單片機原理與應用設計（慕課版）（第2版）（C51編程+Proteus仿真）

王海榮： 海口經濟學院教研室主任，海南省一流專業“電子信息工程”負責人，海南省一流本科課程“單片機原理與應用”負責人，教學經驗豐富，學術成果顯著。 （1）教學方面：現擔任多門課程的教學任務，近10年講授的課程包括“單片機原理與應用”“單片機課程綜合實訓”“電子產品仿真設計”“智能儀器原理與設計”“微機原理與接口技術”等。 （2）科研方面：主持多項科研項目，例如主持2018年海口經濟學院一般項目“基於VR情景下殘缺人臉圖像復原技術研究”；主持2018年海口經濟學院教研教改“應用型本科協同創新機制下“四創型”人才培養模式研究”；主持2017年海口經濟學院教研教改““三位一體”專業素質拓展課程體系構建”等等。 （3）著作方面：曾經參編多部圖書，例如，擔任專著《電子電路及單片機設計仿真探究》的副主編，本書於2017年4月在北京工業大學出版社出版，書號：978-7-5639-5369-1。

【章名目錄】 第0章　緒論　1 [模塊1]　單片機基礎設計 第 1章　數制與編碼基礎　12 第 2章　80C51單片機的結構與原理　28 [模塊2]　單片機開發軟件 第3章　Proteus仿真軟件　48 第4章　C51程序設計　67 [模塊3]　單片機人機交互 第5章　數字信號的I/O接口　92 第6章　80C51單片機人機接口　102 [模塊4]　單片機外部擴展I/O接口 第7章　80C51單片機的中斷系統及定時器/計數器　140 第8章　80C51單片機的串行通信　186 第9章　80C51單片機的並行擴展與串行擴展　209 第 10章　80C51單片機的D/A、A/D轉換接口　237 [模塊5]　單片機應用系統設計 第 11章　單片機應用系統設計方法與實例　264 【詳細目錄】 第0章　緒論　1 0.1　微機的組成及微機系統的應用形態　2 0.1.1　微機的組成　2 0.1.2　微機系統的應用形態　2 0.2　單片機的發展過程和產品近況　3 0.2.1　單片機的發展過程　3 0.2.2　單片機的產品近況　4 0.3　單片機的特點及應用領域　5 0.3.1　單片機的特點　5 0.3.2　單片機的應用領域　6 0.4　單片機應用系統的開發流程和開發工具　6 0.4.1　單片機應用系統的開發流程　6 0.4.2　單片機應用系統的開發工具　7 0.5　單片機應用系統開發模塊劃分　9 本章小結　10 練習與思考題0　10 模塊1　單片機基礎設計 第 1章　數制與編碼基礎　12 1.1　數制　13 1.1.1　數制的表示　13 1.1.2　數制的轉換　14 1.2　編碼　17 1.2.1　字符的編碼（ASCII）　17 1.2.2　BCD碼　18 1.2.3　8421BCD碼的加、減運算　19 1.3　二進制數的表示與運算　20 1.3.1　無符號二進制數的表示　20 1.3.2　無符號二進制數的運算　21 1.3.3　帶符號二進制數的表示　24 1.3.4　帶符號二進制數的運算　25 本章小結　26 練習與思考題1　27 第 2章　80C51單片機的結構與原理　28 2.1　80C51單片機概述　29 2.1.1　80C51單片機的分類　29 2.1.2　80C51單片機的結構　29 2.1.3　80C51單片機的內部資源配置　30 2.2　80C51單片機的外部特性　30 2.2.1　80C51單片機的典型產品封裝　31 2.2.2　80C51單片機的引腳功能　31 2.3　80C51單片機最小系統設計　32 2.3.1　時鐘電路設計　33 2.3.2　復位電路設計　34 2.3.3　CPU工作時序基礎　35 2.3.4　CPU的功能單元　35 2.4　80C51單片機的存儲器結構　37 2.4.1　80C51單片機的程序存儲器配置　37 2.4.2　80C51單片機的數據存儲器配置　38 2.4.3　80C51單片機的特殊功能寄存器　39 2.5　80C51單片機的並行輸入/輸出端口　41 2.5.1　P0、P2口的結構和功能　41 2.5.2　P1、P3口的結構和功能　43 本章小結　45 練習與思考題2　45 模塊2　單片機開發軟件 第3章　Proteus仿真軟件　48 3.1　Proteus ISIS基本操作　49 3.1.1　Proteus ISIS的工作界面　49 3.1.2　選擇元器件　49 3.1.3　繪制原理圖　51 3.2　模擬電路仿真設計　56 3.2.1　模擬電路常用元器件　56 3.2.2　模擬電路仿真中的常用儀器　60 3.3　數字電路仿真設計　61 3.3.1　數字電路中的常用元器件與儀器　62 3.3.2　數字電路中常用的調試工具　64 本章小結　65 練習與思考題3　66 第4章　C51程序設計　67 4.1　Keil μVision5開發環境　68 4.1.1　Keil μVision5開發環境簡介　68 4.1.2　Keil μVision5安裝與工程創建　68 4.1.3　程序的編譯與調試　71 4.1.4　工程的設置　73 4.1.5　Proteus與Keil μVision5的聯調　74 4.2　C51語言概述　74 4.2.1　C51程序結構　74 4.2.2　C51語言對ANSI C的擴展　75 4.2.3　C51語言的特點　76 4.3　C51語言的數據類型與運算　76 4.3.1　C51語言的數據類型　76 4.3.2　C51語言的存儲類型　77 4.3.3　80C51硬件結構的C51語言定義　78 4.3.4　C51語言的運算符和表達式　80 4.4　C51語言的流程控制語句　82 4.4.1　選擇語句　82 4.4.2　循環語句　83 4.5　C51語言的指針與數組　84 4.5.1　一般指針　84 4.5.2　基於存儲器的指針　85 4.5.3　數組　85 4.6　C51語言的函數　86 4.6.1　函數的定義　86 4.6.2　函數定義的選項　87 4.6.3　庫函數　88 4.7　C51編程舉例　88 本章小結　90 練習與思考題4　90 模塊3　單片機人機交互 第5章　數字信號的I/O接口　92 5.1　數字信號的輸入　93 5.1.1　數字信號輸入通道的典型結構　93 5.1.2　數字信號輸入接口　94 5.2　數字信號的輸出　95 5.2.1　隔離處理　95 5.2.2　電平轉換和功率放大　95 5.3　電機驅動電路　97 5.3.1　直流電機驅動原理　97 5.3.2　直流電機驅動電路　98 5.3.3　步進電機驅動原理　98 5.3.4　步進電機驅動電路　100 本章小結　100 練習與思考題5　101 第6章　80C51單片機人機接口　102 6.1　LED接口　103 6.1.1　LED驅動電路　103 6.1.2　單片機控制LED舉例　103 6.2　數碼管接口　106 6.2.1　數碼管驅動電路　108 6.2.2　數碼管靜態顯示電路　108 6.2.3　數碼管動態顯示電路　109 6.2.4　4位數碼管動態顯示舉例　109 6.3　點陣屏接口　112 6.3.1　LED點陣模塊　112 6.3.2　點陣屏動態顯示原理　113 6.3.3　點陣屏顯示接口電路　113 6.3.4　8×8點陣屏顯示應用舉例　114 6.4　LCD1602模塊接口　115 6.4.1　LCD1602模塊的外觀和引腳　115 6.4.2　LCD1602模塊的組成　116 6.4.3　LCD1602模塊的指令　118 6.4.4　LCD1602基本操作與時序　119 6.4.5　LCD1602的軟件設計　120 6.4.6　LCD1602模塊的接口電路　121 6.4.7　LCD1602模塊顯示字符串舉例　122 6.5　蜂鳴器接口　124 6.5.1　蜂鳴器驅動電路　124 6.5.2　蜂鳴器發聲舉例　125 6.6　繼電器接口　126 6.6.1　繼電器工作原理　126 6.6.2　繼電器接口電路　127 6.6.3　繼電器舉例　127 6.7　獨立按鍵接口　129 6.7.1　獨立按鍵工作原理　129 6.7.2　獨立按鍵接口電路　130 6.7.3　獨立按鍵控制LED舉例　130 6.8　矩陣鍵盤接口　132 6.8.1　矩陣鍵盤接口電路　132 6.8.2　逐行掃描法讀取矩陣鍵盤鍵值　133 6.8.3　線反轉法讀取矩陣鍵盤鍵值　133 6.8.4　矩陣鍵盤控制數碼管舉例　134 本章小結　137 練習與思考題6　138 模塊4　單片機外部擴展I/O接口 第7章　80C51單片機的中斷系統及定時器/計數器　140 7.1　80C51單片機的中斷系統　141 7.1.1　中斷系統概述　141 7.1.2　80C51中斷系統的結構　142 7.1.3　80C51的中斷源　142 7.1.4　80C51的中斷請求　143 7.1.5　80C51的中斷控制　144 7.2　80C51單片機的中斷服務　147 7.2.1　中斷響應的條件和時間　147 7.2.2　中斷響應過程及中斷服務　149 7.2.3　外部中斷觸發方式的選擇　150 7.2.4　中斷請求的撤銷　150 7.3　80C51單片機中斷應用程序舉例　151 7.3.1　中斷服務程序的編寫　151 7.3.2　外部中斷源應用舉例　152 7.4　80C51的定時器/計數器　156 7.4.1　定時器/計數器的結構和工作原理　157 7.4.2　定時器/計數器的控制　158 7.4.3　定時器/計數器的工作方式　159 7.4.4　最大定時時間的計算　163 7.5　80C52的定時器/計數器T2　164 7.5.1　T2的相關控制寄存器　164 7.5.2　T2的工作方式　165 7.6　定時器/計數器綜合應用舉例　169 7.6.1　定時器/計數器的初始化步驟　169 7.6.2　計數器應用舉例　170 7.6.3　定時器應用舉例　173 7.6.4　定時器/計數器門控位應用舉例　180 7.6.5　定時器/計數器綜合應用舉例　181 本章小結　184 練習與思考題7　185 第8章　80C51單片機的串行通信　186 8.1　串行通信基礎　187 8.1.1　串行通信的基本概念　187 8.1.2　串行通信的接口標準　189 8.2　80C51單片機的串行口　192 8.2.1　80C51單片機串行口的結構和工作原理　192 8.2.2　80C51單片機串行口的控制寄存器　192 8.2.3　80C51單片機串行口的工作方式　194 8.2.4　80C51單片機串行口的波特率確定與初始化步驟　197 8.3　80C51單片機串行口的應用　198 8.3.1　80C51單片機串行口的並行I/O接口擴展　198 8.3.2　單片機與計算機間的串行通信　200 8.3.3　單片機與單片機間的串行通信　203 本章小結　207 練習與思考題8　208 第9章　80C51單片機的並行擴展與串行擴展　209 9.1　80C51單片機並行I/O接口擴展　210 9.1.1　I/O接口擴展概述　210 9.1.2　簡單I/O接口擴展　210 9.1.3　可編程I/O擴展接口芯片8255A　211 9.1.4　8255A應用舉例　214 9.2　一線總線接口及其擴展　216 9.2.1　一線總線技術概述　216 9.2.2　DS18B20數字溫度傳感器　216 9.2.3　DS18B20的操作命令　217 9.2.4　DS18B20的操作時序　217 9.2.5　DS18B20應用舉例　218 9.3　I2C總線接口及其擴展　221 9.3.1　I2C總線基礎　221 9.3.2　80C51的I2C總線時序模擬　222 9.3.3　80C51與AT24C02的接口設計　224 9.3.4　AT24C02應用舉例　225 9.4　SPI總線及其擴展　230 9.4.1　SPI總線基礎　230 9.4.2　SPI總線的數據傳輸時序　231 9.4.3　80C51與DS1302的接口設計　231 9.4.4　DS1302應用舉例　232 本章小結　236 練習與思考題9　236 第 10章　80C51單片機的D/A、A/D轉換接口　237 10.1　概述　238 10.2　80C51單片機與DAC的接口　239 10.2.1　DAC概述　239 10.2.2　80C51單片機與8位DAC0832的接口　240 10.2.3　80C51單片機與12位DAC1208的接口　242 10.2.4　DAC應用舉例　243 10.3　80C51單片機與ADC的接口　245 10.3.1　ADC概述　245 10.3.2　80C51單片機與ADC0809的接口　247 10.3.3　80C51單片機與AD574的接口　249 10.3.4　80C51單片機與MC14433的接口　252 10.3.5　ADC應用舉例　254 10.4　80C51單片機與V/F轉換器的接口　256 10.4.1　V/F轉換器實現A/D轉換的原理　256 10.4.2　常用V/F轉換器LMx31簡介　257 10.4.3　80C51單片機與LM331的接口　258 本章小結　260 練習與思考題10　261 模塊5　單片機應用系統設計 第 11章　單片機應用系統設計方法與實例　264 11.1　80C51單片機應用系統設計過程　265 11.1.1　80C51單片機應用系統設計的基本要求　265 11.1.2　80C51單片機應用系統設計的基本步驟　265 11.2　80C51單片機可靠性設計　267 11.2.1　硬件抗幹擾設計　268 11.2.2　軟件抗幹擾設計　269 11.3　80C51單片機應用系統設計實例　270 11.3.1　節水自動控制系統方案確定　270 11.3.2　節水自動控制系統硬件電路設計　270 11.3.3　節水自動控制系統軟件設計　271 11.3.4　節水自動控制系統仿真　278 本章小結　279 練習與思考題11　279 參考文獻 　280