单片机原理与应用及C51编程技术

章节摘录

版权页：插图：第3章 单片机的指令系统及汇编语言程序设计第2章介绍了AT89系列单片机的硬件结构，但是，光有硬件单片机是不可能工作的，还需要有相应的软件配合。单片机的软件就是利用其指令系统所编写的程序。可以利用单片机的指令直接编写程序。用这种方式编写的程序称为手编程序。这种用机器语言编写的程序，单片机可以直接执行。但直接用机器语言编写程序是一件很烦琐的工作，需要耗费大量的人力和时间，而且又容易出错，纠错也非常困难。为了编写程序方便和提高效率，人们用一些约定的文字、符号和数字按规定的格式来表示各种不同的指令，然后再用这些约定符号表示的指令来编写程序，这就是汇编语言。使用汇编语言编写的程序称为汇编程序。汇编程序编写比直接使用机器语言方便得多，但是汇编语言程序需要进行翻译（也就是汇编），单片机才能执行。因为AT89系列单片机指令系统与51系列单片机指令系统完全兼容，所以本章以51系列单片机为例介绍其指令系统和汇编语言程序设计方法。3.1 51系列单片机指令系统概述指令就是要计算机执行某种操作的命令，每一条指令可完成一个独立的算术或逻辑运算。一台计算机中所有指令的集合，称为这台计算机的指令系统。指令通常由操作码字段和操作数地址码字段组成。操作码字段表征指令的操作特性与功能，而地址码字段通常指定参与操作的操作数的地址。一条指令的结构用如下形式表示：操作码字段OP地址码字段A在51单片机中的指令系统中，有单字节、双字节、三字节等不同长度的指令。单字节指令只有1字节，操作码和操作数都在这个字节中。在单字节指令中，一部分指令的操作数是默认的，不需要在指令中指出；另一部分指令的操作数在寄存器中。因为51单片机的寄存器组有8个寄存器，所以只需要3位编码。这些操作数编码可以和操作码一起存放在1字节中。51单片机的指令系统共有单字节指令49条。双字节指令包括2字节，其中第一个字节是操作码，第二个字节是操作数。例如：立即数加法指令ADDA，#data。其中data表示一个8位的立即数，需要1字节。51指令系统共有双字节指令45条。三字节指令中，操作码占1字节，操作占2字节，其中操作既可能是数据，也可能是地址。例如：逻辑或操作指令ORLdirect，#data，直接寻址单元与立即数进行与操作。其中di-rect是一个直接地址，需要1字节，data是一个立即数，需要1字节，加上操作码共需3字节。51指令系统共有三字节指令45条。

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前言第1章 单片机概述11.1 单片机的概念及主要特点11.2 单片机的分类及发展趋势11.2.1 单片机的分类11.2.2 单片机的发展趋势21.3 常见的主流单片机31.3.1 目前流行的51内核单片机31.3.2 目前流行的非51内核的单片机81.4 单片机的应用领域9习题一10第2章 AT89系列单片机的硬件体系结构112.1 AT89系列单片机概述112.1.1 AT89系列单片机简介112.1.2 AT89系列单片机的主要性能112.1.3 AT89系列单片机的主要品种112.1.4 AT89系列单片机的型号编码132.2 AT89系列单片机的结构原理132.2.1 AT89系列单片机的基本组成132.2.2 AT89系列单片机的内部框图142.2.3 AT89系列单片机的CPU142.3 AT89系列单片机的存储器结构172.3.1 AT89系列单片机的程序存储器172.3.2 AT89系列单片机的数据存储器192.4 AT89系列单片机的引脚功能262.4.1 外部引脚262.4.2 片外总线结构282.5 AT89系列单片机的I/O接口282.5.1 P0口282.5.2 P1口292.5.3 P2口302.5.4 P3口302.6 AT89S系列单片机内部看门狗定时器312.6.1 看门狗定时器简介312.6.2 看门狗定时器的使用312.7 AT89系列单片机的复位工作方式322.8 AT89系列单片机的低功耗方式332.8.1 空闲工作方式332.8.2 掉电工作方式342.9 AT89系列单片机的时序342.9.1 几个基本时序单位342.9.2 CPU取指令和执行指令时序35习题二36第3章 单片机的指令系统及汇编语言程序设计383.1 51系列单片机指令系统概述383.2 51系列单片机的寻址方式383.2.1 立即寻址393.2.2 寄存器寻址393.2.3 直接寻址393.2.4 寄存器间接寻址393.2.5 相对寻址403.2.6 变址寻址403.2.7 位寻址413.3 51系列单片机指令系统413.3.1 数据传送指令413.3.2 算术运算指令443.3.3 逻辑操作指令473.3.4 控制转移指令493.3.5 位操作指令553.4 51系列单片机汇编语言的语句格式563.5 51系列单片机汇编程序常用伪指令573.5.1 定义起始地址伪指令573.5.2 定义汇编结束伪指令573.5.3 标号赋值伪指令573.5.4 字节定义伪指令583.5.5 字定义伪指令583.5.6 存储区定义伪指令593.5.7 位定义伪指令593.5.8 内部RAM地址赋值伪指令593.5.9 外部RAM地址赋值伪指令593.6 51系列单片机汇编程序设计方法603.6.1 顺序结构程序设计603.6.2 分支结构程序设计603.6.3 循环结构程序设计613.6.4 查表程序设计623.6.5 子程序设计64习题三65第4章 C51程序设计674.1 C51程序设计基础674.1.1 C51语言特点和程序结构674.1.2 C51的字符集、标识符与关键字684.2 C51数据类型694.2.1 字符型704.2.2 整型704.2.3 长整型704.2.4 浮点型704.2.5 位型714.2.6 寄存器型714.3 C51运算量714.3.1 常量714.3.2 变量734.3.3 C51扩展数据类型的变量定义754.3.4 C51绝对地址访问774.3.5 储存模式784.4 C51运算符和表达式794.4.1 算术运算符与算术表达式794.4.2 逻辑运算符与逻辑表达式794.4.3 关系运算符与关系表达式804.4.4 位操作运算符与位表达式804.4.5 赋值运算符与赋值表达式814.4.6 逗号运算符与逗号表达式824.5 C51语句824.5.1 if语句824.5.2 switch语句834.5.3 while语句844.5.4 dowhile语句844.5.5 for语句854.5.6 goto语句、break语句和continue语句854.5.7 return语句864.6 C51语言中数组、指针、结构和联合874.6.1 数组874.6.2 指针884.6.3 结构894.6.4 联合904.6.5 枚举914.7 函数、库函数和预处理命令914.7.1 函数的定义914.7.2 函数的调用和声明924.7.3 中断函数934.7.4 库函数944.7.5 预处理命令974.8 C51程序设计974.8.1 数值运算程序设计984.8.2 硬件接口程序设计994.9 C51语言和汇编语言混合编程1014.9.1 在C51语言中嵌入汇编语言1014.9.2 C51语言和汇编语言程序参数的传递1024.9.3 带参数传递的汇编语言调用程序实例103习题四104第5章 单片机应用系统的开发环境及仿真软件简介1065.1 KeilC51集成开发环境1065.1.1 KeilC51的工作环境1065.1.2 工程的创建1085.1.3 工程的设置1095.1.4 工程的调试运行1105.1.5 存储空间资源的查看和修改1125.1.6 变量的查看和修改1135.2 单片机硬件仿真开发工具Proteus1145.2.1 ProteusISIS的功能简介1145.2.2 ProteusISIS的用户界面1145.2.3 ProteusISIS的单片机系统仿真1165.2.4 ProteusISIS与KeilC51的联合使用119习题五121第6章 AT89系列单片机的内部资源及应用1226.1 AT89系列单片机的并行口及其应用1226.2 AT89系列单片机的中断系统1246.2.1 中断的基本概念1246.2.2 AT89系列单片机的中断系统1256.2.3 外部事件中断及应用1306.3 AT89系列单片机定时/计数器1366.3.1 定时/计数器的一般结构和工作原理1376.3.2 定时/计数器T0、T1功能和使用方法1376.3.3 定时/计数器的初始化编程及应用1456.3.4 AT89S系列单片机看门狗定时器的编程方法1496.4 AT89系列单片机的串行接口及串行通信1506.4.1 串行口的基本通信方式1506.4.2 单片机串行口及控制寄存器1516.4.3 单片机串行通信工作方式1526.4.4 单片机串行口的初始化编程及波特率设置1556.4.5 RS.232C串行口标准1576.4.6 RS.422、RS.485标准串行总线接口1596.4.7 串行通信应用举例160习题六172第7章 AT89系列单片机存储器的扩展1747.1 总线扩展及地址分配1747.1.1 系统总线1747.1.2 总线扩展1757.1.3 地址分配1757.2 AT89系列单片机外部存储器的扩展1787.2.1 外部存储器扩展的方法1787.2.2 程序存储器的扩展1787.2.3 数据存储器的扩展1807.2.4 程序存储器和数据存储器的综合扩展182习题七184第8章 AT89系列单片机的接口扩展技术1868.1 I/O接口的扩展技术1868.1.1 I/O接口的功能1868.1.2 I/O端口的编址1868.1.3 I/O接口数据的传送方式1878.1.4 简单I/O接口的扩展1888.1.5 可编程序8255A的并行I/O扩展1898.2 键盘及其与单片机的接口技术1968.2.1 键盘的工作原理1968.2.2 独立式按键与单片机的接口1978.2.3 矩阵式键盘与单片机的接口1998.3 LED显示器及其与单片机的接口技术2048.3.1 LED显示器的结构与原理2048.3.2 LED显示器的译码方式2058.3.3 LED显示器的显示方式2068.3.4 LED显示器与单片机的接口2068.4 LCD显示器及其接口技术2098.4.1 LCD显示器的分类2098.4.2 LCD模块的引脚2108.4.3 寄存器选择及显示器地址2118.4.4 LCM控制指令2118.4.5 AT89单片机与LCD模块的接口2128.5 A/D、D/A转换器及其与单片机的接口技术2158.5.1 模/数（A/D）转换接口2158.5.2 数/模(D/A)转换接口220习题八224第9章 串行总线接口技术2269.1 SPI串行总线接口技术2269.1.1 SPI串行总线简介2269.1.2 SPI串行接口A/D转换器TLC549及其软硬件设计2269.1.3 SPI串行接口D/A转换器TLC5615及其软硬件设计2319.2 I2C总线接口技术2369.2.1 I2C总线简介2369.2.2 用I/O口模拟I2C总线操作子程序2389.2.3 24Cxx系列E2PROM芯片及其与单片机的接口2459.2.4 数码管动态显示驱动、键盘扫描管理芯片ZLG7290B及与单片机接口2489.3 单总线(1Wire)接口2609.3.1 1Wire简介2609.3.2 DS18B20简介2609.3.3 DS18B20的读写时序2629.3.4 DS18B20的操作流程及指令说明2669.3.5 电子温度计的设计267习题九272第10章 单片机应用系统设计方法27410.1 单片机典型应用系统组成27410.2 单片机典型应用系统开发过程27410.2.1 确定任务27410.2.2 总体设计27510.2.3 系统硬件设计27610.2.4 系统软件设计27810.2.5 软硬件系统联机调试28010.2.6 性能测定28110.2.7 生成正式产品281习题十282第11章 单片机应用系统设计实例28311.1 简易数字频率计的设计28311.1.1 设计要求28311.1.2 总体方案28311.1.3 系统硬件设计28311.1.4 系统软件设计28411.2 压力测量系统的设计28911.2.1 设计要求28911.2.2 总体方案28911.2.3 系统硬件设计29011.2.4 系统软件设计292习题十一297附录A 51系列单片机指令表298附录B C51常见的库函数303参考文献310

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《单片机原理与应用及C51编程技术》是普通高等教育“十二五”电气信息类规划教材！

作者简介

《单片机原理与应用及C51编程技术》以AT89系列单片机为代表机型，全面、详细地介绍了AT89系列单片机的硬件、软件及应用技术。全书共分11章，第1、2章介绍了单片机的硬件设计基础，包括单片机概述和AT89系列单片机的硬件体系结构与原理；第3～5章介绍了单片机的软件设计基础，包括指令系统、汇编语言程序设计、c51语言程序设计、C51与汇编语言的混合编程、KeilμVision2开发平台的使用及使用ProteusISIS进行单片机应用系统虚拟仿真的方法；第6章介绍了AT89系列单片机的内部资源及编程，包括中断系统、定时／计数器和串行通信；第7、8章介绍了AT89系列单片机存储器和外围接口扩展技术；第9章介绍了SPI、I2c和1．wire等串行总线接口技术、常用的串行接口外围芯片，并通过大量实例介绍了串行总线接口技术的应用；第10、11章介绍了单片机应用系统设计方法和设计实例。《单片机原理与应用及C51编程技术》选材新颖，内容丰富，讲解由浅入深、循序渐进，编排顺序合理，可读性好，实用性强，并有丰富的例题及习题。

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