《单片机原理及应用(第4版)》

第1章 微型计算机基础知识 1

1.1 数制及编码 1

1.1.1 数制及数字之间的转换 1

1.1.2 常用二进制编码 5

1.2 数据在计算机中的表示 7

1.3 单片微型计算机 9

1.3.1 单片机的发展概况 9

1.3.2 其他单片机简介 9

1.3.3 单片机的发展与应用 13

本章小结 13

习题与思考题 14

第2章 单片机硬件结构 15

2.1 单片机硬件结构 15

2.2 at89c51单片机引脚功能 17

2.3 at89c51单片机的中央处理单元 19

2.3.1 运算器 19

2.3.2 控制器 20

2.3.3 cpu工作方式 20

2.4 at89c51单片机存储器结构 21

.2.4.1 程序存储器 22

2.4.2 数据存储器 23

2.4.3 特殊功能寄存器 24

2.4.4 位地址空间 28

2.4.5 外部数据存储器 28

2.4.6 并行i/o口 28

2.5 at89c51单片机i/o端口 29

2.5.1 i/o端口结构 29

2.5.2 i/o端口功能 30

2.6 at89c51单片机时钟电路 32

2.6.1 时钟电路 32

2.6.2 指令时序 32

2.7 at89c51单片机复位电路 33

2.7.1 复位功能 33

2.7.2 复位电路 34

本章小结 35

习题与思考题 35

第3章 指令系统 37

3.1 指令系统概述 37

3.2 指令格式 38

3.3 寻址方式 38

3.3.1 立即寻址 38

3.3.2 直接寻址 39

3.3.3 寄存器寻址 39

3.3.4 寄存器间接寻址 39

3.3.5 变址寻址 39

3.3.6 相对寻址 40

3.3.7 位寻址 40

3.4 指令分类介绍 41

3.4.1 数据传送类指令 41

3.4.2 算术运算类指令 45

3.4.3 逻辑运算类指令 50

3.4.4 控制转移类指令 53

3.4.5 位操作类指令 57

3.5 伪指令 59

本章小结 61

习题与思考题 62

第4章 汇编语言程序设计 65

4.1 编程的步骤、方法和技巧 65

4.1.1 编程步骤 65

4.1.2 编程的方法和技巧 65

4.2 单片机程序设计基本结构 66

4.2.1 顺序程序结构 66

4.2.2 分支程序结构 67

4.2.3 循环程序结构 71

4.2.4 查表程序设计 73

4.2.5 子程序设计 74

4.3 单片机实用子程序 75

4.3.1 数据块传送类程序 75

4.3.2 码制转换 76

4.3.3 运算类程序 79

本章小结 90

习题与思考题 91

第5章 at89c51单片机片内资源应用 94

5.1 输入/输出的控制方式 94

5.1.1 程序查询法 94

5.1.2 中断控制方式 96

5.2 中断系统 96

5.2.1 中断的概念 96

5.2.2 中断系统结构及中断控制 97

5.2.3 中断响应及中断处理过程 101

5.2.4 外部中断触发方式 103

5.2.5 at89c51的单步操作 104

5.2.6 多个外部中断源系统设计 104

5.3 定时器/计数器 106

5.3.1 定时器/计数器内部结构及功能 106

5.3.2 定时器/计数器的工作方式 108

5.3.3 应用举例 110

5.4 串行接口 111

5.4.1 串行口控制寄存器scon及波特率选择位 112

5.4.2 串行接口工作方式 113

5.4.3 波特率 118

本章小结 119

习题与思考题 120

第6章 at89c51单片机系统扩展技术 121

6.1 at89c51系统扩展原理 121

6.2 总线扩展与地址分配 122

6.2.1 总线扩展 122

6.2.2 地址分配 123

6.3 单片机并行存储器扩展 123

6.3.1 单片机并行存储器扩展概述 123

6.3.2 程序存储器扩展 123

6.3.3 数据存储器扩展 130

6.4 单片机并行i/o扩展 134

6.4.1 单片机并行i/o扩展概述 134

6.4.2 用74系列器件扩展并行i/o口 134

6.4.3 led显示器接口技术 135

6.4.4 键盘接口技术 139

6.4.5 a/d、d/a接口技术 144

6.5 单片机串行扩展技术 150

6.5.1 单片机串行扩展概述 150

6.5.2 uart串行扩展接口 151

6.5.3 i2c总线 156

6.5.4 spi总线 158

6.5.5 单总线 160

本章小结 161

习题与思考题 162

第7章 单片机应用系统 163

7.1 单片机应用系统概述 163

7.1.1 应用系统的开发过程 163

7.1.2 单片机应用系统的组成 163

7.1.3 应用系统的硬件开发 164

7.1.4 应用系统的软件设计 166

7.1.5 单片机开发系统 170

7.2 传感器接口技术 176

7.2.1 概述 176

7.2.2 传感器接口电路 177

7.2.3 温度传感器及其应用 177

7.2.4 霍尔传感器及其应用 179

7.3 抗干扰技术 180

7.3.1 计算机电源系统的抗干扰措施 180

7.3.2 过程通道干扰及抗干扰措施 182

7.4 单片机应用系统实例 184

7.4.1 ds18b20测温系统研制 184

7.4.2 pcf8563（pcf8583）时钟电路设计 188

本章小结 191

习题与思考题 191

第8章 实验 192

实验一 数据块传送实验 192

实验二 数码转换程序实验 193

实验三 算术运算类指令编程实验 194

实验四 数字序列排序实验 195

实验五 查表程序实验 196

实验六 定时/计数器实验 197

实验七 低频信号发生器实验 198

实验八 i/o接口和中断实验 199

实验九 串行口调试实验 201

实验十 led静态显示接口实验 202

附录1 at89c51指令系统分类表 205

附录2 at89c51单片机常用特殊功能寄存器 209

参考文献 2122100433B

《单片机原理及应用(第4版)》共分8章。

第1章介绍微型计算机基础知识。

第2～5章分别介绍了at89c51系列单片机硬件结构、指令系统、汇编语言程序设计及片内资源应用。

第6章介绍了at89c51系列单片机系统扩展技术。

第7章简要介绍了目前比较流行的flash单片机以及单片机应用系统设计方法及设计实例，还介绍了新颖传感器通道接口和应用系统采用的抗干扰措施。

第8章介绍了几个试验。《单片机原理及应用(第4版)》内容全面，说理通透。

《单片机原理及应用(第4版)》由全国职业高中电子类教材编审委员会组织编写，适合作为中职相关专业单片机课程的教材。

《单片机原理及应用(第4版)》配套有电子教学参考资料包，包括《单片机原理及应用(第4版)》习题答案、电子教案及部分实验电子资料，详见前言。

• 配套教材

《单片机原理及应用（第4版）》配套有《单片机原理及应用（第4版）习题解答、基础实验及课程设计》电子书，电子书的主要内容为与主教材配套的各章习题与解答，用于考试的16套试题及其参考答案，以及22个基础实验题目和87个课程设计题目。

• 课程资源

《单片机原理及应用（第4版）》的数字课程资源包括与全书配套的电子教案（PPT文件）、Proteus 总体功能介绍、Proteus ISIS演示视频文件和25个案例运行文件。此外，读者也可以登录中国大学MOOC网站或爱课程网站学习由哈尔滨工业大学开设的“单片机原理及应用”MOOC。

该书是在《单片机原理及应用（第3版）》的基础上修订而成的，融入了哈尔滨工业大学自动化测试与控制研究所教学以及开发工作的经验体会。

该书由张毅刚担任主编，完成了第1、2、3、5、7章的编写以及全书统稿。副主编由赵光权（第4章、第6章）与刘连胜（第9~14章）担任。该书由哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院李东教授担任主审，其为提高书稿的质量提出了修改意见。

2021年9月6日，《单片机原理及应用（第4版）》由高等教育出版社出版发行。

该书共分为14章，介绍与8051单片机兼容的代表性机型即美国ATMEL公司的增强型AT89S52单片机，介绍了AT89S52单片机工作原理与应用系统设计。第1~6章从应用角度介绍AT89S52单片机的硬件结构、指令系统、常用的汇编语言源程序设计以及片内各外围部件（中断系统、定时器/计数器及UART串行口）的工作原理和应用设计举例。第7~10章介绍AT89S52单片机外围扩展接口的设计，例如与键盘、显示器、微型打印机、外扩存储器、数字I/O、D/A转换器、A/D转换器的各种硬件接口电路设计，并对各种扩展接口的驱动程序设计也作了介绍。第11章介绍了较为流行的各种单片机串行扩展技术，如单总线、SPI总线串行、I²C总线串行扩展技术，重点介绍了I²C总线的串行扩展。第12章介绍了应用较多的其他扩展接口设计及应用编程。第13章对单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计给予较详细阐述。第14章介绍了单片机应用系统设计的基本方法以及基本调试方法。