单片机是指在一块芯片上集成CPU、ROM（或EPROM）、RAM、并行和串行I/O接口，以及定时/计数器等多种功能部件的微型计算机。这种微型计算机也可称为微控制器，具有集成度高、可靠性高、性价比高、适应温度范围宽、抗干扰能力强、小巧、灵活、易于实现机电一体化等优点，现已广泛应用于检测、控制、智能化仪器仪表，以及生产设备自动化、家用电器等领域。本书以MCS-51单片机为主线，系统地介绍了单片机的硬件结构、指令系统与程序设计、中断系统、定时/计数器、串行通信，以及单片机接口的扩展应用，并在此基础上设计了单片机的实验。本书可作为高等院校教材，也可作为广大科技人员的参考书。

翟临博，工学博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向为无线通信优化算法，主持山东省自然科学基金、重点研发项目等省部级项目4项，参与国家自然科学基金2项；在学术期刊及会议发表学术论文10余篇，并被SCI、EI检索；出版专著1部、教材2部；获山东省教学成果奖一等奖1项。

目录

第1章 数据基础及计算机概述 1
1.1 数值型数据的表示 1
1.1.1 进制 1
1.1.2 进制之间的转换 5
1.1.3 带符号数表示 7
1.1.4 定点表示与浮点表示 10
1.2 二进制数的运算 11
1.2.1 算术运算 12
1.2.2 逻辑运算 13
1.2.3 补码的加减运算 14
1.3 非数值型数据的表示 16
1.3.1 汉字ASCII码 16
1.3.2 汉字编码 17
1.4 微型计算机概述 18
1.4.1 有关微型计算机系统的几个概念 18
1.4.2 微型计算机的结构 19
1.4.3 微处理器的基本结构介绍 20
1.4.4 程序执行过程 21
1.5 国粹精华 22
本章小结 24
练习题 24
第2章 MCS-51单片机的硬件结构 25
2.1 MCS-51单片机的内部结构 25
2.1.1 存储器结构 25
2.1.2 CPU结构 29
2.1.3 I/O端口 32
2.1.4 定时/计数器 34
2.1.5 中断系统 34

2.2 MCS-51单片机的引脚及其功能 35
2.3 存储器 37
2.3.1 存储器基础 37
2.3.2 随机存取存储器 39
2.3.3 只读存取存储器 44
2.3.4 一般CPU与存储器的连接及
扩展 49
2.4 MCS-51单片机的工作方式 54
2.4.1 复位方式 54
2.4.2 程序执行方式 55
2.4.3 节电方式 55
2.4.4 EPROM编程和校验方式 58
2.5 MCS-51单片机的时序 59
2.5.1 机器周期和指令周期 59
2.5.2 MCS-51指令的取指/执行时序 60
2.5.3 访问片外ROM/RAM的指令
时序 61
2.6 MCS-51单片机外部存储器的扩展 63
2.6.1 程序存储器的扩展 64
2.6.2 数据存储器的扩展 65
2.7 国粹精华 66
本章小结 68
练习题 68
第3章 指令系统与程序设计 71
3.1 指令的格式与寻址方式 71
3.1.1 指令的格式 71
3.1.2 寻址方式 72
3.2 MCS-51的指令系统 73
3.2.1 数据传送类指令 73
3.2.2 算术运算类指令 75
3.2.3 逻辑操作类指令 78
3.2.4 程序控制类指令 80
3.2.5 布尔位操作指令 82
3.3 MCS-51的伪指令 84
3.4 汇编语言程序设计步骤与结构 87
3.4.1 程序设计步骤 87
3.4.2 程序流程图 88
3.4.3 程序的基本结构 88
3.5 顺序程序设计 89
3.6 分支程序设计 90
3.7 循环程序设计 95
3.8 子程序与运算程序设计 99
3.8.1 子程序设计 99
3.8.2 运算程序设计 103
3.9 宏汇编 109
3.9.1 宏定义 109
3.9.2 宏调用 109
3.9.3 局部标号 110
3.9.4 文件包含 110
3.10 国粹精华 111
本章小结 112
练习题 113
第4章 中断概念及MCS-51的
中断系统 115
4.1 中断的基本概念 115
4.2 MCS-51的中断系统 119
4.3 中断程序设计 128
4.4 国粹精华 131
本章小结 132
练习题 132
第5章 定时/计数器 133
5.1 定时/计数器控制与状态寄存器 133

5.2 定时/计数器的工作方式 135
5.3 定时/计数器的初始设置 137
5.4 应用举例 139
5.5 国粹精华 142
本章小结 148
练习题 148
第6章 串行通信 149
6.1 串行通信的基本知识 149
6.2 MCS-51单片机的串行接口 152
6.3 MCS-51单片机的串行接口的
应用 158
6.4 国粹精华 163
本章小结 165
练习题 166
第7章 I/O接口扩展及单片机
综合应用 167
7.1 I/O接口扩展概述 167
7.1.1 I/O接口的作用 167
7.1.2 I/O接口的编址 168
7.1.3 I/O数据的传送方式 168
7.1.4 数据总线隔离技术 169
7.2 用TTL芯片扩展简单的I/O接口 170
7.2.1 用74LS377扩展8位并行
输出接口 170
7.2.2 用74LS244扩展8位并行
输入接口 171
7.3 MCS-51与可编程并行I/O芯片
8255A的接口 171
7.3.1 8255A内部结构及引脚功能 171
7.3.2 8255A的工作方式及初始化
编程 173
7.4 ADC和DAC及其应用 178
7.4.1　自动测控系统的构成 178
7.4.2 DAC 179
7.4.3 MCS-51对8位DAC0832的
接口 183
7.4.4 ADC0809的接口 186
7.4.5 ADC0809与MCS-51的连接及
应用 189
7.5 MCS-51单片机综合应用实例 192
7.5.1 设计单片机应用系统的
基本步骤 192
7.5.2 篮球专项技能综合测试仪需求
分析和总体设计 194
7.5.3 LED数码管接口 195
7.5.4 键盘输入接口 199
7.5.5 篮球专项技能综合测试仪的
总体功能实现 204
7.5.6 篮球专项技能综合测试仪和
个人计算机的通信 210
7.6 国粹精华 211
本章小结 212
练习题 212
附录A MCS-51实验指导 216
附录B MCS-51指令一览表 226
附录C DVCC试验箱操作命令简介 230