《单片微型计算机原理与应用》

第一篇 单片微型计算机概论1

第一章 单片微型计算机概述1

1-1 单片机的发展概况1

1-2 单片机的特点3

1-3 单片机的应用4

1-4 单片机的发展趋势6

第二章 Intel公司单片机7

2-1 Intel单片机系列7

2-2 Intel单片机性能8

2-3 Intel单片机的结构9

一、单片机的存贮器9

二、高速运算能力9

三、多功能的I/O接口10

2-4 单片机的指令系统10

第三 章常用单片机系列12

3-1 Motorola公司单片机系列12

一、6801单片机12

二、6805单片机15

3-2 Zilog公司单片机系列19

一、Z8单片机19

二、Z8单片机指令系统27

三、Z8单片机的应用30

四、Super 8单片机32

3-3 F8（3870）单片机系列33

一、F8单片机结构33

二、F8单片机指令系统37

三、F8单片机的应用40

3-4 其他单片机系列41

一、NEC公司的μCOM-87系列41

二、Rockwell公司的6500/1单片机系列42

三、TI公司的TMS70××单片机系列43

四、GI公司的PIC单片机系列43

五、NS公司的NS8070系列与RCA公司的CDP1800系列44

第二篇 MCS-48系列单片机45

第四章 MCS-48的组成45

4-1 MCS-48内部结构46

一、运算部件46

二、程序存贮器48

三、数据存贮器48

四、程序计数器、堆栈和程序状态字49

五、输入／输出50

六、定时器／计数器51

七、中断52

八、时钟和时序电路54

九、复位和单步54

十、掉电方式55

十一、MCS-48引脚说明56

4-2 MCS-48指令系统56

一、数据传送指令57

二、算术运算指令60

三、逻辑运算指令62

四、标志类指令65

五、转移指令66

六、子程序71

七、定时器／计数器类指令72

八、输入／输出指令73

九、控制类指令75

4-3 简单程序设计举例77

一、减法77

二、十进制加法77

三、十进制减法78

四、乘法78

五、除法79

六、查表乘法80

第五章 MCS-48系统的扩展81

5-1 程序存贮器的扩展81

一、外部程序存贮器扩展原理框图81

二、对外部程序存贮器的取指过程81

5-2 数据存贮器的扩展83

一、256字节数据存贮器的扩展83

二、1024字节外部数据存贮器的扩展85

5-3 I/O口的扩展86

一、8243扩展器I/O接口86

二、8D触发器输出接口89

三、三态门输入接口92

5-4 8155多功能组合芯片的扩展94

一、8155的主要功能95

二、8155的扩展和应用举例95

5-5 A/D和D/A转换器的扩展98

一、ADC0809的扩展98

二、5G14433A/D转换器的扩展100

三、5G7520D/A转换器的扩展105

第六章 I/O设备107

6-1 单片机控制VOESA打印机107

一、VOESA打印机107

二、单片机与打印机的接口线路108

三、控制打印机的程序框图109

四、编制程序过程中的注意事项109

五、打印记录实例111

6-2 六位七段码显示111

一、六位七段码显示的接口电路111

二、字符显示时序113

三、显示程序举例114

四、程序清单115

6-3 转换开关输入装置118

一、硬件结构118

二、应用举例119

6-4 拨盘输入装置122

一、BCD码拨盘122

二、BCD码拨盘与计算机连接123

三、读拨盘程序124

6-5 键盘输入装置125

一、键盘125

二、键译码126

三、键盘处理程序框图和程序清单127

第七章 MCS-48应用实例129

7-1 液位加压系统自动计数控制装置129

一、自动计数控制装置简介129

二、自动计数控制装置的硬件结构130

三、自动计数控制装置的软件设计131

四、自动计数控制装置的程序清单134

7-2 电位器炭片阻值自动分选仪136

一、工作原理137

二、分选仪结构和程序总框图138

三、56路A/D转换的接口电路和软件设计139

四、56个炭片等级显示的接口电路和软件设计143

7-3 MTC1-5/1精密温度控制器147

一、系统原理和组成简介147

二、硬件结构148

三、软件152

四、控温特性156

7-4 功率因数补偿控制器157

一、控制器简介158

二、功率因数角？的检测159

三、电力电容切换装置161

第三篇 MCS-51系列单片机162

第八章 MCS-51组成162

8-1 MCS-51系列概述162

8-2 MCS-51系统结构163

一、MCS-51的总体结构163

二、微处理器164

三、存贮器167

四、I/O口168

8-3 MCS-51存贮器组织170

一、程序存贮器171

二、内部数据存贮器171

三、特殊功能寄存器172

四、位寻址空间172

五、外部数据存贮器和I/O口174

8-4 MCS-51指令系统175

一、寻址方式175

二、程序状态字PSW179

三、指令系统180

8-5 定时器／计数器200

一、定时器结构200

二、定时器的工作方式202

三、8052/8032的定时器T2204

四、定时器的应用举例207

8-6 串行接口210

一、MCS-51串行接口211

二、串行接口的工作方式212

三、波特率设计221

四、串行接口的应用实例224

8-7 中断系统231

一、中断请求源232

二、中断控制233

三、中断响应过程235

四、外部中断响应时间236

五、外部中断的方式选择236

六、8031的单步运行控制236

七、多外中断源系统设计237

第九章 MCS-51程序设计240

9-1 循环程序设计240

一、循环程序的导出240

二、除法程序设计242

三、多重循环245

四、循环程序的结构和优化246

9-2 查表程序设计248

9-3 散转程序设计253

一、使用转移指令表的散转程序253

二、使用地址偏移量表的散转程序255

三、使用转向地址表的散转程序256

四、利用RET指令实现的散转程序256

9-4 子程序和参数传递方法257

一、用工作寄存器或累加器来传递参数258

二、用指针寄存器来传递参数258

三、用堆栈来传递参数259

四、程序段参数传递261

9-5 数制转换263

一、整数十翻二263

二、小数十翻二265

三、整数二翻十267

四、小数二翻十269

9-6 浮点数运算子程序270

一、多字节浮点数格式270

二、多字节浮点数规格化子程序271

三、多字节二进制整数转换为浮点数子程序272

四、多字节浮点数取补子程序273

五、多字节浮点数对阶子程序273

六、多字节浮点数加法子程序274

七、多字节浮点数减法子程序276

八、多字节浮点数乘法子程序277

九、多字节浮点数除法子程序281

第十章 MCS-51系统扩展技术287

10-1 程序存贮器设计287

一、可擦洗只读存贮器EPROM287

二、8051和8751的程序存贮器扩展289

三、8031的程序存贮器扩展290

四、访问外部程序存贮器的时序291

五、实用的程序存贮器设计292

10-2 外部扩展数据存贮器的设计293

一、RAM存贮器电路293

二、外部RAM电路的逻辑设计294

三、外部数据存贮器的数据传送295

四、实用的数据存贮器设计296

10-3 扩展I/O口设计297

一、8255A通用并行接口电路298

二、8155RAM/IO扩展器305

三、8279可编程键盘／显示器接口310

四、8253可编程定时器／计数器318

五、8251串行通信接口323

六、74LSTTL电路的应用329

第十一章 MCS-51模拟电路接口技术331

11-1 D/A电路接口技术331

一、D/A电路原理331

二、8位数模电路DAC 0832333

三、10位D/A转换器AD7520335

11-2 A/D电路接口技术337

一、双积分A/D变换器原理338

二、4位半双积分A/D转换器ICL7135338

三、5G14433和MCS-51的接口344

四、逐次逼近法A/D变换器原理346

五、0816A/D变换器346

六、0809和MCS-51的接口方法350

第十二章 输入／输出设备351

12-1 显示器接口351

一、显示器结构351

二、显示器工作原理351

三、动态显示程序设计352

12-2 键盘接口354

一、键盘工作原理354

二、键盘接口方法355

三、键输入程序设计355

四、定时扫描方式358

五、中断扫描方式358

六、键盘显示器和8279的接口方法358

12-3 打印机接口361

一、GP16微打印机的接口方法361

二、PP40彩色描绘器的接口方法368

12-4 智能终端接口375

一、RS232C电平转换器375

二、MCS-51和终端的接口376

12-5 磁带机接口377

一、调幅方式接口电路和程序设计378

二、调频方式386

第十三章 MCS-51应用系统设计387

13-1 控制系统设计387

一、控制系统基本要求387

二、皮带配料秤388

三、程序控制器400

13-2 智能仪器仪表设计412

一、智能仪器仪表特点412

二、智能仪器仪表设计413

三、智能仪器仪表常用功能部件416

四、智能电度表设计举例423

13-3 智能外设控制器设计427

一、微机针打工作原理与接口信号427

二、GP16-Ⅱ控制器硬件结构429

三、GP16-Ⅱ软件设计431

四、打印子程序设计436

第十四章 MCS-51应用系统的研制和调试方法440

14-1 MCS-51应用系统研制方法440

一、确定任务441

二、总体设计441

三、硬件设计方法441

四、软件设计方法443

14-2 MCS-51单片机开发工具446

一、ICE-5100/252在线仿真器447

二、DSG-51在线仿真系统448

三、SICE通用单片机在线仿真系统456

14-3 MCS-51应用系统调试459

一、常见硬件故障分析460

二、硬件调试方法460

三、软件调试方法461

第四篇 MCS-96系列单片机464

第十五章 MCS-96硬件结构464

15-1 MCS-96概述464

一、MCS-96系列的功能特性464

二、MCS-96的应用范围465

三、MCS-96系列产品465

15-2 中央处理器469

一、CPU总线469

二、CPU寄存器文件469

三、寄存器算术逻辑单元470

15-3 振荡器及内部时序471

一、振荡器471

二、内部时序472

15-4 存贮空间472

一、寄存器文件473

二、特殊功能寄存器473

三、预留存贮空间473

四、内部ROM476

五、存贮控制器476

六、系统总线476

七、就绪477

15-5 中断结构478

一、中断源478

二、中断控制479

三、中断优先权480

四、中断时序482

15-6 定时器482

一、定时器1482

二、定时器2483

三、定时器中断483

15-7 高速I/O483

一、高速输入484

二、高速输出487

15-8 A/D输入和脉宽调制D/A输出490

一、A/D输入490

二、脉宽调制D/A输出491

15-9 串行接口493

一、串行接口工作方式493

二、多处理器通信494

三、串行口控制494

四、波特率的确定495

15-10 I/O口495

一、口功能496

二、I/O口编程注意事项497

15-11 复位、掉电方式、监视跟踪定时器498

一、复位498

二、掉电方式500

三、监视跟踪定时器501

第十六章 MCS-96软件结构502

16-1 操作数寻址方式502

一、操作数类型502

二、操作数寻址方式503

16-2 指令系统506

一、程序状态字506

二、8096指令系统使用符号的约定508

三、指令系统说明509

16-3 8096汇编指令到目标指令的翻译特点536

一、汇编指令中使用的寄存器必须先定义后使用537

二、正确使用8096汇编语言中的寻址方式537

三、不同寻址方式下指令目标代码的确定538

附录539

附录Ⅰ MCS-48指令表539

附录Ⅱ MCS-51指令表543

附录Ⅲ MCS-51指令编码表548

附录Ⅳ MCS-96指令表556

附录Ⅴ MCS-96指令操作码与状态时间表559

附录Ⅵ 常用芯片引脚563