本书共分9章。第1、2章介绍一些计算机的基础知识和MCS-51单片机的基本结构。第3章分为两部分，首先详细介绍MCS-51单片机的指令系统，然后结合指令的应用讲解汇编语言程序设计。第4章集中剖析MCS-51单片机片内集成的各个功能单元，并列举了许多应用例子说明其实用的方法。第5～7章讲解单片机系统存储器和I/O接口的扩展与应用、A/D与D/A转换器的接口以及单片机的串行数据接口。第8章介绍单片机C语言程序设计和开发环境。第9章通过多个实例讲解单片机应用系统的设计与仿真调试过程。

本书全面介绍了MCS-51单片机的结构原理、系统扩展及接口技术。在软件基础方面，本书讲解了指令系统与汇编语言程序设计及C语言程序设计；在硬件基础方面，本书按MCS-51单片机内部集成的功能单元和片外扩展的单元两大部分分别介绍了单片机内部的I/O接口、中断系统、定时器/计数器、串行口，以及存储器扩展、I/O接口扩展的技术与应用；最后，本书通过多个实例讲解了单片机应用系统的设计与仿真技术。

单片机原理与接口技术是一门实用型的课程，本书在内容编写上注重理论与实践的结合，具体体现在3个方面：在每章知识点的介绍中，结合多个小实例进行举例说明，形象直观；部分章节设计了实践性较强的实验，实验内容与相应的理论知识密切相关；最后一章是单片机应用系统设计综合实例，讲解单片机应用系统的实际设计过程与仿真调试，使读者能够把握应用系统的软硬件综合设计的技术。

本书可作为高等院校的单片机原理与接口技术课程的教材，也可作为单片机原理与接口技术课程设计和实验课程的教学参考书。

第1章 微型计算机基础/1

 1.1 微型计算机概述/1

1.1.1 基本概念/1

1.1.2 计算机的基本构成/2

1.1.3 微型计算机的基本构成/5

1.1.4 微型计算机的基本工作原理/5

 1.2 微型计算机的基础知识/7

1.2.1 数制及其转换/7

1.2.2 二进制算术与逻辑运算/12

1.2.3 微型计算机的码制与编码/15

 1.3 单片机概述/19

1.3.1 单片机的结构特点/20

1.3.2 单片机的主要产品系列/21

1.3.3 单片机的应用/22

1.3.4 单片机应用系统开发/23

 习题与思考题/24

第2章 MCS-51单片机结构原理/26

 2.1 MCS-51单片机内部结构/26

2.1.1 MCS-51单片机内部的结构图/26

2.1.2 CPU结构/27

2.1.3 存储器结构特点/28

2.1.4 并行I/O接口/28

2.1.5 中断系统/29

2.1.6 定时器/计数器/29

2.1.7 串行I/O接口/29

 2.2 MCS-51单片机存储器结构/29

2.2.1 MCS-51单片机存储器的结构图/29

2.2.2 MCS-51单片机程序存储器的组成/30

2.2.3 MCS-51单片机数据存储器的组成/30

 2.3 MCS-51单片机的引脚信号/36

2.3.1 MCS-51单片机引脚图/36

2.3.2 MCS-51单片机引脚的逻辑功能/37

 2.4 MCS-51单片机的工作方式/38

2.4.1 复位电路与复位方式/38

2.4.2 程序执行方式/39

2.4.3 节电方式/39

2.4.4 EPROM的编程与校验方式/40

 2.5 MCS-51单片机的时钟电路与时序/42

2.5.1 时钟电路/42

2.5.2 振荡周期、机器周期和指令周期/43

2.5.3 典型指令的时序/44

2.5.4 外部ROM访问时序/45

2.5.5 外部RAM访问时序/46

 2.6 MCS-51单片机的应用系统/46

2.6.1 MCS-51单片机外部总线结构/46

2.6.2 8051/8751/AT89C51最小应用系统/47

2.6.3 8031最小应用系统/48

 习题与思考题/48

第3章 MCS-51单片机指令系统与汇编语言程序设计/50

 3.1 MCS-51指令系统概述/50

3.1.1 指令及指令格式/50

3.1.2 MCS-51单片机指令分类/51

3.1.3 MCS-51单片机指令系统/53

 3.2 寻址方式/54

 3.3 数据传送指令/59

3.3.1 内部传送指令/59

3.3.2 外部传送指令/62

 3.4 算术与逻辑运算和移位指令/65

3.4.1 算术运算指令/65

3.4.2 逻辑运算指令/70

3.4.3 移位指令/72

 3.5 控制转移指令和位操作指令/74

3.5.1 控制转移指令/74

3.5.2 位操作指令/80

 3.6 汇编语言程序设计/84

3.6.1 汇编语言的语句种类和格式/85

3.6.2 汇编语言源程序的设计与汇编/87

3.6.3 汇编语言程序设计的结构/90

 3.7 汇编语言程序设计实验/108

3.7.1 学习仿真器的使用及简单编程/108

3.7.2 运算处理程序设计与调试/110

 习题与思考题/112

第4章 MCS-51单片机的内部接口单元/116

 4.1 I/O接口电路概述/116

4.1.1 I/O接口电路的作用/116

4.1.2 端口与接口/117

4.1.3 外设的编址方式/118

4.1.4 CPU与外设之间的数据传送方式/118

 4.2 MCS-51单片机的内部并行I/O接口及应用/120

4.2.1 MCS-51单片机的内部并行I/O接口结构/120

4.2.2 MCS-51单片机的内部并行I/O接口应用/123

 4.3 MCS-51的中断系统/125

4.3.1 中断系统概述/125

4.3.2 MCS-51的中断系统结构/127

4.3.3 中断系统的应用/133

 4.4 MCS-51的定时器/计数器/135

4.4.1 定时器/计数器T0和T1的结构及工作原理/135

4.4.2 定时器/计数器T0和T1的工作方式/137

4.4.3 定时器/计数器对输入信号的要求/139

4.4.4 定时器/计数器T0和T1的编程与应用/140

 4.5 MCS-51的串行接口/143

4.5.1 串行通信基础/143

4.5.2 MCS-51串行接口结构/146

4.5.3 串行接口控制寄存器（SCON）和电源控制寄存器（PCON）/147

4.5.4 MCS-51串行接口的工作方式/148

4.5.5 MCS-51串行接口的应用/151

 4.6 外部中断、定时器/计数器和串行接口实验/155

4.6.1 外部中断实验/155

4.6.2 定时器/计数器实验/156

4.6.3 MCS-51串行通信实验/157

 习题与思考题/158

第5章 半导体存储器及并行I/O接口扩展/160

 5.1 半导体存储器的扩展/160

5.1.1 半导体存储器基础/160

5.1.2 只读存储器（ROM）/165

5.1.3 随机存取存储器（RAM）/173

5.1.4 MCS-51存储器的外部扩展/177

 5.2 MCS-51并行I/O接口的扩展/184

 5.3 LED显示器的设计/191

5.3.1 LED数码显示管显示原理/191

5.3.2 MCS-51对LED的控制/192

 5.4 按键和键盘的设计/197

5.4.1 独立式非编码键盘的设计/198

5.4.2 行列式非编码键盘的设计/200

 5.5 存储器扩展、动态显示和键盘的实验/204

5.5.1 数据存储器扩展实验/204

5.5.2 动态显示实验/205

5.5.3 按键、键盘与显示实验/206

 习题与思考题/207

第6章 A/D和D/A转换器的接口/209

 6.1 D/A转换器/209

6.1.1 D/A转换器的原理/209

6.1.2 D/A转换器的性能指标/210

6.1.3 DAC0832转换器介绍/211

6.1.4 DAC0832转换器的应用/212

 6.2 A/D转换器/217

6.2.1 逐次逼近式A/D转换器的原理/217

6.2.2 A/D转换器的性能指标/218

6.2.3 ADC0809转换器介绍/218

6.2.4 ADC0809转换器的应用/221

 6.3 D/A转换器与A/D转换器的应用实验/224

6.3.1 D/A转换器的应用实验/224

6.3.2 A/D转换器的应用实验/225

 习题与思考题/226

第7章 单片机的串行数据接口/228

 7.1 串行数据接口RS-232/485/228

7.1.1 RS-232/485接口标准/228

7.1.2 单片机的RS-232C接口实现/229

7.1.3 单片机的RS-485接口实现/231

 7.2 I2C总线接口/232

7.2.1 I2C总线协议/232

7.2.2 I2C总线接口存储器/236

 7.3 SPI串行总线接口/240

7.3.1 SPI总线协议/241

7.3.2 SPI总线器件/243

7.3.3 SPI接口时钟日历芯片DS1302/244

 7.4 1-Wire总线接口/251

7.4.1 单总线技术简介/252

7.4.2 单总线数据通信协议/253

7.4.3 单总线数字温度传感器DS18B20介绍/256

7.4.4 DS18B20的应用/261

 7.5 RS-232双机串行通信实验/262

 习题与思考题/262

第8章 单片机C语言程序设计/264

 8.1 C51程序设计语言/264

8.1.1 标识符与关键字/264

8.1.2 数据类型/266

8.1.3 变量的存储种类和存储器类型/268

8.1.4 绝对地址的访问/269

8.1.5 中断服务程序/271

8.1.6 Cx51的库函数/272

 8.2 C51的运算符和表达式/274

8.2.1 赋值运算符/274

8.2.2 算术运算符/274

8.2.3 关系运算符/275

8.2.4 逻辑运算符/276

8.2.5 位运算符/278

8.2.6 复合运算符/280

8.2.7 指针和地址运算符/280

 8.3 C51集成开发环境/281

8.3.1 安装Keil C51/281

8.3.2 Keil C51的使用方法/281

 8.4 单片机C语言应用程序设计实例/287

 8.5 单片机C语言应用程序设计实验/292

 习题与思考题/292

第9章 单片机应用系统设计/294

 9.1 按键与MAX7219显示驱动器的应用/294

9.1.1 设计任务说明/294

9.1.2 电路原理图设计/297

9.1.3 参考程序设计/297

9.1.4 应用Keil C51与Proteus程序进行调试与仿真/304

 9.2 点阵字符型LCD显示器与4×4键盘的应用/307

9.2.1 设计任务说明/307

9.2.2 电路原理图设计/310

9.2.3 参考程序设计/310

9.2.4 应用Keil C51与Proteus程序进行调试与仿真/315

 9.3 DS18B20与点阵式LED显示器的应用/317

9.3.1 设计任务说明/317

9.3.2 电路原理图设计/318

9.3.3 参考程序设计/318

9.3.4 应用Keil C51与Proteus程序进行调试与仿真/322

 9.4 单片机串行通信的应用/323

9.4.1 设计任务说明/323

9.4.2 参考程序设计/324

9.4.3 应用Keil C51与Proteus程序进行调试与仿真/328

附录A MCS-51系列单片机指令表/330

附录B ASCII字符表/335

附录C Proteus ISIS简介/337

参考文献/340