8.1常用缓冲/驱动接口晶片介绍

8.1.1SN7407缓冲/驱动晶片

8.1.2达林顿电晶体阵列ULN2003A

8.1.3光电耦合器

8.1.4串列通信接口RS485

8.2开关量输入接口设计

8.2.1键盘接口

8.2.24×4矩阵键盘扫描实例

8.2.3继电器输入接口

8.2.4行程开关输入接口

8.2.5光电编码器输入接口

8.3开关量输出接口设计

8.3.1蜂鸣器输出接口

8.3.2继电器输出接口

8.3.3固态继电器输出接口

8.4液晶显示模组接口设计

8.4.1LCD的基本结构与驱动原理

8.4.2段式LCD

8.4.3点阵LCD

8.5常用A/D转换接口设计

8.5.1TLC2543与单片机接口实例

8.5.2ADC0832与单片机接口实例

8.5.3A/D转换器(TLC2543)套用实例

8.6常用D/A转换接口设计

8.6.1TLC5618与单片机接口实例

8.6.2MAX518与单片机接口实例

习题

第9章MCS51系列单片机开发流程

9.1总体方案设计

9.1.1系统功能要求

9.1.2硬体总体方案

9.1.3软体总体方案

9.2硬体和软体细分设计

9.2.1硬体设计

9.2.2软体设计及调试

9.3系统的仿真与调试

9.3.1Keil软体简介

9.3.2利用Keil进行程式调试

9.3.3Proteus软体使用简介

9.3.4利用Proteus绘製电路原理图

9.3.5在Proteus中调试程式

9.3.6AltiumDesigner简介

9.3.7利用AltiumDesigner设计电路板

9.4系统调试

9.4.1单片机套用系统的一般调试方法

9.4.2数码管显示系统调试

第10章常用单片机简介及套用举例

10.1STC15系列单片机

10.1.1STC15系列单片机简介

10.1.2STC15W4K32S4套用举例

10.2AVR系列单片机

10.2.1AVR系列单片机简介

10.2.2ATmega64单片机套用举例

10.3MSP430系列单片机

10.3.1MSP430系列单片机简介

10.3.2MSP430F149单片机套用举例

10.4KinetisK60系列单片机

10.4.1KinetisK60系列单片机简介

10.4.2MK60DN512ZVLQ10单片机套用举例

10.5STM32系列单片机

10.5.1STM32系列单片机简介

10.5.2STM32F103VET6单片机套用举例

第11章数字电子钟设计实例

11.1设计要求

11.2硬体设计

11.2.1按键电路设计

11.2.2时钟晶片DS1302的性能特点和工作原理

11.2.3时钟晶片DS1302与单片机的连线

11.2.4总体电路原理图

11.3软体设计

11.3.1显示子程式流程图

11.3.2显示子程式的代码

11.3.3主函式程式流程图

11.3.4总的彙编语言源程式代码

第12章LED阵列动态显示设计实例

12.1设计要求

12.2硬体设计

12.2.174HC595简介

12.2.2点阵LED简介

12.2.3总体电路原理图

12.3软体设计

12.3.1程式流程图

12.3.2源程式代码

第13章数字温度计设计实例

13.1设计要求

13.2硬体设计

13.2.1温度晶片DS18B20简介

13.2.2一线式汇流排的概念

13.2.3总体电路原理图

13.3软体设计

13.3.1DS18B20子程式流程图

13.3.2DS18B20子程式代码

13.3.3数码管串列方式显示子程式流程图

13.3.4数码管串列方式显示子程式代码

13.3.5主程式流程图

13.3.6整体源程式代码

第14章小型直流电动机驱动设计实例

14.1设计要求

14.2硬体设计

14.2.1L298N双H桥电动机驱动晶片

14.2.2L298N与单片机接口设计

14.2.3总体电路原理图

14.3软体设计

14.3.1单片机产生脉宽调製信号

14.3.2源程式代码

第15章步进电机驱动设计实例

15.1设计要求

15.2硬体设计

15.2.1步进电机概述

15.2.2TA8435步进电机专用驱动晶片

15.2.3TA8435细分驱动原理

15.2.4总体电路原理图

15.3软体设计

15.3.1程式流程图

15.3.2源程式代码

附录AASCII码字元表(常规字元集)

附录BMCS51系列单片机彙编指令表

参考文献