单片机应用系统设计与训练PDF电子书下载

目录 1

序 1

前言 1

第1章MCS-51单片机系统结构 1

本章学习目标 1

1.1单片机概述 1

1.1.1单片机的概念 1

1.1.2单片机的发展 2

1.1.3单片机的系列产品介绍 3

1.2 MCS-51单片机结构简介 4

1.2.1 MCS-5 1单片机的内部结构 5

1.2.2 80C51/80C52单片机引脚定义及功能 6

1.3.1 内部数据存储器及专用寄存器 8

1.3 MCS-5 1单片机的存储器结构 8

1.3.2外部数据存储器 12

1.3.3程序存储器 14

1.4单片机并行I/O口 15

1.4.1 P0口 15

1.4.2P1口 17

1.4.3 P2口 17

1.4.4 P3口 18

1.5单片机的复位电路与工作方式 19

1.5.1单片机的复位电路 19

1.5.2单片机的工作方式 20

1.6单片机的时钟与CPU时序 22

1.6.1单片机的时钟 22

1.6.2单片机的CPU时序 23

习题一 25

本章小结 25

第2章单片机的指令系统与程序设计 27

本章学习目标 27

2.1 概述 27

2.1.1 指令格式 27

2.1.2指令分类 28

2.1.3指令符号的意义 30

2.1.4伪指令 30

2.2寻址方式 32

2.2.1 立即寻址 33

2.2.2直接寻址 33

2.2.3寄存器寻址 33

2.2.4寄存器间接寻址 33

2.2.5相对寻址 34

2.2.6变址寻址 35

2.2.7位寻址 36

2.3指令系统 36

2.3.1数据传送类指令 36

2.3.2算术运算类指令 40

2.3.3逻辑运算指令 44

2.3.4移位指令 46

2.3.5控制转移类指令 47

2.3.6位操作指令 50

2.4程序设计 52

2.4.1延时程序 53

2.4.2循环程序 54

2.4.3分支程序 56

2.4.4地址表法散转程序 56

2.4.5转移表法散转程序 57

2.4.6查表程序设计 58

2.4.7代码转换类程序设计 60

2.4.8定点数运算程序设计 63

2.4.9浮点数运算程序 69

本章小结 79

习题二 80

第3章单片机的中断系统与定时器/计数器 83

本章学习目标 83

3.1 中断系统 83

3.1.1 中断的定义 84

3.1.2中断源 85

3.1.3 中断的优先级 85

3.1.4中断控制 86

3.1.5 中断响应 88

3.1.6中断响应的撤除 89

3.2外部中断的使用 90

3.2.1 使用查询法扩展外部中断源 90

3.2.2利用定时器扩展外部中断源 91

3.2.3利用优先权编码器扩展外部中断源 92

3.3定时器／计数器 95

3.3.1定时器／计数器的结构 95

3.3.2定时器／计数器的控制寄存器及工作方式 95

3.4单片机外部中断与定时器／计数器的应用训练 98

3.4.1外部中断INT0的应用训练 98

3.4.2多级外部中断的应用训练 99

3.4.3定时器方式0的应用训练 101

3.4.4定时器方式1的应用训练 103

3.4.5外部脉冲宽度的测量训练 104

3.4.6单片机内部软件看门狗的应用训练 105

本章小结 106

习题三 107

第4章单片机的串行通信 109

本章学习目标 109

4.1 串行通信概念 109

4.1.1 串行通信的基本方式 109

4.1.2 串行通信的波特率 111

4.2 串行通信的结构及工作方式 111

4.2.1 串行通信口的结构 111

4.2.2 串行通信的工作方式 113

4.2.3双机通信 116

4.2.4多机通信 118

4.3 串行口的扩展应用 120

4.3.1 串行口扩展显示器训练 121

4.3.2 串行口扩展的键盘训练 122

4.4.1双机通信训练 124

4.4串行通信的应用 124

4.4.2用电流环实现远距离通信训练 127

4.4.3计算机与单片机的通信训练 128

4.4.4多机通信训练 133

本章小结 138

习题四 139

第5章外部I/O口的扩展训练 140

本章学习目标 140

5.1 MCS-5 1外部I/O扩展原理概述 140

5.1.1 MCS-5 1外部I/O扩展概述 140

5.1.2 MCS-51外部I/O扩展常用芯片 140

5.2 TTL芯片扩展I/O并行接口的应用训练 141

5.2.1 用74LS377扩展8位并行输出接口的使用训练 141

5.2.3用三态门扩展8位并行输入接口的使用训练 142

5.2.2用74LS373扩展8位并行输入接口的使用训练 142

5.3.1 8255A可编程外围并行接口结构及性能介绍 143

5.3 8255A可编程外围并行接口的应用训练 143

5.3.2训练内容 146

5.3.3电路图 146

5.3.4参考程序 147

5.48155/8156可编程I/O接口的结构及性能 148

5.4.1 8155/8156可编程外围I/O接口的结构及性能介绍 148

5.4.2训练内容 151

5.4.3电路图 151

5.4.4参考程序 151

5.5 8253/8254可编程定时／计数器的应用训练 152

5.5.1 8253/8254可编程定时／计数器结构及性能简介 152

5.5.2训练内容 153

5.5.4参考程序 154

5.5.3电路图 154

本章小结 155

习题五 155

第6章A/D、D/A转换器的应用训练 157

本章学习目标 157

6.1 8位逐次比较式A/D转换器的训练 157

6.1.1 ADC0809的逻辑结构与引脚功能 157

6.1.2单片机与ADC0809接口的训练 159

6.2 12位串行接口A/D转换器的训练 161

6.2.1 MAX187的主要特性与引脚功能 161

6.2.2 MAX187的工作原理 162

6.2.3单片机与MAX187接口的训练 162

6.3 12位并行A/D转换器的使用训练 164

6.3.1 AD574A的引脚功能及真值表 164

6.3.2 AD574A的单极性和双极性输入 165

6.3.3 单片机与AD574A接口的训练 166

6.4 8位D/A转换器的训练 168

6.4.1DAC0832的内部结构和引脚功能 168

6.4.2DAC0832工作方式与输出极性 169

6.4.3单片机与DAC0832接口的训练 170

6.5 I2C总线接口芯片PCF8591的使用训练 172

6.5.1 PCF8591的主要特性与引脚功能 172

6.5.2结构与应用原理 173

6.5.3 PCF8591的数据操作格式 174

6.5.4 I2C总线操作时序及数据操作模拟 175

6.5.5 I2C总线接口芯片PCF8591的使用训练 180

6.6 V/F转换器的使用训练 182

6.6.1 V/F转换原理 182

6.6.2 LM331的引脚功能与特性 183

6.6.3 LM33 1的外部接线 184

6.6.4 LM331的使用训练 185

本章小结 186

习题六 187

第7章单片机的综合应用 188

本章学习目标 188

7.1 三相步进电机的控制 188

7.1.1 步进电机的工作原理 188

7.1.2步进电机的控制 188

7.1.3步进电机的单片机控制 190

7.2单片机与功率驱动接口电路的连接 192

7.2.1扩大驱动电流的方法 192

7.2.2单片机控制强电电路的开关器件 194

7.3.1 系统组成与设计方案 198

7.3数字频率计的设计 198

7.3.3频率计程序设计 199

7.3.2频率计程序框图 199

7.4大型数字显示时钟的设计 204

7.4.1 系统组成与工作原理 204

7.4.2数字电子钟程序框图 206

7.4.3数字电子钟程序 207

7.5汉字液晶显示器的设计 214

7.5.1液晶显示控制器HD61830 214

7.5.2 HD61830液晶模块的应用 216

7.6多路温度巡检系统的设计 221

7.6.1设计目标与预备知识 221

7.6.2设计方案 222

7.6.3软件设计 223

7.8.2功能和硬件原理 229

7.8大容量数据存储器的应用设计 229

7.8.1设计目标 229

7.9高速AD在MCS-51单片机中的应用设计 230

7.9.1设计思路 230

7.9.2功能和硬件原理 230

本章小结 232

第8章单片机的可靠性设计与抗干扰设计 233

本章学习目标 233

8.1 单片机应用系统的可靠性设计 233

8.1.1可靠度 233

8.1.2提高可靠性的措施 234

8.2抗干扰的设计原则 234

8.2.1干扰的来源 234

8.3.1数字滤波的设计 235

8.2.2抗干扰的设计原则 235

8.3软件抗干扰的设计 235

8.3.2软件冗余 238

8.3.3软件陷阱 239

8.3.4软件看门狗技术 239

8.4硬件抗干扰的设计 240

8.4.1滤波技术 240

8.4.2隔离技术 241

8.4.3接地技术 242

8.4.4单片机的自动复位与电源的监测技术 243

本章小结 244

习题八 245

9.1.1 设计流程 246

9.1 单片机应用系统的开发流程 246

本章学习目标 246

第9章单片机应用系统的设计方法 246

9.1.2总体设计 247

9.1.3硬件设计 248

9.1.4软件设计 248

9.1.5系统的调试与维护 250

9.2 51单片机应用系统的开发工具 250

9.2.1 51仿真系统简介 251

9.2.2调试工具简介 253

9.3编程器的使用方法 255

9.3.1系统的安装 255

9.3.2编程操作 255

本章小结 257

习题九 258