本书从“微机原理”与“单片机原理”两门课程的共性出发，结合当前高校微处理器教学趋势和学生的学习兴趣及掌握的难易程度，将这两门课程的教学内容进行合并。本书从介绍微处理器的基本结构和工作原理入手，简单介绍Intel 8086微处理器的基本知识，侧重介绍当前高校重点讲授的51单片机的相关知识。全书共10章，主要包括：微处理器技术简介、8086微处理器及其体系结构、单片机的基本结构、单片机C51语言基础知识简介、微处理器控制系统的人机交互接口设计、微处理器中断系统及定时/计数器应用设计、微处理器控制系统通信设计、微处理器控制系统的接口扩展、单片机与电动机控制、微处理器控制系统实验设计。书中案例难易结合，加强了对液晶显示、SPI和I2C总线等当前比较流行的技术案例分析。本书提供配套的电子课件PPT、案例设计电路及程序、部分习题参考答案等教学资源，还提供51单片机开发常用的USB转串行口、液晶字模提取、串行口调试助手、51单片机波特率初值设定等软件资源。本书针对典型案例介绍了一些小秘籍，电路设计和程序的软件操作流程非常详细，典型案例附有电路分析和程序点评，对初学者学习51单片机具有很大帮助。本书所有案例的程序都使用C51语言设计并通过了Keil μVision 5调试，所有案例的电路都通过了Proteus 8.5的仿真调试。其中，第10章为微处理器控制系统实验设计，给出了硬件电路和基本的程序设计，读者可以在此基础上进行功能扩展或修改。本书可作为应用型本科院校电子信息类、自动化类、测控技术与仪器、能源与动力工程等专业的教材，还可供从事单片机技术开发的工程技术人员学习。
李精华，教授，学士毕业于国防科技大学电子工程专业，硕士毕业于天津大学通信与信息系统专业。广西电气及自动化教指委委员，桂林航天工业学院教学督导员，桂林市公共资源交易中心评审专家。长期任教于桂林航天工业学院，讲授单片机原理及应用、数字电子技术、EDA技术等课程。
目 录
第1章 微处理器技术简介1
1.1 微处理器简介1
1.1.1 微处理器的内部结构1
1.1.2 微处理器的工作原理2
1.1.3 微处理器的发展历程3
1.1.4 微处理器的特点、分类及应用5
1.2 单片机的基本概念6
1.2.1 单片机的分类7
1.2.2 常用的51单片机介绍8
1.2.3 单片机产品标号与引脚信息10
1.3 微处理器控制系统的开发流程与开发工具11
1.3.1 单片机控制系统的开发流程12
1.3.2 Keil C51开发工具简介12
1.3.3 Proteus软件使用简介13
1.3.4 单片机仿真器13
1.3.5 编程器14
1.4 单片机控制8个LED闪烁的设计流程介绍14
1.4.1 基于Keil C51的8个LED闪烁的程序设计过程14
1.4.2 基于Proteus 8.5的8个LED闪烁的电路原理图设计及仿真18
本章小结24
习题124
第2章 8086微处理器及其体系结构25
2.1 8086微处理器的内部结构25
2.2 8086微处理器的工作模式26
2.3 8086微处理器的引脚功能28
2.4 8086微处理器的存储器30
2.5 8086微处理器的总线时序32
2.6 8086微处理器的I/O寻址方式34
2.7 8086微处理器的内部寄存器34
本章小结36
习题236
第3章 单片机的基本结构37
3.1 单片机的引脚功能37
3.2 单片机的内部结构43
3.2.1 单片机的CPU43
3.2.2 单片机的存储器47
3.3 单片机最小系统53
本章小结54
习题354
第4章 单片机C51语言基础知识简介57
4.1 C51语言在单片机开发中的应用57
4.1.1 C51语言简介57
4.1.2 C51语言与标准C的比较58
4.2 C51语言基础59
4.2.1 标识符59
4.2.2 关键字59
4.2.3 数据类型60
4.2.4 数据的存储类型61
4.2.5 局部变量与全局变量63
4.2.6 预处理命令63
4.3 C51语言的基本运算65
4.4 C51语言基本语句67
4.4.1 C51语言语句概述67
4.4.2 分支控制语句68
4.4.3 循环控制语句72
4.4.4 转移语句74
4.5 C51函数简介75
4.5.1 C51函数概述75
4.5.2 用户自定义函数76
4.5.3 中断函数78
本章小结79
习题479
第5章 微处理器控制系统的人机交互接口设计82
5.1 键盘的接口设计82
5.1.1 按键概述82
5.1.2 独立式按键案例分析83
5.1.3 矩阵式按键案例分析90
5.2 LED数码管接口设计93
5.2.1 LED数码管的结构及工作原理93
5.2.2 单片机与LED数码管的静态显示接口案例分析94
5.2.3 单片机与LED数码管的动态显示接口案例分析97
5.3 液晶显示器接口设计99
5.3.1 字符型LCM的外形及引脚功能100
5.3.2 字符型LCM的组成结构100
5.3.3 字符型LCM的操作命令102
5.3.4 单片机与LCM1602的接口设计103
5.4 单片机与LED点阵显示器的接口设计107
5.5 蜂鸣器接口设计110
本章小结111
习题5112
第6章 微处理器中断系统及定时/计数器应用设计114
6.1 中断系统114
6.2 单片机中断系统概述116
6.2.1 单片机的中断类型117
6.2.2 单片机的中断控制寄存器118
6.2.3 单片机的中断响应与处理121
6.2.4 单片机的中断服务程序的设计与应用124
6.3 单片机的定时/计数器128
6.3.1 定时/计数器的结构和工作原理129
6.3.2 定时/计数器的寄存器与工作方式130
6.3.3 定时/计数器的应用注意事项133
6.3.4 定时/计数器的应用举例134
本章小结138
习题6138
第7章 微处理器控制系统通信设计141
7.1 串行通信基础141
7.1.1 并行通信与串行通信141
7.1.2 串行通信的分类142
7.1.3 波特率143
7.1.4 串行通信常用接口电路标准143
7.2 单片机串行口的结构145
7.3 单片机串行口的工作方式147
7.4 微处理器控制系统的串行通信波特率的设定151
7.5 微处理器控制系统的串行口程序设计152
本章小结158
习题7158
第8章 微处理器控制系统的接口扩展160
8.1 单片机的外部并行总线160
8.1.1 并行总线结构160
8.1.2 编址技术162
8.2 A/D转换器与D/A转换器简介163
8.2.1 A/D转换器163
8.2.2 D/A转换器165
8.3 SPI总线简介及典型SPI芯片介绍166
8.3.1 SPI总线结构166
8.3.2 基于SPI总线的A/D转换器TLC549芯片简介167
8.3.3 基于SPI总线的D/A转换器TLC5615芯片简介168
8.4 I2C总线简介及典型I2C芯片介绍171
8.4.1 I2C串行总线简介171
8.4.2 基于I2C总线的E2PROM存储器AT24C02芯片简介176
8.4.3 基于I2C总线的8位A/D和D/A转换器PCF8591芯片简介178
8.5 51单片机基于SPI和I2C总线的接口扩展应用设计180
8.5.1 基于SPI总线TLC549的模拟信号采集电路设计180
8.5.2 基于SPI总线TLC5615的正弦函数发生器设计183
8.5.3 基于I2C总线PCF8591的路灯控制系统设计187
8.5.4 基于I2C总线AT24C02的开机次数记录器系统设计191
本章小结196
习题8196
第9章 单片机与电动机控制198
9.1 单片机对直流电动机的控制199
9.1.1 直流电动机控制的基本概念199
9.1.2 单片机对直流电动机控制的案例分析201
9.2 单片机对步进电动机的控制207
9.2.1 步进电动机的基本概念207
9.2.2 单片机对步进电动机控制的案例分析210
9.3 单片机对舵机的控制219
9.3.1 舵机的基本概念219
9.3.2 单片机对舵机控制的案例分析221
本章小结225
习题9226
第10章 微处理器控制系统实验设计227
10.1 单片机控制系统的电源模块227
10.2 单片机最小系统模块229
10.3 单片机控制系统与PC通信单元电路231
10.4 单片机控制的8个LED跑马灯实验233
10.5 单片机控制的数码管动态显示实验235
10.6 单片机控制系统的矩阵式键盘设计实验238
10.7 单片机控制系统的简易交通灯控制系统设计实验241
10.8 单片机控制系统的简易秒表设计实验246
10.9 单片机控制系统的A/D和D/A转换实验248
10.10 单片机与单片机之间的双机通信设计实验253
本章小结258
部分习题参考答案259
参考文献270
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