Microcontroller application technology

This book aims at the practical application of single-chip microcomputers, combines theory with practice, and uses a large number of examples when explaining knowledge points. The textbook is written in a concise and precise manner, highlighting the key points and main points. It not only maintains the systematic nature of knowledge, but also focuses on cutting into the subject in an easy-to-understand way to analyze the difficult points, so that students can have a more comprehensive understanding of the relevant knowledge elements of single-chip microcomputers in a short time, adapting to the needs of modern fast-paced learning. The content includes: (1) Research and development environment of single-chip microcomputer application system, mainly mastering the research steps and methods of single-chip microcomputer application system, the use of Keil and Proteus, and using single-chip microcomputer development tools to design simple single-chip microcomputer application system; (2) The hardware structure of MCS-51 series single-chip microcomputer, mainly mastering the internal structure and parallel input and output ports of MCS-51 series single-chip microcomputer; (3) MCS-51 single-chip microcomputer instruction system, assembly language software program design, C language program design; (4) Timer/counter, interrupt, serial input/output principle and application, etc.; (5) MCS-51 series single-chip microcomputer interface and application, mainly mastering the principle and application design of various interfaces such as LED digital tube, keyboard, A/D conversion, D/A conversion, etc.; (4) Application system design of MCS-51 single-chip microcomputer in industrial control, mainly mastering and using bus technology, storage technology, communication technology, etc. to design single-chip microcomputer application system. This book is a teaching book for the microcontroller principles and applications courses in electrical engineering, electronic information and similar majors in colleges and universities that cultivate applied talents. It can also be used as a reference book for a large number of scientific and technological personnel. Preface Chapter 1 MCS.51 MCU and Hardware Structure 1 1. 1 MCS.51 MCU Basics 1 1. 1. 1 MCU Development History 1 1. 1. 2 MCU Applications 2 1. 1. 3 MCU Development Trends 3 1. 1. 4 MCU Classification 3 1. 1. 5 MCS.51 Series MCUs 4 1. 2 MCU Internal Structure and Working Principle 6 1. 2. 1 MCU Internal Structure 6 1. 2. 2 MCU Memory Structure 10 1. 2. 3 MCU Pin Function 14 1. 2. 4 Clock Circuit and Timing 16 1. 2. 5 Reset and Reset Circuit 19 Chapter Summary 20 Exercises 20 Chapter 2 MCS.51 MCU Instruction System and Program Design 22 2. 1 Keil How to use C51 22 2. 2 Overview of the microcontroller instruction system 31 2. 2. 1 The concept of instructions and instruction system 31 2. 2. 2 Instruction format 32 2. 2. 3 Instruction system description 33 2. 2. 4 Addressing mode 33 2. 3 Data transfer instructions 36 2. 3. 1 On-chip data transfer instructions 36 2. 3. 2 Off-chip RAM data transfer instructions 40 2. 3. 3 Off-chip ROM data transfer instructions 42 2. 4 Arithmetic and logical operation instructions 43 2. 4. 1 Arithmetic operation instructions 43 2. 4. 2 Logical operation instructions 47 2. 5 Control transfer instructions 49 2. 5. 1 Unconditional transfer instructions 49 2. 5. 2 Conditional transfer instructions 51 2. 5. 3 Subroutine call and return instructions 53 2. 5. 4 No-Operation Instructions 55 2. 6 Bit Operation Instructions 55 2. 6. 1 Bit Transfer Instructions 55 2. 6. 2 Bit Set, Bit Clear Instructions 55 2. 6. 3 Bit Logic Operation Instructions 56 2. 6. 4 Bit Control Transfer Instructions 56 2. 7 Assembly Language Programming 57 2. 7. 1 Overview of Assembly Language Programming 57 2. 7. 2 Programming Flowchart 60 2. 7. 3 Program Structure 61 Chapter Summary 68 Exercises 70 Chapter 3 Parallel I/O Port Structure and Application 73 3. 1 Parallel I/O Port 73 3. 1. 1 P0 Port Structure, Function, and Operation 73 3. 1. 2 P1 Port Structure, Function, and Operation 75 3. 1. 3 P2 Port Structure, Function, and Operation 76 3. 1. 4 P3 Port Structure, Function, and Operation 77 3.2 Parallel I/O port structure, function and operation 76 3.2 Parallel I/O port application design 77 3.2.1 Design requirements 77 3.2.2 System analysis 77 3.2.3 Proteus 7.8 Hardware design 77 3.2.4 Keil C51 software design 83 3.2.5 Joint debugging in Keil and Proteus 83 3.2.6 System simulation test 84 3.2.7 Physical production 84 Summary of this chapter 84 Exercises 85 Chapter 4 Timer/Counter structure and application 86 4.1 Timer/Counter structure and function 87 4.2 Timer/Counter control 88 4.3 Timer/Counter working mode 89 4.4 Timer application design 91 Summary of this chapter 96 Exercises 96 Chapter 5 Interrupt system and application 97 5.1 Interrupt system 97 5. 1.1 Concept of Interrupt 97 5.1.2 Interrupt Source 97 5.1.3 Interrupt System Control 99 5.1.4 Interrupt Processing 101 5.2 Expansion of External Interrupt Sources of MCS.51 MCU 104 5.3 Interrupt Application Design 106 Chapter Summary 113 Exercises 114 Chapter 6 Display and Keyboard Interface Technology of MCS.51 MCU 115 6.1 Display Interface 115 6.1.1 LED Display and Interface 115 6.1.2 LED Display Application Design 117 6.1.3 Liquid Crystal Display Technology 122 6.1.4 Liquid Crystal Application Design 126 6.2 Keyboard Interface 132 6.2.1 Keyboard Working Principle 133 6.2.2 Independent Keyboard 133 6.2.3 6.2.4 Matrix keyboard 136 6.2.5 Matrix keyboard application design 137 Chapter summary 140 Exercises 140 Chapter 7 MCS.51 MCU serial communication 142 7.1 MCS.51 MCU serial interface 142 7.1.1 MCS.51 MCU serial interface structure 143 7.1.2 Serial interface control register 143 7.1.3 Serial interface working mode 145 7.2 MCU serial interface application 149 7.3 Serial port application design 153 Chapter summary 157 Exercises 158 Chapter 8 MCS.51 MCU measurement and control interface 159 8.1 DA converter and its application 159 8.1.1 DA converter overview 160 8.1.2 DAC0832 chip and interface with microcontroller 161 8. 1. 3 DA conversion application design 166 8. 2 AD converter and application 168 8. 2. 1 AD converter overview 168 8. 2. 2 ADC0809 chip and interface with microcontroller 169 8. 2. 3 AD conversion application design