目　录

第 1章　单片机概述　1
1.1　单片机的基本概念　1
1.2　单片机的发展　1
1.3　单片机的主要特点及应用　2
1.3.1　单片机的主要特点　2
1.3.2　单片机的主要应用　3
1.4　C51单片机系列　3
1.4.1　80C51单片机系列　3
1.4.2　80C51与8051单片机的比较　3
1.5　单片机发展趋势　4
1.6　其他几种主流单片机　5

第 2章　C51单片机的硬件结构　7
2.1　MCS-51单片机的内部结构　7
2.1.1　C51单片机的内部结构　7
2.1.2　C51单片机的外部引脚说明　9
2.2　C51单片机存储器结构　11
2.2.1　程序存储器　11
2.2.2　数据存储器　12
2.2.3　C51单片机的堆栈操作　15
2.3　C51单片机的并行输入/输出接口　16
2.4　**小单片机系统　18
2.4.1　时钟电路　18
2.4.2　CPU时序　19
2.4.3　复位电路　19
2.4.4　C51单片机工作方式　20

第3章　C51单片机的指令系统与程序设计　22
3.1　概述　22
3.1.1　指令格式　22
3.1.2　指令分类及指令系统中使用的符号　23
3.2　寻址方式与寻址空间　23
3.2.1　立即寻址　23
3.2.2　直接寻址　24
3.2.3　寄存器寻址　24
3.2.4　寄存器间接寻址　25
3.2.5　位寻址　25
3.2.6　基址寄存器加变址寄存器间接寻址　25
3.2.7　相对寻址　26
3.3　指令系统　26
3.3.1　数据传送类指令　26
3.3.2　算术运算类指令　29
3.3.3　逻辑运算类指令　31
3.3.4　控制转移类指令　32
3.3.5　位操作指令　35
3.4　汇编语言及其程序设计　37
3.4.1　汇编语言语句的种类和格式　37
3.4.2　伪指令语句　38
3.4.3　汇编语言程序设计步骤　39
3.4.4　汇编语言程序设计与程序结构　39

第4章　C51单片机程序设计基础　49
4.1　C51的数据类型　49
4.2　C51的运算量　52
4.2.1　常量　52
4.2.2　变量　54
4.2.3　数据的存储　58
4.3　C51的运算符及表达式　59
4.3.1　C51算术运算符及表达式　60
4.3.2　C51关系运算符及表达式　61
4.3.3　位运算符及表达式　62
4.3.4　逗号运算符及表达式　63
4.3.5　条件运算符及表达式　63
4.3.6　指针与地址操作运算符　63
4.3.7　联合操作运算符及表达式　64
4.4　C51的输入与输出　65
4.4.1　格式输出函数printf　65
4.4.2　格式输入函数scanf　66
4.5　C51程序基本结构与相关语句　67
4.5.1　C51的基本结构　67
4.5.2　C51选择(分支)控制语句　68
4.5.3　C51循环控制语句　70
4.5.4　break语句和continue语句　74
4.5.5　return语句　75
4.6　C51函数　75
4.6.1　C51函数的定义　75
4.6.2　函数的调用和声明　77
4.6.3　中断函数　78
4.6.4　函数的嵌套与递归　80
4.6.5　C51结构、联合和枚举　81

第5章　C51单片机**小系统及应用　86
5.1　中断系统　86
5.1.1　中断概述　86
5.1.2　中断的相关概念　87
5.1.3　中断系统　88
5.1.4　中断响应过程　91
5.1.5　中断的编程及应用　93
5.2　定时/计数器　94
5.2.1　概述　94
5.2.2　定时/计数的结构与工作原理　95
5.2.3　定时/计数器工作方式　98
5.2.4　定时/计数器的应用　102
5.3　C51单片机串行通信与串行接口　105
5.3.1　串行通信基础知识　105
5.3.2　C51串行接口编程结构　109
5.3.3　串行接口的工作方式　112
5.3.4　串行口波特率设计　116
5.3.5　串行接口标准　117
5.3.6　串行接口的初始化　119
5.3.7　串行口应用举例　119

第6章　C51单片机系统扩展　128
6.1　概述　128
6.2　简单I/O口扩展　128
6.2.1　I/O接口电路的功能　129
6.2.2　利用TTL、CMOS集成电路扩展简单I/O口　129
6.2.3　用串行口扩展并行I/O接口　132
6.3　可编程并行接口芯片扩展并行I/O口　133
6.3.1　内部结构及引脚说明　133
6.3.2　命令/状态寄存器　136
6.3.3　工作方式　137
6.3.4　初始化编程　141
6.3.5　单片机连接　142
6.4　I2C总线扩展　145
6.4.1　I2C总线概述　145
6.4.2　I2C总线的电气连接　146
6.4.3　I2C总线的寻址方式　147
6.4.4　I2C总线的信息传输　148
6.4.5　C51单片机与I2C总线的接口　152
6.5　SPI总线接口　159
6.6　C51单片机的存储器扩展　160
6.6.1　C51单片机的存储器系统　160
6.6.2　C51单片机存储器扩展的一般方法　161
6.6.3　序存储器的扩展　164
6.6.4　数据存储器的扩展　169
6.6.5　扩展存储器(I/O口)接口电路综合应用实例　171

第7章　MCS-51单片机的接口技术及应用　174
7.1　LED显示接口　174
7.1.1　LED显示器的工作原理　174
7.1.2　LED显示器的显示方式　176
7.1.3　C51单片机与LED显示器的接口电路设计实例　177
7.2　液晶显示器LCD　180
7.2.1　LCD显示器的概述　180
7.2.2　字符型LCD1602A的应用　181
7.3　键盘接口　187
7.3.1　键盘的工作原理　187
7.3.2　键盘的分类和接口　188
7.3.3　矩阵式键盘　190
7.4　A/D转换器与C51单片机的接口　192
7.4.1　A/D转换器　193
7.4.2　ADC0809与C51单片机的接口　193
7.4.3　A/D转换器的选择和分析　197
7.5　D/A转换器与C51单片机的接口　198
7.5.1　D/A转换器概述　198
7.5.2　DAC0832的C51编程　199
7.5.3　串行输入D/A转换器TLC5615　205
7.6　MCS-51单片机与开关器件的接口　206
7.6.1　光电耦合器及驱动接口　206
7.6.2　MCS-51单片机与继电器的接口　207
7.6.3　MCS-51单片机与蜂鸣器的接口　208

第8章　Keil μVision4编译环境与使用　210
8.1　Keil C软件介绍　210
8.1.1　Keil C软件启动　210
8.1.2　Keil C菜单与窗口　211
8.2　Keil C下的工程建立　215
8.3　Keil C的调试方法　222
8.4　Keil C下程序调试时的常用窗口　225

第9章　Proteus仿真环境与使用　231
9.1　Proteus软件窗口与基本操作　231
9.2　加载目标代码及调试　239
9.3　Proteus元件库和元器件　243
9.3.1　Proteus元器件库　243
9.3.2　Proteus元器件　245
9.4　虚拟仪器及仪表　246
9.4.1　激励源　246
9.4.2　虚拟仪器的使用　247
9.5　Proteus仿真实例　258
9.5.1　仿真实例一——电子日历　258
9.5.2　仿真实例二——数字温度计　265
9.5.3　仿真实例三——点阵屏　277

第 10章　C51单片机应用系统设计与实例　295
10.1　单片机应用系统设计与开发　295
10.1.1　单片机应用系统设计与开发步骤　295
10.1.2　单片机应用系统设计原则　296
10.1.3　单片机选型　298
10.1.4　系统抗干扰设计　300
10.1.5　系统可靠性设计　301
10.1.6　印制电路板设计　303
10.1.7　系统常见故障与调试　303
10.2　单片机应用系统设计实例——数字语音录放系统　305
10.2.1　系统总体方案设计　305
10.2.2　数字语音录放系统硬件设计　307
10.3　单片机应用系统设计实例二——乒乓球球台振动模式测试系统　324

附录A　KEIL C51库函数　339
附录B　ASCII码表完整版　345

参考文献　347