职业教育国家规划教材：单片机原理与应用

　　《职业教育国家规划教材：单片机原理与应用（第3版）》以教育部颁发的电子与信息技术类专业《单片机原理与应用》课程教学大纲为依据，以增强型MCS-51单片机原理及其应用为主线，系统地介绍了增强型MCS-51系列（包括8XC5X、8XC5XX2、P89C51RX、P 89C6XX2系列）单片机的内部结构、指令系统、资源及扩展、接口技术、单片机应用系统的硬件结构、开发过程及手段。
　　《职业教育国家规划教材：单片机原理与应用（第3版）》尽量避免过多地介绍程序设计方法和技巧，着重介绍系统硬件连接、调试技巧，注重典型性和代表性，以期达到举一反三的效果，内容力求新颖、全面、实用。

第1章 基础知识
1.1 数制
1.1.1 二进制
1.1.2 二进制与十进制之间的转换
1.1.3 十六进制
1.1.4 二进制数与十六进制数之间的转换
1.1.5 二进制数和十六进制数的运算
1.2 码制
1.2.1 英文字符的表示方法——ASCⅡ码
1.2.2 BCD码二进制编码的十进制数
1.2.3 计算机中带符号数的表示方法
1.3 对计算机的基本认识
1.3.1 计算机系统的工作过程及其内部结构
1.3.2 指令及其指令系统
1.4 寻址方式
1.5 单片机及其发展概况
1.5.1 单片机及其特点
1.5.2 单片机技术现状及发展趋势
1.5.3 增强型MCS-51单片机芯片特征及主流
习题1

第2章 增强型MCS-51单片机结构
2.1 内部结构和引脚功能
2.1.1 内部结构
2.1.2 引脚功能
2.2 输入/输出I/O口
2.2.1 P1口内部结构及使用
2.2.2 P0口内部结构及使用
2.2.3 P2口内部结构及使用
2.2.4 P3口内部结构及使用
2.2.5 I/O口负载能力
2.2.6 读锁存器和读引脚指令
2.3 存储器系统
2.3.1 程序存储器
2.3.2 片内数据存储器
2.3.3 外部数据存储器
2.4 MCS-51单片机外部存储器的连接
2.4.1 CPU地址线与存储器地址线的连接
2.4.2 MCS-51单片机控制系统中程序存储器的连接
2.4.3 数据存储器的连接
2.5 操作时序
2.5.1 对外部程序存储器的读操作时序
2.5.2 外部数据存储器读写时序
2.5.3 6时钟/机器周期模式下的时序
2.6 复位及复位电路
2.6.1 CPU内部复位电路
2.6.2 复位电路
2.7 节电运行状态和掉电运行状态
习题2

第3章 MCS-51单片机指令系统
3.1 MCS-51单片机指令系统
3.1.1 数据传送指令
3.1.2 算术运算指令
3.1.3 逻辑运算指令
3.1.4 位操作指令
3.1.5 控制及转移指令
3.2 汇编语言程序设计基础
3.2.1 汇编语言程序结构
3.2.2 汇编语言程序编辑与执行
3.2.3 对汇编语言程序设计的基本要求
习题3

第4章 中断控制、定时/计数器与串行口
4.1 CPU与外设通信方式概述
4.1.1 查询方式
4.1.2 中断通信方式
4.2 增强型MCS-51中断控制系统
4.2.1 中断源及标志
4.2.2 中断控制
4.2.3 中断响应过程及中断服务程序入口地址
4.2.4 中断初始化及中断服务程序结构
4.2.5 传统MCS-51外中断功能的不足与改进
4.3 增强型MCS-51定时/计数器
4.3.1 定时/计数功能概述
4.3.2 定时/计数器T0、T1结构及控制
4.3.3 定时/计数器T2结构及控制
4.3.4 定时/计数器初始化及应用
4.3.5 传统MCS-51定时/计数器的不足与改进
4.4 串行通信系统
4.4.1 串行通信概念
4.4.2 增强型MCS-51串行通信口控制及初始化
4.4.3 串行口工作方式及应用
4.4.4 帧错误检测及应用
4.4.5 多机通信及地址自动识别技术
4.4.6 RS-232C串行接口标准及应用
习题4

第5章 MCS-51内核衍生型单片机芯片及应用
5.1 P89C51RX系列单片机概述
5.2 P89C51RX引脚功能
5.3 P89C51RX系列片内存储器结构
5.3.1 片内程序存储器
5.3.2 片内数据存储器
5.4 可编程计数器阵列PCA及应用
5.4.1 PCA结构及控制
5.4.2 PCA模块初始化步骤
5.4.3 PCA模块工作模式
5.5 P89C51RX系列中断控制系统
5.6 硬件看门狗
习题5

第6章 数字信号输入/输出接口电路
6.1 开关信号输入/输出方式
6.2 I/O资源及扩展
6.2.1 通过锁存器、触发器扩展I/O口
6.2.2 利用串入并出及并入串出芯片扩展I/O口
6.2.3 用8255可编程I/O芯片扩展MCS-51的I/O口
6.2.4 利用8155/8156可编程I/O芯片扩展MCS-51的I/O口
6.2.5 利用CPU扩展I/O
6.3 简单显示驱动电路
6.3.1 发光二极管
6.3.2 驱动电路
6.3.3 LED发光二极管显示状态及同步
6.4 LED数码管及其显示驱动电路
6.4.1 LED数码管
6.4.2 LED数码显示器接口电路
6.4.3 LED点阵显示器及其接口电路
6.5 键盘电路
6.5.1 按键结构按键电压波形
6.5.2 键盘电路形式
6.5.3 键盘按键编码
6.5.4 键盘监控方式
6.6 并行接口及应用实例
6.6.1 MCS-51单片机与并行输入/输出设备之间的连接
6.6.2 MCS-51单片机与并行打印机之间的连接
6.7 光电耦合器件接口电路
6.8 单片机与继电器接口电路
习题6

第7章 单片机应用系统开发
7.1 单片机应用系统开发过程
7.1.1 总体设计
7.1.2 硬件设计
7.1.3 资源分配
7.2 单片机开发工具及选择
7.2.1 仿真器
7.2.2 其他工具
7.3 系统可靠性设计
7.3.1 硬件可靠性设计
7.3.2 系统自诊断技术
7.3.3 系统抗干扰性能
习题7
……

　　随着职业教育的蓬勃兴起，在飞速发展的信息技术产业中，单片机技术作为计算机技术的一个重要分支，广泛应用于工业控制、智能化仪器仪表、家用电器，甚至电子玩具等各个领域。它具有体积小、功能多、价格低廉、使用方便、系统设计灵活等优点，因此，越来越受到工程技术人员的重视。目前国内中、高等职业学校电子技术、电力技术、自动控制、计算机硬件等专业均先后开设了“单片机原理与应用”课程。
　　这几年间单片机技术发展非常迅速，原教材部分内容已不能很好体现单片机技术现状及未来发展趋势。本教材第3版在不违背《单片机原理与应用》教学大纲前提下，根据单片机技术发展趋势、电子与信息技术类专业培养目标、学生接受能力，以及这期间使用第1、第2版任课教师意见和建议，对第2版进行了全面修改。在编写过程中力求体现职业教育教材特色——着重介绍单片机应用系统硬件构成和连接、系统调试及维护技术，同时紧跟科技进步——在介绍了增强型MCS-51单片机芯片（主要包括8XC5X系列、8XC5XX2系列）的工作原理、硬件资源及应用方法后，适当介绍与MCS-51兼容、应用前景广阔的其他嵌入式单片机芯片（如Philips8XC51RD、P89C6XX2系列）。本教材注重典型性和代表性，以期达到举一反三的效果，内容力求新颖、全面、实用。
　　本书共分7章，第1章介绍计算机系统的基本结构、工作原理等基础知识；第2章全面、系统地介绍增强型MCS-51单片机的内部结构、系统资源、资源扩展方法，是本书的重点；第3章简要介绍MCS-51指令系统、单片机应用程序结构、特点，以及典型子程序；第4章介绍MCS-51中断控制器、定时/计数器、串行接口电路的功能和使用方法；第5章介绍增强MCS-51内核衍生芯片（包括8XC51RX系列、P89C6XX2系列）；第6章介绍输入/输出接口电路；第7章介绍单片机应用系统设计方法、技巧和注意事项。
　　本书由广东工业大学潘永雄、大庆职业学院伍军任主编，由甘肃联合大学王永祥任副主编。潘永雄编写了第4、第5、第6、第7章；伍军编写了第1章、第2章的2.1、2.2、2.3节；王永祥编写了第2.4节、2.5节、2.6节、2.7节以及第3章。本书在写作过程中，得到了广州周立功单片机发展有限公司、南京伟福实业公司广州代理的大力支持，在此一并表示感谢。
　　本书可以作为中、高等职业学校有关专业“单片机原理与应用”课程的教材或教学参考书，也可以作为需要掌握和使用单片机技术的工程技术人员的参考资料。
　　由于我们水平有限，书中不当之处恳请读者批评、指正。
　　编者
　　2013年5月