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第1部分 基础篇 1

第1章 Intel单片机导引 1

1.1 单片机的定义、特点及种类 1

1.1.1 什么叫单片机 1

1.1.2 单片机的特点 1

目录 1

1.1.3 单片机的种类 2

1.2 Intel系列单片机及其发展过程简介 2

1.2.1 概述 2

1.2.3 MCS-51系列 3

1.2.2 MCS-48系列 3

1.2.4 MCS-96系列 6

1.2.5 MCS-98系列 13

1.2.6 MCS-960系列32位单片机 16

1.2.7 Inte1单片机的发展方向 17

第2章 单片机硬件基础 20

2.1 8098芯片基本结构 20

2.1.1 芯片管脚及其功能说明 20

2.1.2 芯片集成电路结构原理框图及其分析 22

2.2.2 特殊功能寄存器SFRs 23

2.2 8098 CPU构成 23

2.2.1 CPU总线 23

2.2.3 CPU寄存器阵列 26

2.2.4 CPU寄存器算术逻辑单元RALU 26

2.3 CPU操作同步时钟信号 28

2.3.1 内部时钟电路 28

2.3.2 外部时钟电路 28

2.3.3 内部定时和外部定时 29

2.3.4 振荡周期和状态周期 29

2.4.1 存储空间编址及分配特点 30

2.4 8098存储空间及外部读写总线控制 30

2.4.2 外部总线控制 31

2.4.3 准备就绪控制 33

2.5 芯片复位控制与掉电RAM保护 34

2.5.1 复位机理与复位信号的产生方式 34

2.5.2 几种复位电路 34

2.5.3 复位状态 35

2.5.4 掉电RAM保护 37

2.6.1 操作条件 38

2.6 8098操作条件及电气指标要求 38

2.6.2 电气指标 39

2.7 8XC198原理及性能特点介绍 42

2.7.1 芯片外形 42

2.7.2 结构原理 43

2.7.3 8XC198性能的特点 43

2.7.4 8XC198存储空间及芯片配置寄存器CCR 44

2.7.5 管脚说明 45

2.7.6 系统总线定时及时钟电路 46

2.7.7 电气特性 47

第3章 单片机软件基础 50

3.1 CPU程序状态字PSW 50

3.1.1 PSW的重要性 50

3.1.2 PSW的内容和意义 51

3.2 8098指令系统详解 52

3.2.1 8098指令系统特点 52

3.2.2 操作数类型 52

3.2.3 寻址方式 55

3.2.5 学习指令要解决什么问题 63

3.2.4 指令类型概述 63

3.2.6 数据传送类指令 64

3.2.7 算术运算指令 69

3.2.8 比较指令 87

3.2.9 逻辑操作类指令 89

3.2.10 堆栈操作指令 94

3.2.11 跳转指令和调用类指令 98

3.2.12 条件转移指令 103

3.2.13 位测试并跳转指令 111

3.2.15 单操作数指令 113

3.2.14 循环控制指令 113

3.2.16 移位操作指令 119

3.2.17 专用指令 125

3.2.18 规格化指令NORMAL 126

3.2.19 80C198/80C196增添指令 126

第4章 单片机I/O功能特点剖析及其功能程序编制 130

4.1 I/O功能实现的总体控制模式分析 130

4.1.1 I/O功能总体控制模式 130

4.1.2 I/O控制状态寄存器操作应注意的问题 133

4.2.1 中断源 134

4.2 中断系统的功能特点 134

4.2.2 中断向量 136

4.2.3 中断系统的控制 140

4.2.4 中断处理过程 143

4.3 中断系统应用要点及功能程序编制 143

4.3.1 应用要点 143

4.3.2 中断系统功能程序编制 147

4.4 定时器／计数器功能特点 147

4.4.1 T1 149

4.5 定时器／计数器功能程序编制 151

4.4.2 T2 151

4.4.3 监督定时器（WATCHDOG TIMER） 151

4.5.1 应用要点 152

4.5.2 功能编程举例 158

4.6 高速输入HSI部件的功能特点及功能程序编制 158

4.6.1 高速的含义及功能特点 158

4.6.2 HSI硬件结构 160

4.6.3 HSI使用与控制 164

4.7.1 HSO的主要功能 171

4.6.4 HSI功能程序编制 171

4.7 高速输出HSO部件的功能特点及功能程序编制 171

4.7.2 HSO硬件结构及工作原理 172

4.7.3 HSO与HSI的主要区别 172

4.7.4 CAM 173

4.7.5 HSO的使用控制 177

4.8.1 并行输入数字口 189

4.8.2 A/D硬件结构及功能特点 189

4.8 A/D模数转换功能特点及功能程序编制 189

4.7.6 HSO功能程序编制 189

4.8.3 A/D使用方法 190

4.8.4 8098 A/D功能程序编制举例 196

4.9 脉宽调制输出PWM（D/A）功能特点及功能程序编制 199

4.9.1 PWM结构和工作原理 199

4.9.2 PWM的控制 200

4.9.3 PWM基本功能程序编制举例 200

4.9.4 有关8098 PWM或HSO部件实现D/A的讨论及举例 201

4.10 全双工串行口功能特点及功能程序编制举例 204

4.10.1 串行通信基本概念 204

4.10.3 串行口工作方式波特率 205

4.10.2 串行口特征 205

4.10.4 串行口使用控制 208

4.10.5 关于利用串行口实现多机通信 210

4.10.6 串行口功能程序编制举例 210

第2部分 应用篇 228

第5章 单片机系统常用接口芯片 228

5.1 单片机系统 228

5.2 存储空间扩展芯片 228

5.2.1 存储器的一般原理 228

5.2.3 只读存储器ROM 229

5.2.2 存储器分类 229

5.2.4 随机存储器RAM 235

5.2.5 存储器扩展 239

5.2.6 新型存储器介绍 241

5.3 常用数据锁存／缓冲收发／驱动器 248

5.3.1 单片机扩展接口IC芯片认知准备 248

5.3.2 8同相三态缓冲／线驱动器74244 251

5.3.3 8同相双向总线收发器74245 253

5.3.4 8D锁存器74373和8D74273 254

5.3.5 串行、并行转换收发器 256

5.4 单片机系统常用控制逻辑芯片 257

5.4.1 译码器 257

5.4.2 编码器 258

5.4.3 多选1数据选择器 259

5.4.4 可编程阵列逻辑芯片PAL和GAL 260

5.5 可编程类I/O接口芯片 266

5.5.1 可编程并行I/O接口8255A 266

5.5.2 可编程I/O接口8155 277

5.5.3 可编程键盘／显示器接口8279 281

5.5.4 可编程定时器／计数器8253 291

5.5.5 可编程中断控制器8259A 302

第6章 单片机系统设计 312

6.1 概述 312

6.1.1 单片机系统定义 312

6.1.2 I/O空间寻址方法 312

6.2 基本的8098单片机系统设计 315

6.3 程序存储空间扩展设计 316

6.3.1 单片机存储空间扩展特点分析 316

6.3.2 程序存储空间扩展 317

6.4 单片机数据存储空间扩展设计 319

6.4.1 单片机与典型SRAM的连接 320

6.4.2 单片机与掉电保护RAM的连接 321

6.4.3 单片机与非易失性静态RAM的连接 322

6.5 单片机存储空间综合设计 323

6.6 单片机并行I/O扩展设计 323

6.6.1 8255扩展单片机并行I/O口 323

6.6.2 8155扩展单片机并行I/O口、外部数据存储器和定时器／计数器 324

6.6.3 非可编程器件扩展单片机并行I/O 325

6.7 单片机串／并／串I/O扩展 326

6.7.1 单片机串／并输出 326

6.8 单片机中断系统扩展设计 327

6.7.2 单片机并／串输入 327

6.8.1 74LS348扩展单片机外中断 328

6.8.2 8259扩展单片机外中断 329

6.9 单片机定时器／计数器功能扩展设计 330

6.10 单片机键盘／显示接口扩展设计 331

6.10.1 单片机-8155-键盘系统设计 331

6.10.2 单片机数字显示系统设计 332

6.10.3 单片机-8279专用键盘／显示系统设计 338

6.10.4 液晶显示器及单片机-LCD显示系统设计举例 343

6.11.1 打印机的一般原理简介 345

6.11 单片机与微型打印机的接口设计 345

6.11.2 TPUP系列微打介绍 346

6.11.3 单片机与TPUP并行微打接口设计 346

第7章 单片机采控系统设计理论与技术基础 349

7.1 概述 349

7.2 常用传感器及其应用技术 350

7.2.1 光敏传感器 350

7.2.2 声敏传感器 356

7.2.3 气敏传感器 359

7.2.4 温度传感器 362

7.2.5 湿度传感器 367

7.2.6 流量传感器 369

7.2.7 线位移传感器 371

7.2.8 角位移传感器 374

7.2.9 速度传感器 378

7.2.10 力敏传感器 380

7.2.11 接近传感器 383

7.3 D/A转换器（DAC）及其数字接口设计 383

7.3.2 D/A转换器主要技术参数 384

7.3.1 D/A转换器原理及分类 384

7.3.3 常用DAC及其数字接口与编程 386

7.3.4 最新技术D/A转换芯片 399

7.4 常用及最新A/D转换器芯片 417

7.5 V/F转换器 450

7.5.1 V/F转换器的特点 451

7.5.2 V/F转换原理 452

7.5.3 V/F转换器芯片介绍 453

7.6.2 信号接收调理技术简介 455

7.6.1 概述 455

7.6 信号调理技术 455

7.6.3 信号放大调理技术 456

7.6.4 滤波限幅调理技术 457

7.6.5 信号隔离调理技术 457

7.6.6 电气转换技术 460

7.6.7 功率驱动 462

7.7 微型机应用系统抗干扰技术 463

7.7.1 应用系统主要干扰源 463

7.7.2 电源和接地系统的干扰与抗干扰措施 464

7.7.3 I/O通道干扰与抗干扰措施 466

7.7.4 空间干扰及抗干扰措施 469

7.7.5 微机系统的布线设计 472

7.7.6 软件的抗干扰设计 475

第8章 单片机串行通信应用系统设计基础 478

8.1 计算机通信技术基础 478

8.1.1 两种通信方式 478

8.1.2 异步串行通信和同步串行通信 478

8.1.3 波特率及时钟频率 479

8.1.5 串行通信的调制／解调 480

8.1.4 串行通信操作模式 480

8.1.6 串行通信的校验 481

8.1.7 串行通信接口电路介绍 481

8.2 串行通信总线技术及标准 482

8.2.1 RS-232C（RS-232） 483

8.2.2 RS-423/422/485串行通信接口及其应用 489

8.2.3 20mA电流环串行接口 494

8.2.4 平衡型通信网可靠性措施 495

8.3 单片机相互间的串行通信 496

8.3.1 单片机双机串行通信接口设计 496

8.3.2 单片机多机通信系统设计 497

8.4 单片机与PC机串行通信 499

8.4.1 PC兼容机串行通信功能及其实现 500

8.4.2 单片机与PC兼容机串行通信接口技术 512

8.5 PC机与8098单片机通信控制系统设计举例 513

8.5.1 一对一串行通信控制系统 513

8.5.2 基于RS-485的PC机-8098分布式（集散型）系统设计举例 520

第9章 单片机应用实例 521

9.1 F（频率）／V（电压）转换实例 521

9.2 电压控频-HSO脉冲发生器实例 525

9.3 带通频率鉴别器实例 529

9.4 能量检测器实例 532

9.5 高速可编程控制器实例 534

9.6 二维高速馈送切割操作的HSO实现 538

9.7 库存管理实例 543

9.8 模拟销售终端实例 547

9.9 驱动步进电机实例1 551

9.10 驱动步进电机实例2 557

9.11 温度控制实例 561

9.12 远程闭环控制实例 565

9.13 数字滤波器实例 569

9.14 智能超声测距仪实例 573

9.15 数模平滑实例 577

9.16 X-Y运动控制实例 583

9.17 发动机数据采集系统实例 587

9.18 PWM/PFM电液控制系统实例 590

9.19 多机通信应用实例 596

9.20 数字信号发生器实例 602

9.21 马达控制实例（MOTOR CONTROL EXAMPLE） 609

9.22 过程控制系统实例 622

9.23 作业调度管理实例 634

9.24 STD总线式8098军用控制系统实例 636

第3部分 开发篇 650

第10章 单片机应用系统（产品）开发过程 650

10.1 准备过程 650

10.1.1 市场调查 650

10.1.2 经验借鉴 651

10.1.3 可行性分析 651

10.1.4 开发方案的确定 651

10.2.3 确定系统单片机机型 652

10.2.2 软件硬件参考资料的收集 652

10.2.1 开发人员构成 652

10.2 设计研制过程 652

10.2.4 根据系统功能和性能选择外设 653

10.2.5 根据外设选择接口芯片 653

10.2.6 硬件购置 654

10.2.7 系统设计 654

10.2.8 系统调试 655

10.3 开发总结过程 655

10.3.1 开发正反经验的总结 655

10.5 系统商品化 656

10.4 单片机开发过程框图 656

10.3.2 总结报告的撰写 656

第11章 开发工具介绍 658

11.1 开发系统概述 658

11.2 模拟开发单片机软件SIM96介绍 660

11.2.1 准备阶段 660

11.2.2 SIM96窗口 662

11.2.3 系统调试 663

11.3 ECI单片机开发系统介绍 667

11.3.2 准备和启动 668

11.3.1 ECI CDW介绍 668

11.3.3 CDW的多窗口功能 671

11.3.4 ECI最新产品介绍 673

11.4 ATD系列单片机开发系统介绍 674

11.4.1 ATD-96/98开发工具介绍 674

11.5 通用单片机仿真器SICE介绍 676

11.5.1 SICE概述 676

1 1.5.2 SICE外部设备 676

11.5.3 SICE软件特点 677

11.6 DVCC系列单片机开发系统介绍 678

11.7 DICE-5928超强型通用单片机开发系统介绍 680

11.8 U′MICE-51通用开发系统介绍 681

第12章 PL/M语言 682

12.1 PL/M语言的特点 682

12.2 PL/M-96语言与汇编语言、C语言程序接口 684

12.2.1 PL/M-96语言与汇编语言程序接口 684

12.2.2 PL/M-96语言与C语言程序接口 685

12.3 PL/M-96编程应用实例 685

参考文献 700