在電子信息技術領域中，單片機的應用非常廣泛
。因此，單片機原理與應用技術方面的課程也成為了
相關專業的一門重要的技術基礎課。
近年來，國家啟動了“卓越工程師培養計劃”，
為了配合該計劃的實施，我們編寫了這本教材，希望
它能為卓越工程師的培養做出貢獻。
劉嵐、尹勇、撒繼銘、周嶸、方浩等編著的《單
片計算機基礎及應用》共11章，首先敘述了微型計算
機的基礎知識，如數制與編碼、總線、接口、堆棧、
中斷、定時與計數等。在此基礎上，詳細講解了51單
片機的基本結構、寄存器、指令繫統、基本接口、應
用編程和外部擴展等內容。本書深入淺出、循序漸進
，以基礎知識為鋪墊，從實際應用的角度將軟、硬件
講解相結合，並精心安排了大量習題，力圖體現基礎
性、實用性和先進性。
本書可作為電子信息類、計算機類和機電、自動
化類等專業學生的教材，也可作為相關工程人員的參
考用書。

1 計算機基礎知識
1.1 概述
1.1.1 計算機的產生和發展
1.1.2 計算機的分類及特點
1.1.3 計算機的架構和指令集分類(馮·洛伊曼和哈佛、CISC和RISC)
1.2 數制與編碼
1.2.1 數制的基本概念
1.2.2 常用的數制分類(二、八、十、十六進制)
1.2.3 數制的表示方法
1.2.4 數制轉換
1.3 數據在計算機內的表示
1.3.1 數據在計算機內的二進制形式表示
1.3.2 帶符號二進制數的表示法(原碼、反碼、補碼)
1.3.3 二進制數的算術運算(進位、溢出等概念)
1.3.4 二進制數的邏輯運算
1.4 常用編碼(BCD、ASCII、漢字編碼)
1.4.1 BCD碼
1.4.2 ASCII碼
1.4.3 漢字編碼
1.5 定點數與浮點數
1.5.1 定點數
1.5.2 浮點數
2 計算機的基本工作原理
2.1 計算機的組成單元
2.2 中央處單元(CPU)
2.3 存儲器
2.3.1 半導體存儲器簡介
2.3.2 半導體存儲器的工作原理
2.3.3 靜態RAM的內部結構
2.3.4 靜態RAM存儲器芯片Intel 2114
2.3.5 動態RAM的內部結構
2.3.6 動態RAM存儲器芯片Intel 2164A
2.4 I／O接口
2.4.1 I／0接口的功能
2.4.2 CPU與I／O接口之間的信息
2.4.3 I／O接口的內部結構
2.5 總線
2.5.1 內部總線
2.5.2 繫統總線
2.5.3 外部總線
2.6 數據的基本單位
2.6.1 單位表示
2.6.2 大端格式和小端格式
2.6.3 規則字和非規則字
2.7 計算機繫統
2.7.1 8086計算機繫統
2.7.2 PC計算機繫統
2.7.3 51單片機繫統
2.8 計算機的程序執行
2.8.1 PC機的程序執行
2.8.2 51單片機的程序執行
2.9 流水線
3 MCS一51單片機內部結構
3.1 單片機簡介
3.1.1 單片機的發展
3.1.2 單片機的分類
3.1.3 單片機應用等級
3.1.4 單片機應用領域
3.2 51單片機的內部結構
3.3 存儲器
3.3.1 51單片機的存儲器組織
3.3.2 程序存儲器
3.3.3 外部數據存儲器
3.3.4 內部數據存儲器
3.4 特殊功能寄存器
3.5 時鐘電路與復位電路
3.5.1 時鐘電路
3.5.2 基本時序單位
3.5.3 復位電路
3.6 引腳功能
3.7 單片機*小繫統
4 51單片機的指令繫統
4.1 程序設計語言
4.1.1 指令、指令繫統和程序
4.1.2 機器碼和機器語言
4.1.3 助記符和彙編語言
4.1.4 **語言
4.2 尋址方式
4.2.1 立即尋址
4.2.2 直接尋址
4.2.3 寄存器尋址
4.2.4 寄存器間接尋址
4.2.5 變址尋址
4.2.6 相對尋址
4.2.7 位尋址
4.3 基本指令
4.3.1 傳送類指令
4.3.2 字節交換指令
4.3.3 算術運算和邏輯運算指令
4.3.5 控制轉移指令
4.3.6 位操作指令
5 51單片機彙編程序設計
5.1 概述
5.2 彙編語言的語句格式
5.3 偽指令
5.4 彙編語言程序設計步驟
5.5 順序程序設計
5.6 分支程序設計
5.7 循環程序設計
5.8 位操作程序設計
5.9 子程序
6 51單片機的C程序設計
6.1 概述
6.2 C51程序結構
6.2.1 C51的函數
6.2.2 C51的中斷函數
6.3 C51的數據類型
6.4 數據的存儲器類型和存儲器模式
6.4.1 數據的存儲器類型
6.4.2 存儲器模式
6.4.3 變量說明
6.5 指針
6.5.1 指針和指針變量
6.5.2 指針變量的類型
6.5.3 指針變量的說明
6.5.4 指向數組的指針變量
6.6 C51對SFR、可尋址位、存儲器和I／O口的定義
6.6.1 特殊功能寄存器SFR定義
6.6.2 對位變量的定義
6.6.3 C51對存儲器和外接I／O口的**地址訪問
6.7 C51的運算符
6.8 函數
6.8.1 函數的分類
6.8.2 函數的定義
6.8.3 函數的調用
6.8.4 對被調函數的說明
6.9 彙編語言和C語言的混合編程
6.9.1 c語言程序和彙編語言程序參數的傳遞
6.9.2 C語言程序調用彙編語言程序舉例
6.10 開發工具簡介(Keil C)
6.10.1 繫統概述
6.10.2 Keil C51單片機軟件開發繫統的整體結構
6.10.3 Keil C51操作入門示例
6.10.4 在Keil C51下調試仿真
7 51單片機中斷繫統
7.1 中斷的基本概念
7.1.1 中斷、中斷繫統和中斷源
7.1.2 中斷的種類
7.1.3 中斷的處理過程
7.1.4 中斷優先級和中斷嵌套
7.2 51單片機的中斷繫統
7.2.1 中斷源
7.2.2 51單片機的中斷寄存器
7.3 MCS-51中斷處理過程
7.3.1 中斷響應條件
7.3.2 中斷響應過程
7.3.3 中斷的清除
7.4 中斷的程序設計
7.4.1 中斷初始化
7.4.2 主程序的安排
7.4.3 中斷編程舉例
8 51單片機的I／o接口
8.1 P0～P3口的功能和內部結構
8.1.1 接口功能與內部結構
8.1.2 負載能力
8.2 I／O口編程舉例
8.3 用並行口設計LED數碼顯示器
8.3.1 LED數碼管結構及編碼
8.3.2 LED數碼管的顯示方式
8.3.3 LED數碼管譯碼
8.4 用並行口設計鍵盤電路
8.4.1 概述
8.4.2 獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤
9 51單片機定時／計數器
9.1 概述
9.1.1 定時與計數的概念
9.1.2 定時的方法
9.1.3 初始值與溢出
9.2 51單片機定時／計數器工作原理
9.2.1 單片機定時／計數器結構
9.2.2 定時器／計數器的寄存器
9.3 51單片機定時／計數器的工作方式
9.3.1 工作方式
9.3.2 初始值C的計算方法及加載方式
9.4 51單片機定時／計數器的應用
9.4.1 定時／計數器的初始化編程
9.4.2 應用編程舉例
10 51單片機的串行接口
10.1 概述
10.1.1 同步通信和異步通信方式
10.1.2 通信方向
10.1.3 串行通信接口的任務
10.1.4 波特率和發送接收時鐘
10.1.5 信號的調制和解調
10.1.6 RS一232介紹及通信線的連接
10.1.7 單片機串行通信電路
10.2 單片機串行口的結構與工作原理
10.2.1 串行口結構
10.2.2 工作原理
10.2.3 波特率的設定
10.3 串行口的控制寄存器
10.3.1 串行口的控制寄存器SCON
10.3.2 電源控制寄存器PCON
10.4 串行口的工作方式
10.5 串行口的應用編程
10.5.1 查詢方式
10.5.2 中斷方式
10.6 利用串行口方式0擴展I／O口
11 51單片機的擴展
11.1 單片機繫統總線和繫統的擴展方法
11.1.1 單片機繫統的引腳規律
11.1.2 外圍芯片的引腳規律
11.1.3 繫統擴展的方法
11.1.4 譯碼方法(線選、譯碼器)
11.2 存儲器的擴展
11.2.1 存儲器的引腳規律
11.2.2 時序
11.2.3 程序存儲器的擴展
11.2.4 數據存儲器的擴展
11.3 I／O接口的擴展
11.3.1 通用鎖存器、緩衝器的擴展
11.3.2 可編程並行接口芯片的擴展
11.4 存儲器和I／O綜合擴展舉例
11.5 定時器／計數器擴展
11.6 中斷的擴展
11.7 D／A擴展
11.7.1 D／A概述
11.7.2 DAC20832的擴展接口
11.7.3 DAC0832的應用舉例
11.7.4 DACl210的擴展接口
11.8 A／D擴展
11.8.1 A／D概述
11.8.2 ADC0809的擴展接口
11.8.3 AD574的擴展接口
11.9 隔離與驅動
附錄MCS一51指令表
參考答案
主要參考文獻