51单片机典型应用开发范例大全PDF电子书下载

第1篇 入 门篇 2

第1章 节日彩灯系统设计 2

1.1系统设计要求及设计思路 2

1.2硬件电路设计 3

1.2.1主控电路 3

1.2.2显示电路 4

1.3软件开发流程及代码分析 6

1.4本章小结 15

第2章 简易电子琴 16

2.1系统设计要求及设计思路 16

2.2硬件电路设计 17

2.2.1电源电路 17

2.2.2单片机最小应用系统及按键电路 17

2.2.3音色及功放电路 18

2.3软件开发流程及代码分析 19

2.4本章小结 27

第3章 程控放大器系统设计 29

3.1系统设计要求及设计思路 29

3.2硬件电路设计 30

3.2.1 D/A转换电路 30

3.2.2放大电路 32

3.3.3控制显示电路 32

3.3软件开发流程及代码分析 35

3.4本章小结 41

第4章 多路抢答器 42

4.1系统设计要求及设计思路 42

4.2硬件电路设计 43

4.2.1输入电路 43

4.2.2显示电路 44

4.2.3状态电路 45

4.3软件开发流程及代码分析 45

4.4本章小结 49

第5章 交通灯系统设计 50

5.1系统设计要求及设计思路 50

5.2硬件电路设计 51

5.2.1主控电路 51

5.2.2显示电路 51

5.3软件开发流程及代码分析 52

5.4本章小结 55

第6章 篮球计时计分器系统设计 56

6.1系统设计要求及设计思路 56

6.2硬件电路设计 57

6.2.1主控电路 57

6.2.2按键控制模块 58

6.2.3显示模块 58

6.2.4定时报警模块 59

6.3软件开发流程及代码分析 59

6.4本章小结 65

第7章 锯齿波信号发生器 66

7.1系统设计要求及设计思路 66

7.2 DAC1230 D/A转换器简介 67

7.2.1 DAC 1 230的结构 67

7.2.2 DAC1230与单片机的连接方法与工作时序 70

7.3 ICL7135 A/D转换器 73

7.3.1 ICL7135的特点及内部结构 73

7.3.2 ICL7135的外部电路 75

7.3.3 ICL7135与单片机的连接 76

7.4硬件工作原理 78

7.3.1 D/A转换电路部分 78

7.3.2主控制电路 80

7.3.3频率显示电路 80

7.3.4键盘电路 81

7.3.5幅值测量与显示 82

7.5软件开发流程及代码分析 84

7.6本章小结 92

第8章 单片机串行通信波特率自动识别系统 93

8.1系统设计要求及设计思路 93

8.2 MAX232芯片简介 94

8.2.1 MAX232的内部组成 96

8.2.2 MAX232的引脚排列及功能 96

8.3 OCM12864液晶显示模块 97

8.3.1 OCM12864的接口说明 97

8.3.2 OCM12864的指令描述 98

8.3.2 OCM 12864的接口时序 99

8.3.4屏幕显示与DDRAM地址映射关系 100

8.4系统硬件原理 101

8.5系统软件开发流程及代码分析 102

8.6本章小结 112

第2篇 提高篇 114

第9章 电子广告牌 114

9.1系统设计要求及设计思路 114

9.2 OCMJ4X8C液晶显示器简介 114

9.2.1 OCMJ4X8C模块功能介绍 115

9.2.2 OCMJ4X8C的引脚功能和指令集 115

9.2.3 OCMJ4X8C的数据传输与接口时序 117

9.2.4 OCMJ4X8C显示坐标关系 118

9.2.5 OCMJ4X8C的显示步骤 118

9.3硬件原理 119

9.3.1广告牌与CPU模块 119

9.3.2通信模块 120

9.4软件开发流程及代码分析 121

9.5本章小结 126

第10章 基于双口RAM的高速数据采集卡 128

10.1系统设计要求及设计思路 128

10.2 IDT7005双口RAM简介 128

10.2.1双口RAM简介 128

10.2.2 IDT7005的结构及引脚功能 130

10.2.3 IDT7005对访问竞争的控制 132

10.3硬件电路设计 135

10.3.1 2号单片机电路模块 135

10.3.2双口RAM电路模块 136

10.3.3 1号单片机电路模块 136

10.4软件开发流程及代码分析 137

10.5本章小结 144

第11章 基于铁电存储器的数据采集与记录系统 145

11.1系统设计要求及设计思路 145

11.2铁电存储器简介 145

11.2.1铁电存储器的发展 146

11.2.2铁电存储器的优点 146

11.2.3铁电存储器的内部结构 146

11.2.4铁电存储器的读写操作 147

11.2.5铁电存储器的电源 147

11.2.6铁电存储器的分类 148

11.3 FM1808铁电存储器简介 148

11.3.1 FM1808的特点 148

11.3.2 FM1808的引脚及功能 148

11.3.3 FM1808的内部结构与功能表 149

11.3.4 FM1808的时序 149

11.4硬件电路设计 151

11.5软件开发流程及代码分析 152

11.6本章小结 156

第12章 电表数据采集器 157

12.1系统设计要求及设计思路 157

12.1.1功率采集 158

12.1.2信号的前处理 159

12.1.3信号转换和处理 159

12.1.4电能的显示和存储 160

12.2 CAT24WC16简介 160

12.3 I2 C协议 161

12.3.1 12C总线的特点 161

12.3.2 I2C总线的启动和停止条件 162

12.3.3 12C总线的数据传送 162

12.3.4仲裁和时钟发生 163

12.3.5完整的数据传输 165

12.4硬件电路设计 166

12.4.1显示电路模块 166

12.4.2多路模拟信号转换模块 169

12.4.3电量的存储和主电路模块 171

12.5软件开发流程及代码分析 172

12.6本章小结 184

第13章 快速温度检测仪 186

13.1系统设计要求及设计思路 186

13.2 8路高速A/D转换器TLC5510简介 186

13.2.1 TLC5510的结构及工作原理 187

13.2.2 TLC5510的引脚 188

13.2.3 TLC5510的工作时序图 189

13.2.4 TLC5510使用注意事项 189

13.3 TC 1047A温度传感器简介 189

13.3.1 TC 1047A的引脚及功能 190

13.3.2 TC 1047A测量温度与输出电压间的关系 190

13.4硬件电路设计 191

13.4.1主电路电路模块 191

13.4.2温度检测模块 191

13.4.3 A/D转换模块 192

13.5软件开发流程及代码分析 193

13.6本章小结 196

第14章 多功能电子万年历 197

14.1系统设计要求及设计思路 197

14.2时钟芯片DS 1302简介 198

14.2.1 DS1302内部结构及工作原理 198

14.2.2 DS 1302引脚排列及引脚功能 198

14.2.3 DS1302的时钟/日历及RAM地址 199

14.2.4 DS 1302的操作方法 200

14.2.5 DS1302的电源控制 201

14.3 LCD1602的简介 202

14.3.1 OCM2X 16A的引脚功能与读写时序 202

14.3.2 OCM2X 16的状态字 203

14.3.3 OCM2X 16的RAM地址 203

14.3.4 OCM2X 16的指令 203

14.4硬件电路设计 205

14.5系统软件开发流程及代码分析 206

14.6本章小结 216

第15章 语音电子开关身份认证系统 217

15.1系统设计要求及设计思路 217

15.2语音识别简介 218

15.2.1语音信号的特点 218

15.2.2语言采集、回放的原理 218

15.3 JL-034B电容式麦克风简介 218

15.4 ISD4002语音回放芯片简介 219

15.4.1 ISD4002的引脚分布及其功能 220

15.4.2 ISD4002的SPI协议 221

15.4.3 ISD4002的命令 221

15.4.4 ISD4002的上电顺序 222

15.4.5 ISD4002的数据端口的控制位 222

15.4.6 ISD4002的SPI总线时序 223

15.4.7 ISD4002的典型应用——录放音系统电路 223

15.4.8基于ISD4002的录放音系统的软件设计 224

15.5 AP7003语音识别芯片简介 230

15.5.1 AP7003的框图与引脚 230

15.5.2 AP7003的按键模式与按键功能 232

15.5.3 AP7003的操作方法 233

15.6硬件电路设计 234

15.6.1语音识别电路 234

15.6.2主电路和开锁电路 236

15.6.3语音回放电路 236

15.6.4手动输入密码和修改密码电路 237

15.7系统软件开发流程及代码分析 245

15.8本章小结 261

第16章 手持式高度计 263

16.1系统设计要求及设计思路 263

16.2 SCP1000-D01气体压力传感器简介 263

16.2.1 SCP1000-D01的内部结构 264

16.2.2 SCP1000-D01的引脚功能 264

16.2.3 SCP1000-D01的内部寄存器 265

16.2.4 SCP1000-D01的工作模式 267

16.3硬件电路设计 268

16.4系统软件开发流程及代码分析 268

16.5本章小结 276

第17章 超声波测距仪 277

17.1系统设计要求及设计思路 277

17.2超声波测距技术 277

17.2.1超声波传感器的种类 278

17.2.2超声波传感器测距原理 278

17.3 SRF08型超声波测距模块简介 278

17.3.1引脚排列 279

17.3.2内部寄存器及命令 279

17.4硬件电路设计 280

17.5系统软件开发流程及代码分析 281

17.5.1系统程序流程图 282

17.5.2系统具体程序代码 282

17.6本章小结 289

第18章 数字式倾角测量仪 290

18.1系统设计要求及设计思路 290

18.2 SCA 100T-D02芯片简介 290

18.2.1 SCA100T-D02的内部组成 291

18.3.2 SCA100T-D02的引脚排列及功能 291

18.3.3 SCA100T-D02的SPI接口操作 292

18.3系统硬件原理 294

18.4系统软件开发流程及代码分析 296

18.5本章小结 303

第19章 单片机USB数据采集系统 304

19.1系统设计要求及设计思路 304

19.2 USB协议简介 305

19.2.1 USB协议的发展 305

19.2.2 USB协议的技术规范 305

19.3 FT245BM芯片简介 308

19.3.1 FT245BM的内部组成 309

19.3.2 FT245BM的引脚排列及功能 310

19.3.3 FT245BM的操作时序 311

19.4系统硬件原理 312

19.5系统软件开发流程及代码分析 314

19.6本章小结 319

第20章 白光LED路灯照明控制器 321

20.1系统设计要求及设计思路 321

20.2 MCP4822 D/A转换器简介 321

20.2.1 MCP4822的内部结构 322

20.2.2 MCP4822的引脚功能 323

20.2.3 MCP4822的工作原理 323

20.3 LED驱动器MAX 1554简介 324

20.4硬件电路设计 325

20.4.1主电路与MCP4822模块 325

20.4.2 MAX1554模块 326

20.5软件开发流程及代码分析 327

20.6本章小结 333

第3篇 综合实例篇 336

第21章 多点温度遥测采集系统 336

21.1系统设计要求及设计思路 336

21.2 DS 18B20温度传感器 337

21.2.1 DS 18B20内部结构及测温原理 337

21.2.2 DS 18B20的封装形式及引脚功能 338

21.2.3 DS 18B20的存储器 339

21.2.4 DS18B20的操作命令 340

21.3 TC35i GSM模块 341

21.3.1 GSM模块简介 341

21.3.2 TC35i GSM模块主要技术指标 342

21.3.3 TC35i GSM模块的组成框图与引脚功能 343

21.3.4 TC35i GSM模块的开发技巧 344

21.3.5 TC35i GSM模块的启动与开机顺序 345

21.4 AT指令与短信编码简介 345

21.4.1 AT指令简介 345

21.4.2 短信编码 348

21.5硬件电路设计 349

21.5.1 TC35i与电源电路模块 349

21.5.2温度采集模块 351

21.5.3主电路与显示模块 351

21.6系统软件开发流程及代码分析 352

21.7本章小结 375

第22章 出入管理控制系统 376

22.1系统设计要求及设计思路 376

22.2 DS1990A简介 376

22.2.1 DS 1990A的封装形式 377

22.2.2 DS1990A的硬件结构 377

22.2.3 DS 1990A的信号方式 378

22.2.4 DS1990A的处理流程以及命令操作 380

22.3硬件电路设计 381

22.4系统软件开发流程及代码分析 383

22.4.1系统软件流程 383

22.4.2系统软件代码分析 385

22.5本章小结 397

第23章 基于RS485总线的远距离水位监控系统 398

23.1系统设计要求及设计思路 398

23.2 RS485通信标准 398

23.3 MAX485芯片简介 400

23.3.1 MAX485的内部组成 401

23.3.2 MAX485的引脚分布及功能 401

23.4硬件电路设计 401

23.4.1信号采集处理部分 401

23.4.2主电路模块 402

23.4.3 RS485通信模块 403

23.4.4显示模块 403

23.5系统软件开发流程及代码分析 404

23.6本章小结 410

第24章 自动感应门 412

24.1系统设计要求及设计思路 412

24.2电动机简介 412

24.2.1电动机的分类 413

24.2.2电动机控制原理 413

24.3 34HS300步进电机及其控制器简介 415

24.3.1 34HS300步进电机简介 415

24.3.2 MS-2H090M两相混合式步进电动机驱动器简介 416

24.4自动门传感器ADS-A简介 420

24.5硬件电路设计 421

24.6系统软件开发流程及代码分析 421

24.7本章小结 426

第25章流量检测系统 427

25.1系统设计要求及设计思路 427

25.2电磁流量计简介 428

25.2.1电磁流量计的工作原理与组成 428

25.2.2电磁流量计的特点 429

25.2.3电磁流量计的分类 429

25.3 HR-LDG系列电磁流量传感器简介 429

25.3.1电磁流量计的选择 430

25.3.2电磁流量计安装时注意事项 430

25.3.3电磁流量计的接线 431

25.4硬件电路设计 432

25.5系统软件开发流程及代码分析 434

25.6本章小结 438

第26章 红外便携式抄表器 440

26.1系统设计要求及设计思路 440

26.2红外传输简介 440

26.2.1红外传输的特点 441

26.2.2红外传输协议 441

26.2.3红外传输框图 442

26.2.4红外收发器 442

26.3 ZHX1010红外发射接收器简介 443

26.4硬件电路设计 445

26.5系统软件开发流程及代码分析 447

26.5.1电表程序 447

26.5.2手持抄表器程序 459

26.6本章小结 467

第27章 基于IC卡的考勤系统设计 469

27.1系统设计要求及设计思路 469

27.2非接触式IC卡简介 470

27.2.1 Mifare1 IC S50的结构 471

27.2.2 Mifare1 IC S50的密码认证 471

27.2.3 Mifare1 IC S50的存储结构 472

27.2.4 Mifare1 IC S50的存储器操作 473

27.3 ZLG500A读卡模块简介 474

27.3.1 ZLG500A读卡模块的引脚功能 475

27.3.2 ZLG500三线串行读卡模块接口规范 475

27.3.3 ZLG500读卡模块数据传输协议 477

27.3.4 ZLG500和MCU命令C51函数 478

27.4 MAX813L简介 479

27.4.1 MAX813L的内部结构和引脚功能 480

27.4.2 MAX813L的功能 481

27.4.3 MAX813L的时序图 482

27.5硬件电路设计 483

27.5.1主机电路 483

27.5.2读卡电路 484

27.5.3显示电路 484

27.5.4时钟电路 485

27.5.5存储器电路 485

27.5.6处理器监控电路 485

27.6系统软件开发流程及代码分析 486

27.7本章小结 508

第28章 基于nRF401的烟雾检测报警系统 509

28.1系统设计要求及设计思路 509

28.2 MC14468芯片简介 510

28.2.1 MC 14468的内部组成 510

28.2.2 MC14468的引脚排列及功能 511

28.3 nRF401芯片简介 512

28.3.1 nRF401的内部组成 513

28.3.2 nRF401的引脚图及功能定义 513

28.3.3 nRF401的重要时序参数 514

28.3.4 nRF401使用中注意事项 515

28.4系统硬件原理 516

28.5系统软件开发流程及代码分析 519

28.6本章小结 530

第29章 基于CAN总线和单片机的电梯主控器设计 531

29.1系统设计要求及设计思路 531

29.2电梯控制系统及主控器功能设计 532

29.2.1电梯控制系统的控制规则 532

29.2.2主控器的对应控制功能设计 533

29.3 CAN控制器SJA1000芯片简介 534

29.3.1 SJA1000的内部结构及引脚定义 534

29.3.2 SJA1000的内部寄存器定义 536

29.4 CAN收发器82C250简介 541

29.5电梯主控制器的硬件设计 542

29.5.1控制CPU与存储器的接口电路 542

29.5.2控制CPU输入输出接口电路模块 544

29.5.3 D/A转换模块 544

29.5.4 CPLDEPM7128接口电路模块 544

29.5.5通信控制器中键盘、LCD电路设计 545

29.5.6双机通信模块电路设计 546

29.5.7 CAN总线网络接口硬件电路设计 548

29.6电梯主控制器的软件设计 549

29.6.1电梯控制系统程序流程分析 549

29.6.2电梯控制系统程序代码 553

29.7本章小结 561

第30章PROFIBUS-DP现场总线智能节点的设计 562

30.1系统设计要求及设计思路 562

30.2 PROFIBUS-DP现场总线及其通信协议简介 563

30.2.1 PROFIBUS现场总线简介 563

30.2.2 PROFIBUS-DP通信模型 564

30.3智能从站专用通信接口芯片SPC3 565

30.3.1 SPC3技术特点 565

30.3.2 SPC3的内部结构和引脚定义 566

30.3.3 SPC3的存储器组织 568

30.4 PROFIBUS-DP现场总线智能节点的硬件设计 574

30.4.1 AT89S52与SPC3的接口电路 574

30.4.2 SPC3与RS485的接口电路 575

30.4.3数据采集电路 576

30.4.4供电电源电路 577

30.5 PROFIBUS-DP现场总线智能节点的软件设计 578

30.5.1软件设计概述 578

30.5.2模块程序的介绍 580

30.5.3 GSD文件的编制 588

30.6本章小结 590

第31章51单片机接入以太网的设计与实现 591

31.1系统设计要求及设计思路 591

31.2单片机实现TCP/IP协议分析 592

31.3以太网接口控制芯片RTL8019AS 594

31.3.1 RTL8019AS的内部结构 594

31.3.2 RTL8019AS的引脚排列及功能 595

31.3.3 RTL8019AS的寄存器组织 597

31.4系统硬件构成 603

31.4.1单片机存储器扩展 603

31.4.2 RTL8019AS的电路连接 603

31.4.2 93C46 EEPROM与RTL8019AS的连接 604

31.4.3 LED指示模块 605

31.4.4以太网接口模块 605

31.5 51单片机TCP/IP的嵌入实现 606

31.5.1接收和发送的数据帧格式 606

31.5.2系统软件流程 606

31.5.3系统软件程序分析 608

31.6本章小结 614

第32章 红外测温仪 615

32.1系统设计要求及设计思路 615

32.2 MLX90614红外测温传感器简介 616

32.2.1 MLX90614的特性 616

32.2.2 MLX90614的引脚分布与内部结构 616

32.2.3 MLX90614的存储器和RAM 617

32.2.4 MLX90614的SMBus协议 618

32.2.5 MLX90614的接口电路 619

32.3系统硬件电路设计 620

32.4系统软件开发流程及代码分析 620

32.5本章小结 631