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第1章绪论 1

1.1单片机的概念 1

1.1.1 微型计算机的分类 1

目录 1

1.1.2单片机的组成 2

1.1.3单片机的特点 2

1.2单片机的发展概况 3

1.2.1 4位单片机 3

1.2.2 8位单片机 3

1.2.3 16位单片机 4

1.2.4 32位单片机 4

1.3单片机的应用 4

2.1 8XC196KX系列单片机概述 7

第2章8XC196KX系列单片机结构 7

2.2 8XC196KB单片机的功能结构及特点 9

2.2.1 硬件结构 9

2.2.2 软件结构 15

2.2.3主要功能特点 16

2.3 中央处理单元（CPU） 17

2.3.1 CPU总线 17

2.3.2寄存器算术逻辑单（RALU） 17

2.3.3寄存器（RAM） 18

2.3.4 窗口选择寄存器与窗口地址 22

2.3.5 控制单元（CR） 23

2.3.6时钟发生器 23

2.3.7 复位 24

2.4存储器及其接口功能 26

2.4.1 存储器空间 26

2.4.2存储器控制与管理 26

2.4.3芯片配置寄存器（CCR） 30

第3章指令系统 33

3.1基本概念 33

3.1.1操作数类型 33

3.1.2程序状态字寄存器（PSW） 34

3.2寻址方式 35

3.2.1 约定说明 35

3.2.2 6种寻址方式 37

3.3.1数据传送指令 38

3.3指令系统详述 38

3.3.2算术运算指令 43

3.3.3逻辑运算指令 55

3.3.4 移位指令 59

3.3.5调用与转移指令 61

3.3.6特殊控制指令 66

3.3.7 进入空闲／掉电方式指令 68

第4章8XC196KB的功能部件 69

4.1 8XC196KB中断系统 69

4.1.1 中断系统结构框图 69

4.1.2 中断系统功能 69

4.1.3 中断登记寄存器和中断屏蔽寄存器 74

4.1.4 中断时序和中断服务程序设计 76

4.2.1 定时器 78

4.2高速输入通道 78

4.2.2 输入输出控制寄存器和状态寄存器 81

4.2.3 高速输入通道专用寄存器 83

4.2.4高速输入部件的结构及工作原理 84

4.3高速输出通道 86

4.3.1 有关的专用寄存器 86

4.3.2 HSO部件的结构及其工作原理 87

4.4输入输出接口和多功能接口 89

4.4.1端口0 89

4.4.2端口1 90

4.5串行通信与并行通信 91

4.5.1 用于串行通信的专用寄存器 91

4.4.4端口3和端口4 91

4.4.3 端口2 91

4.5.2 串行接口电路的工作方式 93

4.6模数（A/D）转换器 95

4.6.1 模数（A/D）转换器逻辑框图 95

4.6.2 工作原理 95

4.6.3模数转换器专用寄存器 96

4.7数模转换器 97

4.7.1专用寄存器 97

4.7.2 PWM波发生器及其工作原理 98

4.8总线交换协议 99

4.8.1 硬件支持 99

4.8.2 总线转让过程 100

4.8.3 总线的归还与禁止 100

4.9.2掉电方式 101

4.9特殊运行方式 101

4.9.1 空闲方式 101

4.9.3测试方式与在线仿真方式 102

第5章单片机扩展技术 103

5.1存储器扩展 103

5.1.1存储器概述 103

5.1.2 常用存储器芯片简介 106

5.1.3存储器的地址译码方法 111

5.1.4存储器与系统的连接 115

5.2并行接口的扩展 120

5.2.1 8255A芯片可编程并行I/O接口扩展 120

5.2.2 8155/8156芯片可编程并行I/O接口扩展 125

5.2.3 用串行口扩展并行I/O接口 130

5.2.4 用74系列器件扩展并行I/O接口 132

5.3串行接口的扩展 134

5.3.1 8251芯片结构 134

5.3.2 8251芯片的控制字和状态字 136

5.3.3 8251芯片的工作模式 137

5.3.4 8251芯片与单片机的接口方法 138

5.4定时器／计数器的扩展 140

5.4.1 8253芯片的结构和特性 140

5.4.2 8253芯片的控制字 141

5.4.3 8253芯片的工作模式 142

5.4.4 8XC196KB单片机与8253芯片的接口方法 143

6.1.1 消除按键抖动的措施 146

第6章人机联系设备与接口 146

6.1键盘及其接口技术 146

6.1.2矩阵式键盘工作原理 148

6.1.3按键的识别方法 148

6.1.4 键盘工作方式 149

6.1.5 键盘接口及编程方法 150

6.1.6双功能键的设计及重键处理技术 154

6.2显示器接口设计 154

6.2.1 LED段显示器结构与原理 155

6.2.2 LED显示器的显示方式 157

6.2.3 LED显示器接口及编程方法 158

6.3.1 用80C196串行口控制的键盘／显示器电路 160

6.3单片机系统中键盘／显示器接口技术 160

6.3.2 用8155芯片构成的键盘／显示器接口电路 164

6.3.3 用8279芯片组成的键盘／显示器接口电路 169

6.4打印机接口技术 181

6.4.1 TPμP-40A微型打印机与8XC196单片机的接口 181

6.4.2 PP40与8XC196单片机的接口 185

第7章输入输出通道配置技术 187

7.1模拟量输入通道 187

7.1.1 信号处理装置 188

7.1.2 多路转换器 188

7.1.3前置放大器 190

7.1.4采样／保持电路 194

7.1.5 A/D转换器的性能指标及接口逻辑设计要点 196

7.1.6 典型A/D转换器接口电路设计 198

7.2模拟量输出通道 211

7.2.1 D/A转换器的性能指标 211

7.2.2 典型D/A接口电路设计 212

7.3数字量输入输出通道 223

7.3.1数字量输入通道 223

7.3.2数字量输出通道 224

第8章数据处理方法 226

8.1数字滤波 226

8.1.1 程序判断滤波 226

8.1.2算术平均值滤波 228

8.1.3加权平均值滤波 230

8.1.4 中值滤波 230

8.1.5去极值平均滤波 232

8.1.6滑动平均滤波 233

8.1.7低通数字滤波 233

8.2标度变换 233

8.2.1 线性参数标度变换 234

8.2.2非线性参数标度变换 234

8.3线性化处理 236

8.3.1计算法 236

8.3.2插值法 237

8.4越限报警处理 239

8.4.1全软件报警程序 239

8.4.2直接报警程序 242

第9章控制算法 244

9.1.1 PID算法的数字化 245

9.1数字PID及其算法 245

9.1.2 PID算法程序设计 247

9.1.3 PID控制规律的脉冲传递函数 251

9.1.4 数字PID调节中的几个实际问题 252

9.1.5 PID参数的整定 255

9.2直接数字控制系统的脉冲传递函数 260

9.3最小拍计算机控制系统的设计 261

9.3.1 最小拍控制系统数字控制器分析 261

9.3.2最小拍控制系统数字控制器的设计 263

9.4最小拍无纹波计算机控制系统的设计 267

9.4.1 单位阶跃输入最小拍无纹波系统的设计 268

9.4.2单位速度输入最小拍无纹波系统的设计 268

9.4.3 最小拍无纹波系统设计举例 269

9.5大林（Dahlin）算法 275

9.5.1 大林算法的D（z）基本形式 275

9.5.2振铃现象及其消除方法 277

9.5.3大林算法的设计步骤 279

9.6数字控制器D（z）在单片机上的实现方法 280

9.6.1 直接程序设计法 281

9.6.2 串行程序设计法 282

9.6.3并行程序设计法 283

9.6.4数字控制器的设计 285

9.7模糊控制技术 286

9.7.1 模糊控制的基本思想 287

9.7.2模糊逻辑的基本概念 288

9.7.3模糊控制系统的基本组成 289

9.7.4模糊控制的特点 291

9.7.5模糊控制算法的设计 292

9.7.6模糊控制器的一般设计方法 299

第10章计算机控制系统的可靠性与抗干扰技术 304

10.1可靠性与抗干扰技术概述 304

10.1.1 干扰窜入计算机控制系统的主要途径 304

10.1.2干扰的耦合方式 306

10.2计算机控制系统的硬件抗干扰技术 307

10.2.1过程通道干扰的抑制 307

10.2.2反射波干扰的抑制 309

10.3计算机控制系统的接地和电源保护技术 312

10.3.1 计算机控制系统的接地技术 312

10.2.3 空间干扰的抑制 312

10.3.2 计算机控制系统的电源保护技术 314

10.4计算机控制系统的软件抗干扰技术 316

第11章计算机控制系统的设计 320

11.1计算机控制系统设计方法 320

11.2单片机温度控制系统 325

11.2.1 系统组成及工作原理 325

11.2.2 温度控制的算法和程序 328

11.3伺服电机控制系统设计 330

11.3.1工艺介绍 330

11.3.2硬件设计 331

11.3.3软件设计 335

11.3.4六坐标机器人的分布式控制系统 338

参考文献 343