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第一章 单片机概述 1

1.1 引言 1

1.1.1 单片机的特点 1

1.1.2 单片机的现状和发展趋向 2

1.1.3 单片机的应用 4

1.2 MCS-48系列单片机 4

1.2.1 MCS-48结构 6

1.2.2 MCS-48指令系统 13

1.3 MCS-51系列单片机 24

1.3.1 MCS-51结构 25

1.3.2 定时器/计数器 34

1.3.3 串行接口 37

1.3.4 中断系统 44

1.3.5 MCS-51指令格式和寻址方式 50

1.3.6 MCS-51指令系统 56

第二章 单片机软件开发的方法 75

2.1 软件开发的方法 75

2.1.1 程序开发的步骤 75

2.1.2 程序设计方法 76

2.1.3 编程技巧 79

2.2 测试和调试 81

2.2.1 排错的手段 81

2.2.2 程序的测试 82

2.2.3 程序的调试 84

2.3 单片机开发的手段和工具 85

2.3.1 开发的目的 85

2.3.2 开发的手段 87

2.3.3 常用的单片机开发系统 88

3.1.1 定点数的表示方法 97

第三章 运算程序设计方法 97

3.1 定点数运算 97

3.1.2 定点数加减运算 105

3.1.3 定点数乘法运算 109

3.1.4 定点数除法运算 119

3.2 十进制数运算 139

3.2.1 十进制数表示方法 140

3.2.2 十进制数加减法运算 143

3.2.3 十进制数乘法运算 148

3.2.4 十进制数除法运算 153

3.3 浮点数运算 157

3.3.1 浮点数表示方法 158

3.3.2 浮点数加减法运算 168

3.3.3 浮点数乘除法运算 180

3.3.4 定点数与浮点数的转换 186

3.3.5 浮点数多项式计算 189

3.4 数制转换 195

3.4.1 定点数数制转换 196

3.4.2 浮点数数制转换 208

第四章 单片微机常用数值方法 223

4.1 代数插值 223

4.1.1 插值多项式 223

4.1.2 插值多项式的应用 227

4.1.3 拉格朗日插值公式 231

4.1.4 分段插值 233

4.2 最小二乘曲线拟合和函数逼近 234

4.2.1 离散点的最小二乘拟合 234

4.2.2 连续函数的逼近 237

4.2.3 切比雪夫多项式 240

4.3 方程的根 254

4.3.1 对分法 254

4.3.2 迭代法 255

4.3.3 牛顿迭代法 256

4.3.4 开平方 258

4.4 数值微分与数值积分 263

4.4.1 数值微分 263

4.4.2 数值积分 266

4.5 常用函数计算方法 270

4.5.1 正弦函数计算 271

4.5.2 指数函数ex计算 278

4.5.3 自然对数计算 282

4.5.4 反正切函数计算 287

第五章 数据处理程序设计方法 292

5.1 数据结构 292

5.1.1 一般查表技术 292

5.1.2 二分法查表 301

5.1.3 链表 308

5.1.4 堆栈 314

5.1.5 队列 317

5.2 测量数据预处理 322

5.2.1 标度变换 322

5.2.2 偏移和增益误差的自动校准 325

5.3 数字滤波技术 328

5.3.1 算术平均值法 329

5.3.2 滑动平均值法 332

5.3.3 防脉冲干扰平均值法 335

5.3.4 数字滤波器 338

5.3.5 具有快速响应的数字滤波器 341

5.4 快速富里叶变换 342

5.4.1 概述 342

5.4.2 FFT算法步骤 346

5.4.3 FFT算法在计算机中的实施 348

5.4.4 单片机8032的FFT设计实例 352

第六章 控制程序设计方法 364

6.1 PID控制算法和程序设计 364

6.1.1 模拟PID控制器 365

6.1.2 数字PID控制算法和程序设计 368

6.1.3 PID算法的改进 380

6.1.4 干扰信号的抑制 385

6.1.5 PID调节器参数的选择 387

6.1.6 采样周期的选择 390

6.2 模糊控制器算法和程序设计 394

6.2.1 模糊数学的概念 395

6.2.2 模糊自动控制的原理 412

6.2.3 实用模糊控制器 418

7.1 中断 437

7.1.1 中断基本概念 437

第七章 实时多任务操作系统 437

7.1.2 中断和并行处理 447

7.2 实时操作系统简介 449

7.2.1 操作系统概述 449

7.2.2 实时操作系统基本功能和结构 450

7.3 实时任务调度 453

7.3.1 任务控制块 453

7.3.2 任务调度的功能 455

7.3.3 任务调度算法 456

7.3.4 任务调度程序设计方法 458

7.3.5 任务的建立和删除 461

7.4 任务通讯控制 462

7.4.1 任务间的通讯 462

7.4.2 信号量 464

7.4.3 信件通信方法 468

7.5 实时时钟 471

7.5.1 系统日历和系统时钟 472

7.5.2 闹钟的实现 474

7.6 输入/输出和中断处理 477

7.6.1 串行口通讯 477

7.6.2 一般中断处理方法 481

7.7 实时多任务操作系统环境下的应用软件设计方法 483

7.7.1 实时操作系统与用户程序的接口 483

7.7.2 任务划分方法和实时操作系统的选择 485

7.7.3 任务程序设计方法 487

7.8 iRMX51实时多任务操作系统 490

7.8.1 iRMX51的结构 490

7.8.2 任务的描述 490

7.8.3 任务的管理和调度 496

7.8.4 中断和实时时钟 500

7.8.5 任务通信 501

第八章 单片微机应用系统设计举例 505

8.1 智能仪器设计举例——RLC自动数字电桥 507

8.1.1 智能仪器设计方法 507

8.1.2 RLC自动数字电桥的功能和测量算法 510

8.1.3 RLC自动数字电桥总体结构 513

8.1.4 RLC自动数字电桥软件 516

8.2 单片机实时控制系统设计举例——皮带配料秤 523

8.2.1 实时控制系统的基本要求 524

8.2.2 皮带配料秤简介 526

8.2.3 皮带配料秤总体结构 527

8.2.4 皮带配料秤软件设计 531

8.3 多机系统设计举例——自动气象数据采集系统 550

8.3.1 多机系统设计特点 550

8.3.2 自动气象数据采集系统简介 553

8.3.3 自动气象站总体结构 555

8.3.4 自动气象站软件结构 558

附录一 MCS-48指令系统 564

附录二 MCS-51指令系统 568

参考书目 574