MCU智能仪器仪表设计PDF电子书下载

第1章 MCU智能仪器仪表设计概况 1

1.1智能仪器仪表概述 1

1.1.1智能仪器仪表的发展概况 2

1.1.2智能仪器仪表的基本结构 4

1.1.3智能仪器仪表的工作原理 5

1.2单片微型计算机概述 5

1.2.1电子计算机概述 5

1.2.2单片机的发展概况 7

1.2.3 MCS-51单片机的基本结构 10

1.2.4 MCS-51单片机的工作原理 11

1.2.5 MCS-51单片机应用系统的设计开发 11

习题与思考题 14

第2章 MCS-51单片机硬件结构 15

2.1 MCS-51单片机内部结构 15

2.1.1微处理器 16

2.1.2存储器 18

2.1.3 I/0端口 23

2.1.4中断系统 24

2.1.5定时器/计数器 25

2.2 MCS-51单片机引脚 25

2.2.1 MCS-51单片机引脚及其功能 25

2.2.2 MCS-51单片机的时钟电路 27

2.2.3 MCS-51单片机的复位电路 28

2.3 MCS-51单片机时序 29

2.3.1机器周期和指令周期 29

2.3.2 MCS-51指令的取指/执行时序 30

习题与思考题 31

第3章 MCS-51单片机指令系统 33

3.1指令系统概述 33

3.1.1指令格式 33

3.1.2指令的表示形式 33

3.1.3指令系统及其分类 34

3.2寻址方式 35

3.2.1寄存器寻址 36

3.2.2直接寻址 37

3.2.3立即寻址 37

3.2.4寄存器间址 38

3.2.5变址寻址 38

3.2.6相对寻址 39

3.2.7位寻址 40

3.3数据传送指令 41

3.3.1内部数据传送指令（15条） 41

3.3.2外部数据传送指令（7条） 43

3.3.3堆栈操作指令（2条） 45

3.3.4数据交换指令（4条） 46

3.4数据运算指令 47

3.4.1算术运算指令（24条） 47

3.4.2逻辑运算指令（20条） 52

3.4.3移位指令（5条） 54

3.5控制转移指令 56

3.5.1无条件转移指令 56

3.5.2条件转移指令 59

3.5.3子程序调用和返回指令 62

3.5.4空操作指令 64

3.6位操作指令（17条） 64

3.6.1位传送指令 65

3.6.2位置位和位清零指令 65

3.6.3位运算指令 65

3.6.4位控制转移指令 66

习题与思考题 68

第4章 汇编语言程序设计 70

4.1汇编语言的构成 70

4.1.1程序设计语言 70

4.1.2汇编语言语句格式 71

4.1.3汇编语言程序构成 72

4.2汇编语言源程序的设计方法 76

4.2.1汇编语言源程序的设计步骤 76

4.2.2汇编语言源程序流程图绘制方法 77

4.2.3汇编语言源程序的汇编方法 78

4.3基本汇编语言程序结构 80

4.3.1顺序程序设计 80

4.3.2分支程序设计 82

4.3.3循环程序设计 84

4.3.4查表程序设计 87

4.3.5子程序设计 89

4.3.6运算程序设计 92

习题与思考题 95

第5章 Proteus仿真设计软件 96

5.1 Proteus简介 96

5.2 Proteus电路设计仿真基本操作 97

5.2.1 Proteus设计与仿真流程 97

5.2.2 Proteus电路设计SCH 98

5.2.3源程序设计 106

5.2.4生成目标代码文件 107

5.2.5加载目标代码文件、设置时钟频率 109

5.2.6单片机系统的Proteus交互仿真 109

5.3单片机系统的Proteus源代码调试仿真 109

5.3.1调试菜单及调试窗口 109

5.3.2存储器窗口 111

5.3.3鼠标操作断点 113

5.3.4调试中各窗口个性化设置 114

5.4单片机电路设计与仿真实例 115

5.4.1实验目的 115

5.4.2 Proteus电路设计 116

5.4.3源程序设计、生成目标代码文件 116

5.4.4 Proteus仿真 118

习题与思考题 120

第6章 半导体存储器原理与设计技术 121

6.1半导体存储器基础 121

6.1.1半导体存储器的分类和作用 121

6.1.2半导体存储器的技术指标 122

6.1.3半导体存储器的基本结构 123

6.2只读存储器（ROM） 125

6.2.1掩模ROM原理 125

6.2.2 EPROM原理 126

6.2.3 ROM举例 127

6.2.4 MCS-51对外部ROM的连接设计 131

6.3随机存取存储器（RAM） 135

6.3.1静态RAM原理 135

6.3.2动态RAM原理 136

6.3.3 RAM举例 137

6.3.4 MCS-51对外部RAM的连接设计 141

6.4设计实践 144

习题与思考题 145

第7章 数字量并行I/O接口原理与设计技术 147

7.1 MCS-51内部并行I/O端口及其应用 147

7.1.1 MCS-51内部并行I/O端口 147

7.1.2 MCS-51内部并行I/O端口的应用 149

7.2 MCS-51外部并行I/O接口的扩展技术 150

7.2.1 Intel 8255A 150

7.2.2 Intel 8155 157

7.2.3 MCS-51并行I/O端口的扩展 163

7.2.4设计实践 166

7.3 MCS-51对显示器/键盘的接口设计 167

7.3.1 MCS-51对LED的接口设计 168

7.3.2 MCS-51对非编码键盘的接口设计 172

7.3.3键盘和显示器接口设计实践 177

习题与思考题 179

第8章 模拟量并行I/O接口原理与设计技术 181

8.1 MCS-51对D/A转换器的接口设计 181

8.1.1 D/A转换器的原理 181

8.1.2 D/A转换器的性能指标 182

8.1.3 DAC0832 183

8.1.4 MCS-51对DAC0832的接口设计 184

8.1.5设计实践——信号发生器 186

8.2 MCS-51对A/D转换器的接口设计 193

8.2.1逐次逼近式A/D转换原理 193

8.2.2 A/D转换器的性能指标 193

8.2.3 ADC0809 194

8.2.4 MCS-51对ADC0809的接口设计 195

8.2.5设计实践——数字电压表 198

习题与思考题 202

第9章 MCS-51中断系统原理与设计技术 203

9.1 MCS-51的中断系统 203

9.1.1 MCS-51中断系统的结构 203

9.1.2 MCS-51的中断源 203

9.1.3 MCS-51中断的控制 205

9.2 MCS-51的中断处理过程 207

9.2.1中断响应条件和时间 207

9.2.2中断响应过程 208

9.2.3中断返回 208

9.2.4外部中断程序设计实践 209

9.3 MCS-51内部定时器/计数器 210

9.3.1定时器/计数器的结构和工作原理 210

9.3.2定时器/计数器的控制 211

9.3.3定时器/计数器工作方式 212

9.3.4定时器/计数器的初始化 214

9.3.5定时器/计数器设计实践 215

习题与思考题 217

第10章 MCS-51的串行通信原理与设计技术 218

10.1串行通信基础 218

10.1.1串行通信的基本概念 218

10.1.2串行通信接口标准 219

10.2 MCS-51的串行接口 221

10.2.1串行口的结构 221

10.2.2 MCS-51串行口的控制寄存器 222

10.2.3 MCS-51串行口的工作方式 223

10.3单片机串行口设计 225

10.3.1点对点的通信 225

10.3.2多机通信 228

10.3.3 MCS-51与PC机的串行口通信设计实践 234

习题与思考题 235

第11章 MCU智能仪器仪表的设计方法和设计实例 237

11.1 MCU智能仪器仪表的设计方法 237

11.1.1系统设计的步骤 237

11.1.2系统设计的基本要求 239

11.2 MCU仪器仪表设计实例——等离子体渗氮温度模糊控制系统的设计 239

11.2.1确定任务与系统功能 239

11.2.2系统方案设计 240

11.2.3硬件设计 243

11.2.4软件设计 246

习题与思考题 269

附录A ASCII码表 270

附录B MCS-51系列单片机指令表 271

参考文献 278