本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材再版教材和国家精品课程主讲教材。详细介绍美国ATMEL公司的AT89S51单片机的片内硬体资源及工作原理，採用C51语言编程，并以虚拟仿真平台Proteus作为设计与开发工具，还简要介绍了Keil μVision 3的使用方法。
基本介绍
- 书名：单片机原理与套用设计（C51编程+Proteus仿真）（第2版）
- 作者：张毅刚
- ISBN：9787121263071
- 出版社：电子工业出版社
- 出版时间：2015-06-01
图书内容
本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材再版教材和国家精品课程主讲教材。详细介绍美国ATMEL公司的AT89S51单片机的片内硬体资源及工作原理，採用C51语言编程，并以虚拟仿真平台Proteus作为设计与开发工具，还简要介绍了Keil μVision 3的使用方法。
从套用角度出发，重点介绍单片机套用的各种技术实现，如信息的显示与输入、中断、定时/计数、串列通信、模/数与数/模转换、系统的并行/串列扩展、套用系统设计等，书中给出较多虚拟仿真设计案例，并在附录A提供实验和课程设计题目。本书还为任课老师提供电子课件和习题参考答案。
目录
第1章 单片机概述 1
1.1 单片机简介 1
1.2 单片机的发展历史 1
1.3 单片机的特点 2
1.4 单片机的套用领域 3
1.5 单片机的发展趋势 3
1.6 MCS-51系列与AT89S5x系列单片机 4
1.6.1 MCS-51系列单片机 5
1.6.2 AT89S5x系列单片机 5
1.7 各种衍生品种的8051单片机 7
1.7.1 STC系列单片机 7
1.7.2 C8051Fxxx单片机 8
1.7.3 ADC812单片机 8
1.7.4 华邦W77系列、W78系列单片机 9
1.8 PIC系列单片机与AVR系列单片机 9
1.8.1 PIC系列单片机 9
1.8.2 AVR系列单片机 10
1.9 其他嵌入式处理器简介 11
1.9.1 嵌入式DSP处理器 11
1.9.2 嵌入式微处理器 11
思考题及习题1 12
第2章 AT89S51单片机的片内硬体结构 13
2.1 AT89S51单片机的硬体组成 13
2.2 AT89S51的引脚功能 14
2.2.1 电源及时钟引脚 15
2.2.2 控制引脚 15
2.2.3 并行I/O口引脚 16
2.3 AT89S51的CPU 17
2.3.1 运算器 17
2.3.2 控制器 18
2.4 AT89S51单片机存储器的结构 18
2.4.1 程式存储器空间 19
2.4.2 数据存储器空间 20
2.4.3 特殊功能暂存器 20
2.4.4 位地址空间 23
2.5 AT89S51单片机的并行I/O连线埠 24
2.5.1 P0口 24
2.5.2 P1口 26
2.5.3 P2口 26
2.5.4 P3口 27
2.6 时钟电路与时序 28
2.6.1 时钟电路设计 28
2.6.2 机器周期、指令周期与指令时序 29
2.7 复位操作和复位电路 30
2.7.1 复位操作 30
2.7.2 复位电路设计 30
2.8 看门狗定时器（WDT）的使用 31
2.9 低功耗节电模式 32
2.9.1 空闲模式 33
2.9.2 掉电运行模式 33
2.9.3 掉电模式和空闲模式下的WDT 33
思考题及习题2 34
第3章 C51语言编程基础与Keil Vision3开发平台 36
3.1 C51程式语言概述 36
3.1.1 C51语言与8051彙编语言的比较 36
3.1.2 C51语言与标準C语言的比较 36
3.2 C51语言程式设计基础 37
3.2.1 C51语言中的数据类型与存储类型 37
3.2.2 C51语言的特殊功能暂存器及位变数定义 41
3.2.3 C51语言的绝对地址访问 43
3.2.4 C51语言的基本运算 45
3.2.5 C51语言的分支与循环程式结构 47
3.2.6 C51语言的数组 53
3.2.7 C51语言的指针 55
3.3 C51语言的函式 55
3.3.1 函式的分类 56
3.3.2 函式的参数与返回值 57
3.3.3 函式的调用 57
3.3.4 中断服务函式 58
3.3.5 变数及存储方式 59
3.3.6 宏定义与档案包含 59
3.3.7 库函式 60
3.4 Keil Vision3环境下的C51语言程式开发 60
3.4.1 KeilVision3的基本操作 60
3.4.2 添加用户源程式档案 62
3.4.3 程式的编译与调试 64
3.4.4 工程的设定 66
思考题及习题3 68
第4章 虚拟仿真平台Proteus的使用 69
4.1 Proteus功能概述 69
4.2 Proteus ISIS的虚拟仿真 70
4.3 Proteus ISIS环境简介 71
4.3.1 ISIS各视窗简介 71
4.3.2 主选单栏 72
4.3.3 主工具列 75
4.3.4 工具箱 75
4.3.5 仿真工具列 77
4.3.6 元件列表 77
4.3.7 预览视窗 77
4.3.8 原理图编辑视窗 78
4.4 Proteus ISIS的编辑环境设定 78
4.4.1 选择模板 78
4.4.2 选择图纸 79
4.4.3 设定文本编辑器 79
4.4.4 格线开关与格点间距设定 79
4.5 Proteus ISIS的系统运行环境设定 79
4.6 单片机系统的原理电路设计与虚拟仿真 80
4.6.1 原理电路设计与虚拟仿真的步骤 80
4.6.2 新建或打开一个设计档案 81
4.6.3 选择需要的元件到元件列表 82
4.6.3 选择需要的元件到元件列表 82
4.6.4 放置元件并连线电路 83
4.6.5 载入目标代码档案、设定时钟频率及仿真运行 87
4.7 Proteus的各种虚拟仿真调试工具 88
4.7.1 虚拟信号源 88
4.7.2 虚拟仪器 93
4.7.3 虚拟仪器的图表仿真 102
4.7.4 诊断模式的设定 105
4.7.5 硬体断点的设定 105
第5章 单片机开关检测、键盘输入与显示接口设计 108
5.1 单片机控制发光二极体显示 108
5.1.1 单片机与发光二极体的连线 108
5.1.2 I/O连线埠的编程控制 109
5.2 开关状态检测 112
5.2.1 开关检测实例1 112
5.2.2 开关检测实例2 113
5.3 单片机控制LED数码管的显示 114
5.3.1 LED数码管的显示原理 114
5.3.2 LED数码管的静态显示与动态显示 116
5.4 单片机控制LED点阵显示器显示 119
5.4.1 LED点阵显示器的结构与显示原理 120
5.4.2 控制16×16 LED点阵显示屏的实例 121
5.5 单片机控制LCD 1602液晶显示器的显示 123
5.5.1 LCD 1602液晶显示模组简介 123
5.5.2 单片机控制字元型LCD 1602显示实例 129
5.5 键盘接口设计 132
5.5.1 键盘接口设计需解决的问题 132
5.5.2 独立式键盘接口设计实例 133
5.5.3 矩阵式键盘的接口设计实例 140
5.5.4 非编码键盘扫描方式的选择 143
5.5.5 单片机与专用键盘/显示器晶片HD7279A的接口设计 143
思考题及习题5 153
第6章 中断系统的工作原理及套用 155
6.1 AT89S51中断技术概述 155
6.2 AT89S51中断系统结构 155
6.2.1 中断请求源 155
6.2.2 中断请求标誌暂存器 156
6.3 中断允许与中断优先权的控制 157
6.3.1 中断允许暂存器IE 157
6.3.2 中断优先权暂存器IP 158
6.4 回响中断请求的条件 159
6.5 外部中断的回响时间 160
6.6 外部中断的触发方式选择 160
6.6.1 电平触发方式 160
6.6.2 跳沿触发方式 161
6.7 中断请求的撤销 161
6.8 中断函式 162
6.9 中断系统套用举例 163
6.9.1 单一外中断的套用 163
6.9.2 两个外中断的套用 164
6.9.3 中断嵌套的套用 166
思考题及习题6 167
第7章 定时器/计数器的工作原理及套用 168
7.1 定时器/计数器的结构 168
7.1.1 工作方式控制暂存器TMOD 168
7.1.2 定时器/计数器控制暂存器TCON 169
7.2 定时器/计数器的4种工作方式 169
7.2.1 方式0 169
7.2.2 方式1 170
7.2.3 方式2 171
7.2.4 方式3 171
7.3 对外部输入的计数信号的要求 173
7.4 定时器/计数器的编程和套用 173
7.4.1 用P1口控制8只LED每0.5s闪亮一次 173
7.4.2 计数器的套用 174
7.4.3 控制P1.0引脚产生周期为2ms的方波 176
7.4.4 利用T1控制发出1kHz的音频信号 177
7.4.5 LED数码管秒表的製作 179
7.4.6 测量脉冲宽度——门控位GATEx的套用 181
7.4.7 LCD时钟的设计 183
思考题及习题7 185
第8章 串列口的工作原理及套用 187
8.1 串列口的结构 187
8.1.1 串列口控制暂存器SCON 187
8.1.2 特殊功能暂存器PCON 188
8.2 串列口的4种工作方式 189
8.2.1 方式0 189
8.2.2 方式1 193
8.2.3 方式2 194
8.2.4 方式3 195
8.3 多机通信 195
8.4 波特率的制定方法 197
8.4.1 波特率的定义 197
8.4.2 计算定时器T1产生的波特率 197
8.5 串列口套用设计实例 198
8.5.1 串列通信标準接口RS-232C、RS-422A与RS-485简介 199
8.5.2 方式1的套用设计实例 201
8.5.3 方式2和方式3的套用设计 208
8.5.4 多机通信的套用设计实例 210
8.5.5 单片机与PC机串列通信的设计实例 216
8.5.6 PC机与单片机或与多个单片机的串列通信 220
思考题及习题8 221
第9章 单片机系统的并行扩展 223
9.1 系统并行扩展技术 223
9.1.1 系统并行扩展结构 223
9.1.2 地址空间分配 224
9.1.3 外部地址锁存器 226
9.2 外部数据存储器的并行扩展 228
9.2.1 常用的静态RAM（SRAM）晶片 228
9.2.2 读/写片外RAM的操作时序 229
9.2.3 并行扩展数据存储器的设计 230
9.2.4 单片机外扩数据存储器RAM 6264的设计实例 232
9.3 片内Flash存储器的编程 233
9.3.1 使用通用编程器写入程式 234
9.3.2 使用下载线的ISP编程 234
9.4 E2PROM的并行扩展 235
9.4.1 并行E2PROM晶片简介 235
9.4.2 AT89S51单片机扩展E2PROM 2864A晶片的设计 236
9.5 AT89S51单片机扩展并行I/O接口晶片82C55的设计 237
9.5.1 I/O接口扩展概述 237
9.5.2 并行I/O接口晶片82C55简介 238
9.5.3 82C55的3种工作方式 241
9.5.4 AT89S51单片机与82C55的接口设计 245
9.6 利用74LSTTL电路扩展并行I/O接口设计实例 247
9.7 用AT89S51单片机的串列口扩展并行输入/输出接口设计实例 248
9.7.1 用74LS165扩展并行输入接口实例 248
9.7.2 用74LS164扩展并行输出接口实例 249
思考题及习题9 250
第10章 AT89S51单片机系统的串列扩展 252
10.1 单汇流排串列扩展 252
10.1.1 单汇流排扩展的典型套用——DS18B20的温度测量系统 252
10.1.2 设计实例——单汇流排DS18B20温度测量系统 255
10.2 SPI汇流排串列扩展 258
10.3 I2C汇流排的串列扩展 259
10.3.1 I2C串列汇流排系统的基本结构 259
10.3.2 I2C汇流排的数据传送规定 260
10.3.3 AT89S51单片机的I2C汇流排扩展系统 262
10.3.4 I2C汇流排数据传送的模拟 263
10.3.5 利用I2C汇流排扩展E2PROM AT24C02的IC卡设计实例 266
思考题及习题10 272
第11章 AT89S51单片机与DAC、ADC的接口 273
11.1 单片机扩展DAC概述 273
11.2 单片机扩展并行8位DAC0832晶片的设计 274
11.2.1 DAC0832晶片简介 274
11.2.2 设计实例1——单片机扩展DAC0832的程控电压源 275
11.2.3 设计实例2——波形发生器的製作 276
11.3 单片机扩展串列10位DAC-TLC5615 281
11.3.1 串列DAC-TLC5615简介 281
11.3.2 设计实例——单片机扩展串列DAC-TLC5615的设计 282
11.4 单片机扩展ADC概述 284
11.5 单片机并行扩展8位A/D转换器ADC0809 286
11.5.1 设计实例——单片机控制ADC0809进行A/D转换 287
11.5.2 设计实例——两路输入的数字电压表的设计 288
11.6 单片机扩展串列8位A/D转换器TLC549 291
11.6.1 TLC549晶片的特性及工作原理 292
11.6.2 设计实例——单片机扩展TLC549的设计 293
11.7 单片机扩展串列12位ADC-TLC2543的设计 295
11.7.1 TLC2543晶片的特性及工作原理 295
11.7.2 设计实例——单片机扩展TLC2543的设计 297
思考题及习题11 299
第12章 AT89S51单片机的套用系统设计 301
12.1 单片机套用系统的设计步骤 301
12.2 单片机套用系统设计应当考虑的问题 302
12.2.1 硬体设计应考虑的问题 302
12.2.2 典型的单片机套用系统组成 303
12.2.3 系统设计中的汇流排驱动 304
12.2.4 AT89S51单片机的最小套用系统 305
12.3 单片机套用系统的仿真开发与调试 306
12.4 单片机套用系统设计实例 309
12.4.1 设计实例1——单片机控制步进电机的设计 309
12.4.2 设计实例2——单片机控制直流电机的设计 311
12.4.3 设计实例3——频率计的製作 313
12.4.4 设计实例4——模拟电话拨号的设计 316
12.4.5 设计实例5——8位竞赛抢答器设计 321
12.4.6 设计实例6——基于时钟/日曆晶片DS1302的电子钟设计 326
思考题及习题12 332
附录A 实验与课程设计题目 333
题目1 单片机I/O口实验——LED流水灯 333
题目2 单个外部中断实验 333
题目3 中断嵌套实验 334
题目4 定时器/计数器的定时实验 334
题目5 定时器/计数器的计数实验 335
题目6 串列口方式0扩展并行输出口实验 335
题目7 串列口方式0扩展并行输入口实验 335
题目8 双单片机串列通信 336
题目9 单片机与PC之间串列通信实验 336
题目10 扩展82C55并行I/O接口实验 337
题目11 独立式键盘实验 337
题目12 矩阵式键盘扫描实验 338
题目13 单片机驱动1602液晶显示模组 338
题目14 DAC0832的D/A转换实验 339
题目15 ADC0809的A/D转换实验 339
题目16 I2C汇流排串列扩展AT24C02存储器读/写 339
题目17 单片机控制16×16 阵列LED的显示 340
题目18 温度感测器DS18B20实验 340
题目19 直流电机控制实验 341
题目20 步进电机控制实验 341
附录B 头档案"LCD1602.h"和"DS1302.h"清单 342
B.1 头档案"LCD1602.h"清单 342
B.2 头档案"DS1302.h"清单 343
参考文献 348
