MCS-51系列单片机实用接口技术PDF电子书下载

目录 1

第一章 MCS-51系列单片机组成原理 1

1.1 概述 1

1.1.1 单片机主流产品系列 2

1.1.2 单片机芯片技术的发展概况 2

1.1.3 单片机的应用领域 2

1.2 MCS-51单片机硬件结构 3

1.2.1 MCS-51单片机硬件结构的特点 3

1.2.2 MCS-51单片机的引脚描述及片外总线结构 5

1.2.3 MCS-51片内总体结构 9

1.2.4 MCS-51单片机中央处理器及其振荡器、时钟电路和CPU时序 10

1.2.5 MCS-51单片机的复位状态及几种复位电路设计 14

1.2.6 存储器、特殊功能寄存器及位地址空间 16

1.2.7 输入／输出（I/O）口 24

1.3 MCS-51单片机指令系统分析 27

1.3.1 指令系统的寻址方式 27

1.3.2 指令系统的使用要点 29

1.3.3 指令系统分类总结 30

1.4 串行接口与定时／计数器 34

1.4.1 串行接口简介 34

1.4.2 定时器／计数器的结构 35

1.4.3 定时器／计数器的四种工作模式 37

1.4.4 定时器／计数器对输入信号的要求 40

1.4.5 定时器／计数器的编程和应用 40

1.5 中断系统 45

1.5.1 中断请求源 46

1.5.2 中断控制 47

1.5.3 中断的响应过程 49

1.5.4 外部中断的响应时间 49

1.5.5 外部中断方式的选择 50

2.2 程序存贮器的扩展 51

2.2.1 外部程序存贮器的扩展原理及时序 51

2.1 概述 51

第二章 MCS-51单片机系统扩展 51

2.2.2 地址锁存器 52

2.2.3 EPROM扩展电路 53

2.2.4 EEPROM扩展电路 57

2.3 外部数据存贮器的扩展 63

2.3.1 外部数据存贮器的扩展方法及时序 63

2.3.2 静态RAM扩展 64

2.3.3 动态RAM扩展 66

2.4.2 I/O口地址译码技术 68

2.4.1 I/O口扩展概述 68

2.4 外部I/O口的扩展 68

2.4.3 8255A可编程并行I/O扩展接口 71

2.4.4 8155/8156可编程并行I/O扩展接口 79

2.4.5 8243并行I/O扩展接口 84

2.4.6 用TTL芯片扩展I/O接口 86

2.4.7 用串行口扩展I/O接口 88

2.4.8 中断系统扩展 90

第三章 MCS-51单片机应用系统的开发 96

3.1 单片机应用系统的设计 96

3.1.1 设计前的准备工作 96

3.1.2 应用系统的硬件设计 97

3.1.3 应用系统的软件设计 99

3.1.4 应用系统的抗干扰设计 99

3.2 单片机应用系统的开发 101

3.2.1 仿真系统的功能 101

3.2.2 开发手段的选择 101

3.2.3 应用系统的开发过程 104

3.3 SICE-Ⅳ型单片机仿真器 104

3.3.1 SICE-Ⅳ仿真器系统结构 104

3.3.2 SICE-Ⅳ的仿真特性和软件功能 108

3.3.3 SICE-Ⅳ与主机和终端的连接使用方法 110

3.4.1 KHK-ICE-51仿真器系统结构 112

3.4 KHK-ICE-51单片机仿真开发系统 112

3.4.2 仿真器系统功能特点 113

3.4.3 KHK-ICE-51仿真系统的安装及其使用 114

3.5 单片机应用系统的调试 115

3.5.1 应用系统联机前的静态调试 115

3.5.2 外部数据存储器RAM的测试 116

3.5.3 程序存储器的调试 117

3.5.4 输出功能模块调试 118

3.5.5 可编程I/O接口芯片的调试 120

3.5.6 外部中断和定时器中断的调试 122

3.6.1 源程序的编辑 124

3.6 用户程序的编辑、汇编、调试、固化及运行 124

3.6.2 源程序的汇编 125

3.6.3 用户程序的调试 127

3.6.4 用户程序的固化 131

3.6.5 用户程序的运行 132

第四章 键盘及其接口技术 133

4.1 键盘输入应解决的问题 133

4.1.1 键盘输入的特点 133

4.1.2 按键的确认 133

4.1.3 消除按键抖动的措施 133

4.2 独立式按键接口设计 135

4.3 矩阵式键盘接口设计 137

4.3.1 矩阵键盘工作原理 137

4.3.2 按键的识别方法 137

4.3.3 键盘的编码 139

4.3.4 键盘工作方式 139

4.3.5 矩阵键盘接口实例及编程要点 144

4.3.6 双功能及多功能键设计 146

4.3.7 键盘处理中的特殊问题—重键和连击 147

4.4.1 8279的组成和基本工作原理 148

4.4 8279键盘、显示器接口芯片及应用 148

4.4.2 8279管脚、引线及功能说明 150

4.4.3 8279编程 152

4.4.4 8279键盘接口实例 156

4.5 功能开关及拨码盘接口设计 158

第五章 显示器接口设计 162

5.1 LED显示器 162

5.1.1 LED段显示器结构与原理 162

5.1.2 LED显示器及显示方式 164

5.1.3 LED显示器接口实例 166

5.1.4 LED显示器驱动技术 186

5.2.1 用8255和串行口扩展的键盘、显示器电路 188

5.2 单片机应用系统中典型键盘、显示接口技术 188

5.2.2 由锁存器组成的键盘、显示器接口电路 194

5.2.3 由8155构成的键盘、显示器接口电路 195

5.2.4 用8279组成的显示器实例 199

5.3 液晶显示LCD 203

5.3.1 LCD的基本结构及工作原理 203

5.3.2 LCD的驱动方式 203

5.3.3 4位LCD静态驱动芯片ICM7211系列简介 207

5.3.4 点阵式液晶显示控制器HD61830介绍 210

5.3.5 点阵式液晶显示模块介绍 219

5.4 荧光管显示 226

5.5 LED大屏幕显示器 227

第六章 打印机接口设计 229

6.1 打印机简介 229

6.1.1 打印机的基本知识 229

6.1.2 打印机的电路构成 229

6.1.3 打印机的接口信号 229

6.1.4 打印机的打印命令 231

6.2 TPμP-40A微打与单片机接口设计 232

6.2.1 TPμP系列微型打印机简介 232

6.2.2 Tpμp-40A打印功能及接口信号 238

6.2.3 Tpμp-40A工作方式及打印命令 238

6.2.5 打印编程实例 240

6.2.4 8031与Tpμp-40A的接口 240

6.3 XLF微型打印机与单片机接口设计 243

6.3.1 XLF微打简介 243

6.3.2 XLF微打接口信号及与8031接口设计 245

6.3.3 XLF微打控制命令 247

6.3.4 打印机编程 247

6.4 标准宽行打印机与8031接口设计 253

6.4.1 TH3070接口引脚信号及时序 253

6.4.2 与8031的简单接口 253

6.4.3 通过打印机适配器完成8031与打印机的接口 254

6.4.4 对打印机的编程 259

第七章 模拟输入通道接口技术 262

7.1 传感器 262

7.1.1 传感器的分类 263

7.1.2 温度传感器 263

7.1.3 光电传感器 274

7.1.4 湿度传感器 280

7.1.5 其他传感器 283

7.2 模拟信号放大技术 283

7.2.1 基本放大器电路 284

7.2.2 集成运算放大器 284

7.2.3 常用运算放大器及应用举例 287

7.2.4 测量放大器 292

7.2.5 程控增益放大器 295

7.2.6 隔离放大器 301

7.3 多通道模拟信号输入技术 303

7.3.1 多路开关 304

7.3.2 常用多路开关 304

7.3.3 模拟多路开关 306

7.3.4 常用模拟多路开关 307

7.3.5 多路模拟开关应用举例 310

7.4 采样／保持电路设计 312

7.3.6 多路开关的选用 312

7.4.1 采样／保持原理 313

7.4.2 集成采样／保持器 314

7.4.3 常用集成采样／保持器 316

7.4.4 采样保持器的应用举例 318

7.5 有源滤波器的设计 319

7.5.1 滤波器分类 319

7.5.2 有源滤波器的设计 322

7.5.3 常用有源滤波器设计举例 325

7.5.4 集成有源滤波器 330

8.1 D/A转换器的基本原理及主要技术指标 334

8.1.1 D/A转换器的基本原理与分类 334

第八章 D/A转换器与MCS-51单片机的接口设计与实践 334

8.1.2 D/A转换器的主要技术指标 337

8.2 D/A转换器件选择指南 338

8.2.1 集成D/A转换芯片介绍 338

8.2.2 D/A转换器的选择要点及选择指南表 340

8.2.3 D/A转换器接口设计的几点实用技术 343

8.3 8位D/A转换器DAC080/0831/0832与MCS—51单片机的接口设计 345

8.3.1 DAC0830/0831/0832的应用特性与引脚功能 345

8.3.2 DAC0830/0831/0832与8031单片机的接口设计 347

8.3.3 DAC0830/0831/0832的调试说明 348

8.3.4 DAC0830/0831/0832应用举例 350

8.4 8位D/A转换器AD558与MCS-51单片机的接口设计 352

8.4.1 AD558的应用特性与引脚功能 352

8.4.2 AD558与8031单片机的接口及调试说明 354

8.4.3 8位D/A转换器DAC0800系列与8031单片机的接口 354

8.5 10位D/A转换器AD7522与MCS-51的硬件接口设计 355

8.5.1 AD7522的应用特性及引脚功能 356

8.5.2 AD7522与8031单片机的接口设计 357

8.6 10位D/A转换器AD7520/7530/7533与MCS—51单片机的接口设计 358

8.6.1 AD7520/7530/7533的应用特性与引脚功能 358

8.6.2 AD7520系列与8031单片机的接口 358

8.6.3 DAC1020/DAC1220/AD7521系列D/A转换器接口设计 360

8.7 12位D/A转换器DAC1208/1209/1210与MCS—51单片机的接口设计 361

8.7.1 DAC1208/1209/1210的内部结构与引脚功能 361

8.7.2 DAC1208/1209/1210与8031单片机的接口设计 362

8.7.3 12位D/A转换器DAC1230/1231/1232的应用设计说明 364

8.7.4 12位D/A转换器AD7542与8031单片机的接口设计 364

8.8 12位串行DAC-AD7543与MCS-51单片机的接口设计 366

8.8.1 AD7543的应用特性与引脚功能 366

8.8.2 AD7543与8031单片机的接口设计 368

8.9 14位D/A转换器AD7535与MCS-51单片机的接口设计 369

8.9.1 AD7535的内部结构与引脚功能 369

8.9.2 AD7535与8031单片机的接口设计 370

8.10 16位D/A转换器AD1147/1148与MCS—51单片机的接口设计 373

8.10.1 AD1147/AD1148的内部结构及引脚功能 373

8.10.2 AD1147/AD1148与8031单片机的接口设计 375

8.10.3 AD1147/AD1148接口电路的应用调试说明 377

8.10.4 16位D/A转换器AD1145与8031单片机的接口设计 378

第九章 A/D转换器与MCS-51单片机的接口设计与实践 384

9.1 A/D转换器的基本原理及主要技术指标 384

9.1.1 A/D转换器的基本原理与分类 384

9.1.2 A/D转换器的主要技术指标 385

9.2 面对课题如何选择A/D转换器件 387

9.2.2 A/D转换器的选择要点及应用设计的几点实用技术 388

9.2.1 常用A/D转换器简介 388

9.3.1 ADC0801～ADC0805芯片的引脚功能及应用特性 392

9.3 8位D/A转换器ADC0801/0802/0803/0804/0805与MCS—51单片机的接口设计 392

9.3.2 ADC0801～ADC0805与8031单片机的接口设计 394

9.4 8路8位A/D转换器ADC0808/0809与MCS—51单片机的接口设计 395

9.4.1 ADC0808/0809的内部结构及引脚功能 395

9.4.2 ADC0808/0809与8031单片机的接口设计 397

9.4.3 接口电路设计中的几点注意事项 399

9.4.4 16路8位A/D转换器ADC0816/0817与MCS-51单片机的接口设计 400

9.5 10位A/D转换器AD571与MCS-51单片机的接口设计 402

9.5.2 AD571与8031单片机的接口 403

9.5.1 AD571芯片的引脚功能及应用特性 403

9.5.3 8位A/D转换器AD570与8031单片机的硬件接口 405

9.6 12位A/D转换器ADC1210/1211与MCS—51单片机的接口设计 407

9.6.1 ADC1210/1211的引脚功能与应用特性 407

9.6.2 ADC1210/1211与8031单片机的硬件接口 408

9.6.3 硬件接口电路的设计要点及几点说明 409

9.7 12位A/D转换器AD574A/174/1674A与MCS—51单片机的接口设计 410

9.7.1 AD574A的内部结构与引脚功能 411

9.7.2 AD574A的应用特性及校准 412

9.7.3 AD574A与8031单片机的硬件接口设计 415

9.7.4 AD574A的应用调试说明 416

9.7.5 AD674A/AD1674与8031单片机的接口设计 417

9.8 高速12位A/D转换器AD578/AD678/AD1678与MCS—51单片机的接口设计 419

9.8.1 AD578的应用特性与引脚功能 419

9.8.2 AD578高速A/D转换器与8031单片机的接口设计 421

9.8.3 AD578高速A/D转换器的应用调试说明 422

9.8.4 AD678/AD1678采样A/D转换器与8031单片机的接口设计 423

9.9 14位A/D转换器AD679/1679与MCS-51单片机的接口设计 426

9.9.1 AD679/AD1679的应用特性及引脚功能 426

9.9.2 AD679/1679与8031单片机的接口设计 428

9.9.3 AD679/1679的调试说明 429

9.10.1 ADC1143的应用特性及引脚功能 430

9.10 16位ADC-ADC1143与MCS-51单片机的接口设计 430

9.10.2 ADC1143与8031单片机的接口设计 432

9.11 3位半积分A/D转换器5G14433与MCS—51单片机的接口设计 433

9.11.1 5G14433的内部结构及引脚功能 433

9.11.2 5G14433的外部电路连接与元件参数选择 435

9.11.3 5G14433与8031单片机的接口设计 437

9.11.4 5G14433的应用举例 439

9.12 4位半积分A/D转换器ICL7135与MCS—51单片机的接口设计 441

9.12.1 ICL7135的内部结构及芯片引脚功能 441

9.12.2 ICL7135的外部电路连接与元件参数选择 443

9.12.3 ICL7135与8031单片机的硬件接口设计 445

9.13 12位双积分A/D转换器ICL7109与MCS—51单片机的接口设计 451

9.12.4 ICL7135的应用举例 451

9.13.1 ICL7109的内部结构与芯片引脚功能 452

9.13.2 ICL7109的外部电路连接与元件参数选择 454

9.13.3 ICL7109与8031单片机的硬件接口设计 457

9.14 16位积分型ADC—ICL7104与MCS-51单片机的接口设计 458

9.14.1 ICL7104的主要应用特性及引脚功能 458

9.14.2 ICL7104与8031单片机的接口设计 459

9.14.3 其它积分型A/D转换器简介 460

10.2 V/F转换原理及用V/F转换器实现A/D转换的方法 462

10.2.1 V/F转换原理 462

10.1 V/F转换的特点及应用环境 462

第十章 V/F转换器接口技术 462

10.2.2 用V/F转换器实现A/D转换的方法 464

10.3 常用V/F转换器简介 464

10.3.1 VFC32 464

10.3.2 LMX31系列V/F转换器 466

10.3.3 AD650 471

10.3.4 AD651 476

10.4 V/F转换应用系统中的通道结构 481

10.5 LM331应用实例 482

10.5.2 软件设计 483

10.5.1 线路原理 483

10.6 AD650应用实例 484

10.6.1 AD650外围电路设计 484

10.6.2 定时／计数器（8253—5简介） 484

10.6.3 线路原理 489

10.6.4 软件设计 489

第十一章 串行通讯接口技术 491

11.1 串行通讯基础 491

11.1.1 异步通讯和同步通讯 491

11.1.3 单工、半双工、全双工通讯方式 493

11.1.2 波特率和接收／发送时钟 493

11.1.4 信号的调制与解调 495

11.1.5 通讯数据的差错检测和校正 497

11.1.6 串行通讯接口电路UART、USRT和USART 498

11.2 串行通讯总线标准及其接口 499

11.2.1 串行通讯接口 500

11.2.2 RS-232C接口 500

11.2.3 RS-449、RS-422、RS-423及RS485 505

11.2.4 20mA电流环路串行接口 508

11.3 MCS-51单片机串行接口 510

11.3.1 串行口的结构 510

11.3.2 串行接口的工作方式 511

11.3.3 串行通讯中波特率设置 514

11.4 MCS-51单片机串行接口通讯技术 517

11.4.1 单片机双机通讯技术 517

11.4.2 单片机多机通讯技术 526

11.5 IBM PC系列机与单片机的通讯技术 540

11.5.1 异步通讯适配器 540

11.5.2 IBM-PC机与8031双机通讯技术 549

11.5.3 IBM-PC机与8031多机通讯技术 553

11.6 MCS-51单片机串行接口的扩展 561

11.6.1 Intel 8251A可编程通讯接口 561

11.6.2 扩展多路串行口的硬件设计 566

11.6.3 通讯软件设计 568

第十二章 应用系统设计中的实用技术 572

12.1 MCS-51单片机低功耗系统设计 572

12.1.1 CHMOS型单片机80C31/80C51/87C51的组成与使用要点 572

12.1.2 CHMOS型单片机的空闲、掉电工作方式 574

12.1.3 CHMOS型单片机的I/O接口及应用系统实例 577

12.1.4 HMOS型单片机的节电运行方式 579

12.2 逻辑电平接口技术 581

12.2.1 集电极开路门输出接口 581

12.2.2 TTL、HTL、ECL、CMOS电平转换接口 582

12.3.1 电压／0～10mA转换 588

12.3 电压／电流转换 588

12.3.2 电压1～5V/4～20mA转换 590

12.3.3 0～10mA/0～5V转换 591

12.3.4 4～20mA/0～5V转换 591

12.3.5 集成V/I转换电路 592

12.4 开关量输出接口技术 594

12.4.1 输出接口隔离技术 595

12.4.2 低压开关量信号输出技术 597

12.4.3 继电器输出接口技术 597

12.4.4 可控硅（晶闸管）输出接口技术 599

12.4.5 固态继电器输出接口 601

12.5 集成稳压电路 604

12.4.6 集成功率电子开关输出接口 604

12.5.1 电源隔离技术 606

12.5.2 三端集成稳压器 607

12.5.3 高精度电压基准 615

12.6 量程自动转换技术 618

12.6.1 自动转换量程的硬件电路 619

12.6.2 自动转换量程的软件设计 619

附录A MCS-51单片机指令速查表 623

附录B 常用EPROM固化电压参考表 626

参考文献 629