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8051单片机彻底研究（基础篇）
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第1章单片机的来龙去脉.................................................................2
1-1单片机从头说起.....................................................................2
1-2单片机与个人电脑的比较............................................................2
1-3典型的单片机应用系统.................................................................4
1-4最简化的单片机系统...........................................................................5
1-5单片机开发的实际问题.................................................................7
1-6本书的单片机学习环境....................................................................8
第2章8051单片机简介..............................................................12
2-1微型控制器与微型处理器................................................................12
2-2时势造英雄：MCS-51系列单片机..................................................12
2-38051单片机功能方框图...............................................................14
2-48051系统复位分析...................................................................20
习题.............................................................................................22
第3章单片机的汇编语言....................................................................26
3-18051单片机的程序设计..............................................................26
3-2写汇编程序的预备知识................................................................26
3-3汇编语言的基本架构.................................................................27
3-4写汇编语言前：熟悉寄存器与指令..............................................28
3-5试写一个8051汇编程序..............................................................30
3-6配合示波器做汇编语言的除错......................................................31
3-7更进一步的8051汇编程序.........................................................33
3-88051的反汇编程序....................................................................34
习题............................................................................................34
第4章8051的存储器...........................................................................36
4-18051内部存储器的分配.................................................................36
4-2程序存储器空间..............................................................................37
4-3外部数据存储器空间.....................................................................37
4-4内部数据存储器空间.............................................................38
习题...........................................................................................39
第5章8051指令的寻址模式..............................................................42
5-18051执行指令的过程...............................................................42
5-28051的直接寻址模式............................................................45
5-38051的间接寻址模式...................................................................46
5-48051的寄存器寻址模式...............................................................47
5-58051的立即寻址模式.....................................................................49
5-68051的索引寻址模式....................................................................49
习题..............................................................................................51
第6章 8051指令说明..........................................................................54
6-18051指令格式.................................................................................54
6-28051指令概述.................................................................................54
6-38051指令集整理.......................................................................56
6-4影响标志位的指令.................................................................58
6-58051指令解析一：算术运算指令....................................................59
6-68051指令解析二：逻辑运算与移位指令..........................................62
6-78051指令解析三：数据传送指令.....................................................64
6-88051指令解析四：布尔变量操作指令................................................68
6-98051指令解析五：程序分支指令......................................................69
习题.....................................................................................75
第7章8051单片机的引脚说明.............................................................78
7-18051单片机的引脚...................................................................78
7-2认识AT89C2051........................................................................81
7-38051与AT89C2051的差异...........................................................84
7-4AT89C系列的下一步..............................................................84
习题.............................................................................................8.6
第8章8051基本程序练习..................................................................88
8-1工具的准备............................................................................88
8-28051汇编程序X8051与LINK4的操作................................................89
8-3基础范例一：LED的亮与灭.........................................................90
8-4基础范例二：蜂鸣器的使用.........................................................92
8-5基础范例三：指示灯...................................................................93
8-6基础范例四：七段显示器的使用..................................................95
8-7基础范例五：按键的使用............................................................99
习题.......................................................................................102
第9章8051控制板线路说明..............................................................104
9-1如何选用控制板......................................................................104
9-2AT2051控制板的特点..............................................................105
9-3线路分析.................................................................................105
9-4AT2051控制板的应用与学习方向..................................................108
9-5AT2051元件表及元件照片.........................................................110
9-6组装指南.............................................................................112
9-7组装的测试步骤...................................................................113
第10章8051定时/计数彻底研究......................................................124
10-1什么是定时/计数................................................................124
10-28051定时器和计数器安排......................................................124
10-3定时/计数器相关的寄存器.......................................................125
10-48051的Timer定时/计数器设置步骤...............................................127
10-5 Timer模式0彻底研究...........................................................128
10-6Timer模式1彻底研究..............................................................130
10-7 Timer模式2彻底研究.........................................................137
10-8 Timer模式3彻底研究.........................................................138
10-98051Timer模式3的再探讨.....................................................139
第11章8051中断彻底研究.........................................................142
11-1为何要有中断...............................................................142
11-28051的中断................................................................142
11-5中断的寄存器（IE和IP）的介绍..........................................146
11-68051的中断源彻底研究..........................................................148
11-78051的中断设置步骤............................................................150
11-8AT2051控制板在中断上的安排................................................151
11-9内部计数器0中断程序范例.......................................................151
11-10外部负边沿中断INTO程序范例.............................................157
11-11外部低电平中断程序范例.................................................160
11-12串行传输中断程序范例.....................................................162
习题.........................................................................................168
第12章8051串行通信彻底研究（一）.............................................170
12-1为何要通信....................................................................170
12-2如何进行串行通信......................................................171
12-3RS232C的规格...............................................................173
12-48051的串行接口概述..........................................................175
12-5申行传输控制有关的寄存器：SCON.............................................177
12-68051串行传输的波特率设置.....................................................178
12-7串行传输模式0彻底研究..................................................179
12-8串行传输模式1彻底研究.......................................................184
12-9串行传输模式2彻底研究......................................................188
12-10串行传输模式3彻底研究...................................................191
第13章8051串行通信彻底研究（二）.................................................196
13-18051的多处理器通信彻底研究......................................................196
13-2AT2051的串行硬件线路分析.........................................................199
13-3AT2051控制板如何与PC连接....................................................200
13-4多处理器通信的写法分析.........................................................201
13-58051串行接口发送硬件分析.....................................................202
13-6串行传输实用程序范例............................................................205
13-7串行传输的应用与影响..........................................................207
习题...........................................................................................208
进阶练习篇
第14章 AT2051进阶练习（一）.......................................................210
14-1练习：蜂鸣器的控制................................................................210
14-2练习：中断服务程序所占用的时间..............................................213
14-3练习：七段显示器的初步使用....................................................215
14-4练习：ACC值的转换与显示.......................................................218
14-5练习：BCD值的转换与显示...................................................221
14-6练习：按键操作的确认.............................................................224
14-7练习：学习波形Duty Cycle的计算与显示......................................227
14-8练习：学习温度值的换算与显示...................................................227
14-9练习：温度值每秒读取两次的写法...............................................228
14-10练习：另一种温度测量的写法..................................................229
习题...........................................................................................230
第15章AT2051进阶练习（二）...............................................................234
15-1练习：启动RS485串行通信接口.................................................234
15-2练习：练习温度值转成ASCIⅡ字符串的写法.......................................235
15-3练习：串行传输的写法.........................................................236
15-4练习：串行传输的写法二..........................................................237
15-5练习：将温度的精确度提高到小数点后一位...................................238
15-6练习：串行除错程序的加入.......................................................239
习题.........................................................................................240
第16章AT2051进阶练习（三）...................................................242
16-1练习：写入一个字节的数据到E'PROM 24LC16内...........................242
16-2练习：E2PROM的读回写法分析...............................................243
16-3练习：ID值读取的写法....................................................244
16-4练习：如何判断E2PROM是否存在...........................................245
16-5练习：ID值的在线更改...........................................................246
16-6练习：配合ID调用的串行通信程序........................................246
16-7练习：串行通信程序的除错....................................................247
16-8练习：RS485通信程序的完整版............................................248
第17章汇编语言的写法分析与除错.....................................................254
17-1汇编语言的难点.........................................................................254
17-2写程序的重点..............................................................................254
17-3LED除错法..................................................................................254
17-4蜂鸣器除错法...........................................................................255
17-5DISPLAY除错法.........................................................................255
17-6串行通信除错法.........................................................................256
17-7仪器协助除错法.........................................................................257
17-8高级仪器除错法...................................................................257
习题.......................................................................................258
第18章8051例程归纳整理..................................................................260
18-1清除4个内部DATA MEMORY地址.............................................260
18-2清除4个外部DATA MEMORY地址...............................................260
18-3将外部数据存储器上4个字节值存入内部数据存储器...........................261
18-4将4个内部数据值转存到外部数据存储器中......................................261
18-5内部数据存储器内4字节相加（不含正负符号）...............................262
18-6内部数据存储器的值和外部数据存储器的值相加...............................262
18-7内部数据存储器的4字节相减.....................................................263
18-8将内部数据存储器内的值取补码.................................................263
18-9对外部数据存储器做16位的加法运算.........................................264
18-10对外部存储器做减法运算.........................................................264
18-11内部数据存储器做值的比较..........................................................265
18-12外部数据存储器做整段值的比较.............................................265
18-13内部数据存储器区与累加器做比较...............................................266
18-144字节不含正负符号的乘法运算...............................................266
18-154字节不含正负符号的除法运算...................................................267
18-16对外部数据存储器内的值做异或运算产生一个校验码..........................268
18-17确认外部数据存储器（4字节）的校验码是否正确............................269
18-18在内部数据存储器内产生4个随机数..............................................269
18-19检查外部数据存储器（16位）是否为0000H.....................................270
18-20检查外部数据存储器（16位）的值是否为1000................................271
18-21检查外部数据存储器（16位）的值是否比5000大............................271
18-22将外部数据存储器（16位）值转换成6个BCD码.............................272
18-23将ACC值（<99）转换成两个BCD码..........................................273
18-24将累加器的值转换成3个BCD码...................................................273
18-25检查一段外部数据存储器（2KB）的读写功能...................................274
18-26计算2KB程序空间的校验和（CHECKSUM）.......................................274
18-27清除外部数据存储器共2048个地址...............................................275
18-28将1个字节值转换成ASCⅡ码，供数据显示用..................................275
18-29将ASCII码转换成二进.制...................................................276
第19章混合式示波器的认识与使用....................................................280
19-2基本测量示范....................................................................283
19-3特殊信号测量.........................................................................285
第20章数字电表的使用...................................................................288
20-1数字电表功能..............................................................................288
20-2数字电表操作要点...................................................................288
20-3数字电表使用时的特别注意事项...................................................290
20-4AT2051控制板操作示范............................................................291
20-5电表的校正.........................................................................291
习题............................................................................................293
第21章USB烧录器的安装与使用........................................................296
21-1旗威USB烧录器....................................................................296
21-2烧录器的安装...........................................................................296
21-3烧录程序的安装....................................................................297
21-4烧录功能说明............................................................................297
21-5 Files文件菜单......................................................................299
21-6IC芯片菜单........................................................................301
21-7Programmer烧录器菜单.............................................................303
21-8Diagnostic 诊断菜单....................................................................305
21-9USB烧录器特殊用法...............................................................306
21-10USB烧录器注意事项...........................................................307
习题.......................................................................................307
附录............................................................................................309
附录AASCII表..........................................................................309
附录B8051相关IC引脚图............................................................311
附录C8051指令集总整理..................................................................314
附录D8051指令整理（按功能划分）................................................324
附录E8051指令整理（按十六进制排列）..........................................329
附录F8051SFR表与RESET后的初始值.............................................336
附录GSFR特殊功能寄存器整理表....................................................337
附录H如何购买电子元件.............................................................340
附录l如何识别晶体管（三极管）的引脚..............................................342
附录J如何看Data Sheet................................................................345
附录K如何焊接...........................................................................347
附录L如何上网找元件..............................................................349
8051单片机各种引脚的用法及功能解析
8051系列各种芯片的引脚是互相兼容的，8051，8751和8031均采用40脚双列直播封装型式。当然，不同芯片之间引脚功能也略有差异。8051单片机是高性能的单片机，因为受到引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能，其中有些功能是8751芯片所专有的。各引脚功能简要说明如下：
51单片机引脚图
VCC（40脚）：电源端，为＋5V。
Vss（20脚）：接地端。
时钟电路引脚XLAL2（18脚）：接外部晶体和微调电容的一端。若需采用外部时钟电路时，该引脚输入外时钟脉冲，要检查8051的振荡电路是否正确工作，可用示波器查看XLAL2端是否有脉冲信号输出。
时钟电路引脚XLAL1（19脚）：接外部晶体的微调电容的另一端。在片内它是振荡电路方相放大器的输入端。在采用外部时钟时，该引脚必须接地。
RST（9脚）：RST是复位信号输入端，高电平有效。当此输入端保持两个机器周期，即24个时钟振荡周期的高电平时，就可以完成复位操作。RST引脚的第二功能是VPD，即备用电源的输入端。当主电源Vcc发生故障降低到低电平规定值时，将＋5V电源自动接入RST端，为RAM提供备用电源，以保证存储在RAM中的信息不丢失，以使电源正常后能继续正常运行。
ALE（30脚）：地址锁存允许信号端。当8051上电正常工作后，ALE引脚不断向外输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率fosc的1/6。CPU访问片外存储器时，ALE输出信号作为锁存低8位地址的控制信号。在CPU访问片外数据存储器时，会丢失一个脉冲。平时不访问外存储器时，ALE端也可1/6的振荡频率固定输出正脉冲，因而ALE也可以用作对外输出时钟或定时信号。如果你想看一下8051芯片的好坏，可用示波器查看ALE端是否有脉冲信号输出，如有，则8051基本上是好的。ALE端的负载驱动能力为8个LS型TTL。此引脚的第二功能PROG是对片内带有4K EPROM的8751固化程序时，作为编程脉冲输入端。
PSCN（29脚）：程序存储器允许输出信号端。在访问片外程序存储器时，此端 口定时输出脉冲作为读片外程序存储器的选通信号。此引脚EPROM的OE端，PSCN端有效，即允许读出片外EPROM中的指令码。CPU在外部EPROM取指区间，PSCN信号在每个机器周期中有两个有效。PSCN端同样可驱动8个LS型TTL。要检查一个8051小系统上电后CPU能否正确到EPROM中读取指令码，也可用示波器看PSEN端无脉冲输出，如有，说明基本上正常工作。
EA（31脚）：外部程序存储器地址允许输入端。当EA引脚接高电平时，CPU访问片内EPROM并执行内部程序存储器中的指令，但在程序计数器PC的值超过OFFFH时，将自动转向执行片外程序存储器内的程序 。当输入信号EA引脚接低电平时，CPU只访问外部EPROM并执行外部程序存储器中的指令，而不管是否有片内程序存储器。对于无片内ROM的8031，必须外扩EPROM，此时必须将EA引脚接地。此引脚的第二功能Vpp是对8751片内EPROM固化编程时，作为施加较高编程电压输入端。
P0口（39—32脚）：P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O端口。作为漏极开路的输出端口，每位能驱动8个LS型TTL负载。当P0口作为输入口使用时，应先向口锁存器（地址80H）写入全1，此时P0口的全部引脚浮空，可作为高阻抗输入。作输入口使用时要先写1，这就是准双向的含义。在CPU访问片外存储器时，P0口是分时提供低8位地址和8位数据的复用总线。在此区间，P0口内部上拉电阻有效。
P1口（1脚—8脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口。P1口的每一位能驱动4个LS型TTL负载。在P1口锁存器（地址90H）写入全1，此时P1口引脚由内部上拉电阻接成高电平。
P2口（21脚—28脚）：P2口是一个带内部上接电阻的8位准双向I/O端口。、P2口的每一位能驱动4个LS型TTL负载。
P3口（21脚—28脚）：P3口是一个带内部上接电阻的8位准双向I/O端口。P3口的每一位能驱动4个LS型TTL负载。P3口与其他I/O口有很大区别，它除作为一般准双向I/O口外，每个引脚还具有专门的功能。
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