单片机接口与应用PDF电子书下载

1单片机基本组成 1

1.1 基本概念 1

1.1.1 单片机的定义 1

1.1.2 51系列单片机 1

1.1.3 单片机应用 2

1.2 基本组成 2

1.2.1 内部总线 2

1.2.2 中央处理器 3

1.2.3 程序存储器 3

1.2.4 数据存储器 5

1.2.5 I/O接口 5

1.2.6 串行通信接口 5

1.2.7 定时器/计数器 5

1.2.8 中断控制系统 6

1.2.9 时钟发生器 6

1.3 数制与编码 6

1.3.1 数制 6

1.3.2 数制转换 7

1.3.3 无符号数和有符号数 8

1.3.4 原码、反码和补码 8

1.3.5 逻辑数据的表示 9

1.3.6 BCD码和ASCII码 9

1.4 MCS-51的CPU 11

1.4.1 控制器 11

1.4.2 运算器 13

1.5 MCS-51存储器 13

1.5.1 程序存储器ROM 13

1.5.2 数据存储器 14

1.5.3 STC单片机片内扩展RAM 16

1.6 MCS-51单片机外部引脚 17

1.7 MCS-51最小系统 19

1.7.1 单片机最小系统组成 19

1.7.2 单片机的工作模式 21

习题 22

2 C51程序设计 24

2.1 C51的基本数据类型及转换 24

2.1.1 基本数据类型 24

2.1.2 指针类型（＊） 27

2.1.3 数据类型转换 27

2.2 C51数据类型的扩展 27

2.2.1 数组与字符串 27

2.2.2 指针 28

2.2.3 结构 28

2.2.4 联合 29

2.2.5 枚举 29

2.3 常量、变量与绝对地址访问 30

2.3.1 常量 30

2.3.2 变量 30

2.3.3 绝对地址访问 32

2.4 C5.1的运算符 32

2.4.1 算术运算符 33

2.4.2 关系运算符与逻辑运算符 33

2.4.3 位操作运算符 33

2.4.4 特殊运算符 34

2.5 C51的表达式和语句 34

2.5.1 概述 34

2.5.2 流程控制语句 35

2.6 函数 39

2.6.1 程序结构 39

2.6.2 函数定义的形式 39

2.6.3 函数的参数和函数的值 40

2.6.4 函数的编写与调试 40

2.7 编译预处理 44

2.7.1 宏定义 45

2.7.2 文件包含 45

2.7.3 条件编译 46

习题 46

3单片机片内接口 49

3.1 并行接口 49

3.1.1 P0口 49

3.1.2 P1口 51

3.1.3 P2口 52

3.1.4 P3口 52

3.1.5 并口应用举例 53

3.2 中断 59

3.2.1 中断源 59

3.2.2 中断优先级 60

3.2.3 中断服务函数 61

3.2.4 中断应用举例 62

3.3 定时器/计数器 67

3.3.1 定时器/计数器的结构 67

3.3.2 定时器/计数器的工作方式 68

3.3.3 T0、 T1应用举例 70

3.4 串行接口 77

3.4.1 串行通信基本概念 77

3.4.2 MCS-51单片机串口结构及串口寄存器 79

3.4.3 串口工作方式 80

3.4.4 串口接收/发送编程举例 83

3.4.5 单片机与PC的串口通信 86

3.4.6 单片机与PC串口通信举例 88

3.5 定时器/计数器T2 92

3.5.1 定时器/计数器T2的组成 92

3.5.2 定时器/计数器T2的工作方式 93

3.5.3 定时器T2应用举例 95

习题 100

4单片机数字量控制应用 103

4.1 单相电动机正反转控制 103

4.1.1 单相电动机简介 103

4.1.2 硬件电路 104

4.1.3 程序设计 104

4.2 电磁阀的单片机控制 106

4.2.1 电磁阀简介 106

4.2.2 液体搅拌机控制要求 106

4.2.3 硬件电路 107

4.2.4 程序设计 107

4.3 步进电动机转速控制 109

4.3.1 硬件电路 109

4.3.2 程序设计 110

4.4 直流电动机控制 113

4.4.1 直流电动机PWM调速 113

4.4.2 硬件电路 113

4.4.3 程序设计 115

4.5 红外遥控应用 116

4.5.1 红外遥控简介 116

4.5.2 单片机红外遥控解码的硬件电路 118

4.5.3 程序设计 119

4.5.4 红外遥控器按键测试 122

4.6 LCD显示光电开关脉冲计数值 124

4.6.1 LCD1602简介 124

4.6.2 LCD显示光电开关脉冲计数值的硬件电路 125

4.6.3 单片机程序设计 125

4.7 H桥驱动直流电动机测速 128

4.7.1 直流电动机H桥驱动电路 128

4.7.2 L298 N芯片简介 129

4.7.3 硬件电路 129

4.7.4 程序设计 130

4.7.5 程序调试 134

4.8 八路舵机控制 134

4.8.1 舵机简介 134

4.8.2 八路舵机控制方法 136

4.8.3 控制程序设计 136

4.8.4 程序调试 139

习题 140

5单片机扩展接口 142

5.1 单片机与模拟量 142

5.2 D/A转换与A/D转换 143

5.2.1 D/A转换器的基本原理 143

5.2.2 D/A转换器的主要性能指标 143

5.2.3 逐次逼近式A/D转换器的原理 144

5.2.4 A/D转换器的主要性能指标 144

5.3 并行D/A、A/D转换器件 145

5.3.1 8位D/A转换器DAC0832 145

5.3.2 8位A/D转换器ADC0809 148

5.4 I2C总线及其单片机模拟 151

5.4.1 I2C总线的特点 151

5.4.2 I2C总线的基本结构 151

5.4.3 单片机对I2C典型信号的模拟 152

5.5 I2C串行ADC/DAC芯片PCF8591 155

5.5.1 PCF8591引脚 155

5.5.2 PCF8591器件地址及片内可编程功能 156

5.5.3 主机读PCF8591单通道A/D转换数据操作 157

5.5.4 主机向PCF8591的DAC写数据操作 157

5.6 I2C总线EEPROM芯片AT24C02 158

5.6.1 AT24C02简介 158

5.6.2 AT24C02写入过程 159

5.6.3 AT24C02读出过程 160

5.7 光敏电阻和热敏电阻 160

5.7.1 光敏电阻 160

5.7.2 热敏电阻 161

5.7.3 DS18B20单总线数字温度传感器 162

5.8 SPI总线与DS 1302时钟芯片 164

5.8.1 SPI总线简介 164

5.8.2 实时时钟芯片DS 1302简介 164

5.9 串行接口器件综合应用 165

5.9.1 串口器件应用电路组成 166

5.9.2 串口器件应用C51程序设计 166

5.9.3 程序调试 178

习题 180

6单片机片内增强功能 181

6.1 STC12C5A60S2简介 181

6.2 STC12C5A60S2单片机的A/D转换器 182

6.2.1 ADC组成 182

6.2.2 与ADC有关的特殊功能寄存器 182

6.2.3 STC12C5A60S2单片机ADC应用举例 183

6.3 STC12C5A60S2的串口2 186

6.3.1 串口2的相关寄存器 186

6.3 2串口2应用举例 187

6.4 可编程计数器阵列模块PCA/PWM 188

6.4.1 PCA模块的结构 189

6.4.2 PCA/PWM模块的特殊功能寄存器 189

6.4.3 PCA/PWM模块的工作模式 191

6.5 STC12C5A60S2单片机的EEPROM 200

6.5.1 ISP/IAP的特殊功能寄存器 201

6.5.2 EEPROM应用举例 202

6.6 STC12C5A60S2单片机的SPI接口 204

6.6.1 SPI接口的结构 205

6.6.2 SPI接口信号 205

6.6.3 SPI接口的数据通信方式 206

6.6.4 SPI功能测试 207

6.7 STC12C5A60S2单片机的复位、电源和时钟 210

6.7.1 STC12C5A60S2的复位方式 210

6.7.2 STC12C5A60S2的电源检测 213

6.7.3 STC12C5A60S2的省电方式 213

习题 214

7单片机网络通信与组态监控 215

7.1 网络通信基础 215

7.1.1 计算机网络的分类 215

7.1.2 工业测控网络 216

7.1.3 串行通信接口标准 217

7.2 Modbus通信协议 219

7.2.1 Modbus协议概述 219

7.2.2 Modbus的传输模式 220

7.2.3 Modbus的功能码 221

7.3 组态软件简介 225

7.3.1 概述 225

7.3.2 快控通用组态软件简介 226

7.4 用组态软件监控单片机I/O接点 227

7.4.1 单片机电路 227

7.4.2 单片机程序设计 228

7.4.3 工程组态 233

7.5 电动执行器单片机控制及组态监控 239

7.5.1 电动执行器简介 239

7.5.2 单片机控制电路 240

7.5.3 单片机程序设计 241

7.5.4 上位机组态 243

7.5.5 运行监控 244

7.6 混合型气动机械手单片机控制及组态监控 244

7.6.1 气动机械手简介 244

7.6.2 单片机控制电路 245

7.6.3 控制程序设计 248

7.6.4 上位机组态 252

7.6.5 运行监控 254

7.7 PC机与三台单片机联机 254

习题 255

8单片机实时多任务系统 258

8.1 单任务与多任务系统 258

8.1.1 单任务系统 258

8.1.2 多任务系统 259

8.2 RTX51 Tiny多任务操作系统 259

8.2.1 RTX51 Tiny的时钟和任务 259

8.2.2 事件 260

8.2.3 时间轮转任务切换 261

8.2.4 协作式任务切换 263

8.3 RTX51 Tiny系统函数 264

8.4 RTX51 Tiny性能与设置 265

8.4.1 运行环境 265

8.4.2 RTX51 Tiny的存储模式和中断 265

8.4.3 RTX51 Tiny的性能参数 266

8.4.4 头文件及配置文件 266

8.5 单片机炉温控制系统电路设计 267

8.5.1 系统组成 267

8.5.2 K型热电偶与MAX6675芯片 268

8.5.3 固态继电器SSR 269

8.5.4 温度控制系统电路原理图 270

8.6 PID控制 271

8.6.1 PID闭环控制系统的组成 271

8.6.2 PID控制器的数字化 272

8.6.3 带死区的PID 273

8.6.4 输入量的转换及标准化 273

8.6.5 输出量转换为工程实际值 273

8.7 基于RTX51 Tiny的单片机炉温控制程序设计 274

8.7.1 软件组成 274

8.7.2 任务调度 275

8.7.3 单片机温度控制C51程序 276

8.7.4 程序编译 284

8.7.5 温度控制系统的Proteus仿真 284

习题 289

参考文献 290