單片機(jī)有體積小、功能強(qiáng)、功耗低、可靠性高和性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)，在過(guò)程控制、機(jī)電一體化產(chǎn)品、智能儀器、家用電器以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信等方面得到廣泛應(yīng)用。

單片機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了四位、八位、十六位及三十二位單片機(jī)的發(fā)展階段，世界上一些著名的半導(dǎo)體器件廠家都開(kāi)發(fā)了單片機(jī)，如Intel、Motorola、Zilog、PHILIPS等。20世紀(jì)80年代中期，Intel公司將8051內(nèi)核使用權(quán)以專(zhuān)利互換和出售形式轉(zhuǎn)讓給世界許多著名IC制造廠商，如PHILIPS、Siemens、AMD、OKI、NEC、Atmel等，這樣8051就成為有眾多制造商支持的、發(fā)展出上百種品種、功能更豐富、內(nèi)存容量更大、運(yùn)行速度更快的MCS-51大家族。8051軟件工具已有C級(jí)編譯器及實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（RTOS），在RTOS的支持下，單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，更可靠，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，因而8051是單片機(jī)教學(xué)的首選機(jī)型。

C51語(yǔ)言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，有功能豐富的庫(kù)函數(shù)，運(yùn)算速度快，編譯效率高，有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)硬件的控制，支持當(dāng)前程序設(shè)計(jì)中廣泛采用的由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)，C51語(yǔ)言程序具有完善的模塊程序結(jié)構(gòu)，從而為軟件開(kāi)發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法提供有力的保障。用C51語(yǔ)言開(kāi)發(fā)系統(tǒng)軟件，可大大縮短開(kāi)發(fā)周期，增加軟件的可讀性，便于系統(tǒng)改進(jìn)和擴(kuò)充。C51語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的軟件在軟件質(zhì)量、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、程序穩(wěn)定性等方面具有匯編語(yǔ)言無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。因此，用C51語(yǔ)言進(jìn)行8051單片機(jī)程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢(shì)，使用C51語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已成為MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)的主流。

筆者認(rèn)為，單片機(jī)教學(xué)中的程序設(shè)計(jì)也應(yīng)該以C51語(yǔ)言為主，以匯編語(yǔ)言為輔。對(duì)匯編語(yǔ)言掌握到只要可以讀懂程序，在時(shí)間要求比較嚴(yán)格的模塊中進(jìn)行程序的優(yōu)化即可。采用C51語(yǔ)言也不必對(duì)單片機(jī)和硬件接口的結(jié)構(gòu)有很深入的了解，編譯器可以自動(dòng)完成變量的存儲(chǔ)單元的分配，編程者只需專(zhuān)注于應(yīng)用軟件部分的設(shè)計(jì)，大大加快了軟件的開(kāi)發(fā)速度。

本書(shū)是作者多年來(lái)從事單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及課程教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，編寫(xiě)時(shí)體現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：

目的明確，重在實(shí)用。本書(shū)不是C51語(yǔ)言手冊(cè)，也不是硬件手冊(cè)。C51手冊(cè)厚達(dá)數(shù)百頁(yè)，接口技術(shù)也涉及方方面面，本書(shū)只介紹常用的、實(shí)用的方法與技巧。只要讀者理解、掌握了本書(shū)提供的應(yīng)用實(shí)例，就已具備了用C51進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的能力。C51有很多煩瑣的語(yǔ)義語(yǔ)法如連接、定位、各種各樣的庫(kù)函數(shù)等，本書(shū)并未涉及，讀者在掌握本書(shū)知識(shí)，對(duì)C51有了初步的整體認(rèn)識(shí)后，就有足夠的信心與能力在需要時(shí)去查閱相關(guān)資料。

內(nèi)容齊全，由淺入深；結(jié)構(gòu)合理，條理清晰。本書(shū)的硬件內(nèi)容部分涵蓋了單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部資源及常用的外部資源，講解了常用的接口技術(shù)及方法，軟件內(nèi)容部分涵蓋了C51常用的語(yǔ)法規(guī)范和使用方法、技巧；全書(shū)從前至后按內(nèi)容難易分三個(gè)層次，即C51基礎(chǔ)知識(shí)篇、接口篇和提高篇；按單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)分，先從單片機(jī)內(nèi)部資源開(kāi)始介紹，再介紹外部擴(kuò)展資源，層次分明。

硬件與軟件結(jié)合，理論與實(shí)踐結(jié)合。書(shū)中自第6章開(kāi)始，所有C51源程序均對(duì)應(yīng)著特定的硬件或應(yīng)用，通過(guò)翔實(shí)豐富的C51源程序（配中文注釋?zhuān)﹣?lái)理解并掌握對(duì)硬件的控制，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

大量實(shí)例，可移植性強(qiáng)。書(shū)中提供的大量源程序只需稍加修改，即可在實(shí)際工作中加以應(yīng)用。

本書(shū)教學(xué)學(xué)時(shí)建議為64學(xué)時(shí)，具體安排如下：

第一部分C51基礎(chǔ)知識(shí)篇（共計(jì)20學(xué)時(shí)）：第1章C51基本語(yǔ)法（4學(xué)時(shí)），第2章C51基本結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)），第3章數(shù)組（4學(xué)時(shí)），第4章函數(shù)（4學(xué)時(shí)），第5章指針、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合和枚舉（4學(xué)時(shí)）。

第二部分C51接口篇（共計(jì)32學(xué)時(shí)）：第6章 8051內(nèi)部資源編程（4學(xué)時(shí)），第7章8051外部常用擴(kuò)展資源編程（4學(xué)時(shí)），第8章人機(jī)接口技術(shù)（12學(xué)時(shí)），第9章數(shù)據(jù)采集編程（4學(xué)時(shí)），第10章通信編程（4學(xué)時(shí)），第11章新型串行總線(xiàn)技術(shù)（4學(xué)時(shí)）。

第三部分C51提高篇（共計(jì)12學(xué)時(shí)）：第12章Keil C51編譯及連接技術(shù)（4學(xué)時(shí)），第13章RTX51實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)），第14章單片機(jī)綜合應(yīng)用實(shí)例（4學(xué)時(shí)）。

如果讀者有C語(yǔ)言編程基礎(chǔ)，則第一部分只需學(xué)習(xí)第1章1.2小節(jié)內(nèi)容，第三部分可以根據(jù)需要選學(xué)。

本書(shū)由張道德根據(jù)多年的單片機(jī)教學(xué)、科研經(jīng)驗(yàn)編著完成。參加本書(shū)編寫(xiě)工作的還有張錚、游達(dá)章、周敬東、劉祎祺、胡新宇、顧夢(mèng)霞以及奚旗文、周文嵩等。全書(shū)由楊光友主審。

希望本書(shū)能對(duì)單片機(jī)的教學(xué)、應(yīng)用推廣起到一定的作用。由于本書(shū)內(nèi)容覆蓋面廣，加上本人水平有限，難免有誤漏之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正，讀者可通過(guò)電子郵件：hgzdd@163.com，直接與作者聯(lián)系。

讀者使用本書(shū)時(shí)，所需的Keil C51軟件可在周立功單片機(jī)網(wǎng)站http://www.zlgmcu.com或Keil的官方網(wǎng)站http://www.keil.com下載軟件評(píng)估版。

為方便讀者學(xué)習(xí)，作者開(kāi)發(fā)了與本書(shū)配套的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板，支持在線(xiàn)編程，有需要該開(kāi)發(fā)版的讀者可以通過(guò)電子郵件hgzdd@126.com與作者聯(lián)系。書(shū)中所有C51源代碼均在Keil C51 V7.0環(huán)境下編譯、調(diào)試通過(guò)，可以在中國(guó)水利水電出版社的網(wǎng)站（http://www.waterpub.com.cn/softdown）下載，也可在作者個(gè)人網(wǎng)站下載，網(wǎng)站為http://www.dpjjx.com。

張道德

2007年1月

前言
第一部分 C51基礎(chǔ)知識(shí)篇
第1章 C51基本語(yǔ)法 1
1.1 C51基本數(shù)據(jù)類(lèi)型 1
1.2 常量與變量 2
1.2.1 常量 2
1.2.2 變量 3
1.2.3 8051片內(nèi)資源及位變量 6
1.3 自定義變量類(lèi)型typedef 8
1.4 運(yùn)算符與表達(dá)式 9
1.4.1 賦值運(yùn)算 9
1.4.2 算術(shù)運(yùn)算 9
1.4.3 關(guān)系運(yùn)算 11
1.4.4 邏輯運(yùn)算 11
1.4.5 位運(yùn)算 12
1.4.6 自增減運(yùn)算及復(fù)合運(yùn)算 13
1.4.7 條件運(yùn)算符 14
1.4.8 逗號(hào)運(yùn)算符 15
習(xí)題一 15
第2章 C51基本結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 16
2.1 順序結(jié)構(gòu) 16
2.2 選擇結(jié)構(gòu) 17
2.2.1 if語(yǔ)句 17
2.2.2 switch-case語(yǔ)句 20
2.3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 22
2.3.1 while語(yǔ)句 23
2.3.2 do-while語(yǔ)句 24
2.3.3 for語(yǔ)句 25
2.3.4 循環(huán)嵌套 26
2.4 轉(zhuǎn)移語(yǔ)句 27
2.4.1 goto語(yǔ)句 27
2.4.2 break語(yǔ)句 28
2.4.3 continue語(yǔ)句 28
習(xí)題二 29
第3章 數(shù)組 30
3.1 一維數(shù)組 30
3.1.1 一維數(shù)組的定義 30
3.1.2　一維數(shù)組元素的引用 31
3.1.3 一維數(shù)組的初始化 32
3.1.4 一維數(shù)組應(yīng)用舉例 32
3.2 　二維數(shù)組 33
3.2.1 二維數(shù)組的定義 33
3.2.2 二維數(shù)組元素的引用 34
3.2.3 二維數(shù)組的初始化 34
3.2.4 二維數(shù)組應(yīng)用舉例 35
3.3 字符數(shù)組 35
3.4 多維數(shù)組 37
習(xí)題三 38
第4章　函數(shù) 39
4.1　函數(shù)的說(shuō)明與定義 39
4.1.1 函數(shù)說(shuō)明 39
4.1.2 函數(shù)定義 40
4.2 函數(shù)的調(diào)用 40
4.2.1 函數(shù)的簡(jiǎn)單調(diào)用 40
4.2.2 函數(shù)的參數(shù)傳遞 41
4.2.3 函數(shù)的遞歸調(diào)用 43
4.3 函數(shù)作用范圍與變量作用域 44
習(xí)題四 45
第5章　指針、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合和枚舉 46
5.1 指針 46
5.1.1 指針和地址 46
5.1.2 指針和數(shù)組 50
5.1.3 字符指針 52
5.1.4 指針數(shù)組 53
5.1.5 指針作為函數(shù)的形參 54
5.2 結(jié)構(gòu)體 55
5.2.1 結(jié)構(gòu)變量的定義 55
5.2.2 結(jié)構(gòu)變量的引用 57
5.2.3 結(jié)構(gòu)數(shù)組和結(jié)構(gòu)指針 58
5.3 聯(lián)合體 63
5.3.1 聯(lián)合變量的定義 63
5.3.2 結(jié)構(gòu)和聯(lián)合的區(qū)別 64
5.4 枚舉 65
習(xí)題五 66
第二部分 C51接口篇
第6章 8051內(nèi)部資源編程 68
6.1 輸入/輸出（I/O）端口 68
6.1.1 并行I/O口結(jié)構(gòu)及功能 68
6.1.2 應(yīng)用實(shí)例 71
6.2　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 72
6.2.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu) 72
6.2.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式 72
6.2.3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制寄存器 75
6.2.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)常數(shù)的計(jì)算 77
6.2.5 應(yīng)用實(shí)例 78
6.3 中斷 79
6.3.1 中斷的基本概念 79
6.3.2 中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 79
6.3.3 中斷的控制 80
6.3.4 中斷響應(yīng)過(guò)程及中斷入口地址 81
6.3.5 C51中斷程序設(shè)計(jì) 82
6.4 串行口 84
6.4.1 串行口的結(jié)構(gòu)與控制 84
6.4.2 串行口的工作方式 86
6.4.3 波特率的計(jì)算 89
6.4.4 串行口初始化 90
6.4.5　應(yīng)用實(shí)例 90
習(xí)題六 93
第7章 8051外部常用擴(kuò)展資源編程 94
7.1 綜合擴(kuò)展芯片8155 94
7.1.1 8155結(jié)構(gòu)及工作原理 94
7.1.2 8155應(yīng)用實(shí)例 97
7.2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302 99
7.2.1 DSl302的結(jié)構(gòu)及工作原理 99
7.2.2 DS1302與MCS-51單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例 103
例7-2 104
習(xí)題七 106
第8章 人機(jī)接口技術(shù) 107
8.1 鍵盤(pán)及其接口 107
8.1.1 獨(dú)立式鍵盤(pán)接口 108
8.1.2 行列式鍵盤(pán)接口 110
8.2 LED顯示器接口 112
8.2.1 LED顯示器的結(jié)構(gòu)與原理 112
8.2.2 LED顯示方式 113
8.2.3 LED顯示器接口實(shí)例 115
8.2.4 LED顯示管理芯片MAX7219 116
8.3 LCD顯示器接口 120
8.3.1 LCD顯示器的基本原理 121
8.3.2 液晶顯示控制器SED1330原理與應(yīng)用實(shí)例 122
8.4 打印機(jī)接口 135
8.4.1 TPμP-40A的主要性能、接口要求及時(shí)序 135
8.4.2 字符代碼及打印命令 137
8.4.3 應(yīng)用實(shí)例 139
8.5 語(yǔ)音芯片ISD4004 141
8.5.1 ISD4004的工作原理 141
8.5.2 應(yīng)用實(shí)例 146
習(xí)題八 152
第9章 數(shù)據(jù)采集編程 154
9.1 概述 154
9.2 D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832 155
9.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) 155
9.2.2 DAC0832引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 156
9.2.3 DAC0832的應(yīng)用 157
9.2.4 DAC0832應(yīng)用實(shí)例 159
9.3 A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809 161
9.3.1 逐次逼近型ADC基本原理 161
9.3.2 ADC0809應(yīng)用實(shí)例 162
9.3.3 A/D接口設(shè)計(jì)要點(diǎn) 164
9.4 8位A/D轉(zhuǎn)換器TLC0832 165
9.4.1 主要技術(shù)特點(diǎn) 165
9.4.2 TLC0832的工作原理 165
9.4.3 應(yīng)用實(shí)例 167
習(xí)題九 169
第10章 通信編程 170
10.1 MCS-51單片機(jī)與PC機(jī)通信 170
10.1.1 MAX232簡(jiǎn)介 170
10.1.2 PC機(jī)的串行口 171
10.1.3 單片機(jī)與PC機(jī)通信應(yīng)用實(shí)例 172
10.2 多機(jī)通信技術(shù) 174
10.2.1 多機(jī)通信原理 174
10.2.2 多機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 175
習(xí)題十 184
第11章 新型串行總線(xiàn)技術(shù) 185
11.1 SPI接口技術(shù) 185
11.1.1 SPI 總線(xiàn)簡(jiǎn)介 185
11.1.2 SPI總線(xiàn)的工作原理 185
11.1.3 MCS-51單片機(jī)的SPI接口虛擬實(shí)現(xiàn) 186
11.1.4 SPI接口應(yīng)用實(shí)例——X5045看門(mén)狗定時(shí)器 186
11.2 I2C總線(xiàn)接口 196
11.2.1 I2C總線(xiàn)簡(jiǎn)介 196
11.2.2 I2C總線(xiàn)的工作原理 196
習(xí)題十一 203
第三部分 C51提高篇
第12章 Keil C51編譯及連接技術(shù) 204
12.1 預(yù)處理器 204
12.1.1 宏定義 204
12.1.2 預(yù)處理指令 205
12.1.3 文件包含 207
12.2 C51編譯庫(kù)及代碼優(yōu)化技術(shù) 208
12.2.1 C51編譯庫(kù) 208
12.2.2 代碼優(yōu)化 208
12.3 C51與ASM混合編程技術(shù) 209
12.3.1 混合編程意義 209
12.3.2 C51模塊內(nèi)的匯編接口 209
12.3.3 C51與匯編的模塊間接口 211
12.3.4 應(yīng)用實(shí)例 213
12.4 Keil C51環(huán)境下的分頁(yè)技術(shù) 214
12.4.1 Keil C51的Bankswitch原理 214
12.4.2 基于PSD813F2的分頁(yè)硬件設(shè)計(jì) 215
12.4.3 分頁(yè)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程及實(shí)例 215
習(xí)題十二 219
第13章 RTX51實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng) 221
13.1 多任務(wù)編程思想 221
13.1.1 單任務(wù)機(jī)制工作原理 221
13.1.2 多任務(wù)機(jī)制工作原理 222
13.2 RTX51的特點(diǎn)及運(yùn)行要求 223
13.2.1 RTX51的特點(diǎn) 223
13.2.2 RTX51對(duì)硬件的要求 223
13.2.3 RTX51對(duì)軟件的要求 224
13.3 RTX51的基本概念及實(shí)例分析 224
13.3.1 任務(wù)的狀態(tài)及定義 224
13.3.2 RTX51事件 226
13.3.3 RTX51中斷處理 228
13.3.4 RTX51 TINY的配置 229
13.4 RTX51 TINY的內(nèi)核原理 230
13.4.1 同步機(jī)制 230
13.4.2 調(diào)度規(guī)則 230
13.4.3 任務(wù)控制塊 230
13.4.4 存儲(chǔ)器管理 231
13.4.5 代碼分析 231
13.5 應(yīng)用實(shí)例 233
13.5.1 鍵盤(pán)顯示系統(tǒng) 233
13.5.2 交通燈控制 238
習(xí)題十三 239
第14章 單片機(jī)綜合應(yīng)用實(shí)例 240
14.1 MCS-51單片機(jī)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸裝置 240
14.1.1 電話(huà)網(wǎng)遠(yuǎn)程通信原理 240
14.1.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 240
14.1.3 DTMF電路HT9200A 243
14.1.4 FSK調(diào)制解調(diào)芯片MSM7512B 244
14.1.5 數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鬟^(guò)程 245
14.1.6 軟件設(shè)計(jì) 245
14.2 工業(yè)洗衣機(jī)模糊控制器的設(shè)計(jì) 253
14.2.1 模糊控制器的設(shè)計(jì) 253
14.2.2 模糊推理軟件設(shè)計(jì) 255
附錄A Keil C51菜單調(diào)試技巧 269
附錄B 微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)軟件抗干擾的常用方法 286
參考文獻(xiàn) 290
參考資料 291

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