第1章 单片机片内及扩展资源操作 1
1.1 C51单片机I/O口的应用 1
1.1.1 实现目标 1
1.1.2 设计思路 1
1.1.3 元器件选型 2
1.1.4 电路设计 2
1.1.5 程序设计 2
1.1.6 典型应用 5
1.1.7 经验分享 5
1.2 C51单片机的FPGA并行配置 5
1.2.1 实现目标 5
1.2.2 设计思路 5
1.2.3 电路设计 7
1.2.4 程序设计 8
1.2.5 典型应用 10
1.2.6 经验分享 13
1.3 外部中断源实例 13
1.3.1 实现目标 13
1.3.2 设计思路 14
1.3.3 程序设计 14
1.3.4 典型应用 15
1.3.5 经验分享 15
1.4 定时器／计数器 15
1.4.1 实现目标 15
1.4.2 设计思路 16
1.4.3 程序设计 16
1.4.4 经验分享 17
1.5 数据存储区扩展的典型实例 17
1.5.1 实现目标 17
1.5.2 设计思路 18
1.5.3 元器件选型 18
1.5.4 电路设计 18
1.5.5 程序设计 19
1.5.6 典型应用 20
1.5.7 经验分享 21
1.6 EPROM扩展的典型实例 21
1.6.1 实现目标 21
1.6.2 设计思路 22
1.6.3 元器件选型 22
1.6.4 电路设计 22
1.6.5 程序设计 22
1.6.6 经验分享 24
第2章 数据采集模块 25
2.1 C51单片机与8位A/D转换器接口模块 25
2.1.1 实现目标 25
2.1.2 设计思路 25
2.1.3 元器件选型 25
2.1.4 电路设计 27
2.1.5 程序设计 27
2.1.6 典型应用 28
2.1.7 经验分享 29
2.2 C51单片机与12位A/D转换器接口模块 29
2.2.1 实现目标 29
2.2.2 设计思路 29
2.2.3 元器件选型 29
2.2.4 电路设计 30
2.2.5 程序设计 30
2.3 C51单片机与串行A/D转换器接口模块 31
2.3.1 实现目标 31
2.3.2 设计思路 31
2.3.3 元器件选型 32
2.3.4 电路设计 32
2.3.5 程序设计 33
2.3.6 经验分享 34
2.4 C51单片机与8位D/A转换器接口模块 34
2.4.1 实现目标 34
2.4.2 设计思路 34
2.4.3 元器件选型 34
2.4.4 电路设计 35
2.4.5 程序设计 35
2.4.6 典型应用 37
2.4.7 经验分享 37
2.5 C51单片机与10位D/A转换器接口模块 38
2.5.1 实现目标 38
2.5.2 设计思路 38
2.5.3 元器件选型 38
2.5.4 电路设计 38
2.5.5 程序设计 39
2.6 C51单片机与12位串行D/A转换器接口模块 39
2.6.1 实现目标 39
2.6.2 设计思路 40
2.6.3 元器件选型 40
2.6.4 电路设计 40
2.6.5 程序设计 40
2.7 C51单片机与GPS接口模块 42
2.7.1 实现目标 42
2.7.2 设计思路 42
2.7.3 元器件选型 42
2.7.4 电路设计 44
2.7.5 程序设计 46
2.7.6 经验分享 49
2.8 C51单片机读写接触式IC卡模块 49
2.8.1 实现目标 49
2.8.2 设计思路 49
2.8.3 元器件选型 51
2.8.4 电路设计 53
2.8.5 程序设计 53
2.8.6 经验分享 57
2.9 C51单片机读写非接触式IC卡模块 57
2.9.1 实现目标 58
2.9.2 设计思路 58
2.9.3 元器件选型 59
2.9.4 电路设计 60
2.9.5 程序设计 61
2.9.6 经验分享 70
第3章 人机接口模块 71
3.1 键盘接口模块 71
3.1.1 实现目标 71
3.1.2 设计思路 71
3.1.3 电路设计 71
3.1.4 程序设计 72
3.2 LED显示接口模块 73
3.2.1 实现目标 73
3.2.2 设计思路 74
3.2.3 电路设计 74
3.2.4 程序设计 74
3.3 LCD显示接口模块 75
3.3.1 实现目标 75
3.3.2 设计思路 76
3.3.3 元器件选型 76
3.3.4 程序设计 76
3.4 CRT显示接口模块 82
3.4.1 实现目标 82
3.4.2 设计思路 82
3.4.3 程序设计 83
3.5 TPμp-TF微型打印机接口模块 86
3.5.1 实现目标 86
3.5.2 设计思路 86
3.5.3 电路设计 87
3.5.4 程序设计 87
3.5.5 经验分享 90
第4章 信号发生、测量、滤波与处理模块 91
4.1 数字信号发生器模块 91
4.1.1 实现目标 91
4.1.2 设计思路 91
4.1.3 元器件选型 92
4.1.4 电路设计 92
4.1.5 程序设计 93
4.2 低频信号发生器模块 95
4.2.1 实现目标 95
4.2.2 设计思路 96
4.2.3 元器件选型 96
4.2.4 电路设计 97
4.2.5 程序设计 97
4.2.6 经验分享 100
4.3 方波频率的检测和倍频模块 100
4.3.1 实现目标 100
4.3.2 设计思路 100
4.3.3 元器件选型 100
4.3.4 电路设计 102
4.3.5 程序设计 102
4.4 电动机转速信号测量模块 105
4.4.1 实现目标 105
4.4.2 设计思路 105
4.4.3 元器件选型 106
4.4.4 电路设计 108
4.4.5 程序设计 109
4.4.6 经验分享 109
4.5 限幅滤波模块 110
4.5.1 实现目标 110
4.5.2 设计思路 111
4.5.3 程序设计 111
4.5.4 经验分享 112
4.6 中值滤波模块 112
4.6.1 实现目标 112
4.6.2 设计思路 112
4.6.3 程序设计 112
4.7 算术均值滤波模块 113
4.7.1 实现目标 113
4.7.2 设计思路 113
4.7.3 程序设计 113
4.7.4 经验分享 113
4.8 加权平均滤波模块 114
4.8.1 实现目标 114
4.8.2 设计思路 114
4.8.3 程序设计 114
4.9 滑动平均滤波模块 114
4.9.1 实现目标 114
4.9.2 设计思路 115
4.9.3 程序设计 115
4.10 防脉冲干扰数字滤波模块 115
4.10.1 实现目标 115
4.10.2 设计思路 115
4.10.3 程序设计 116
4.11 一阶滞后滤波模块 116
4.11.1 实现目标 116
4.11.2 设计思路 117
4.11.3 程序设计 117
4.12 低通滤波模块 117
4.12.1 实现目标 117
4.12.2 设计思路 117
4.12.3 程序设计 117
4.12.4 经验分享 118
4.13 FFT模块 118
4.13.1 实现目标 118
4.13.2 设计思路 119
4.13.3 程序设计 119
第5章 通信与数据传输模块 121
5.1 RS-232接口模块 121
5.1.1 实现目标 121
5.1.2 设计思路 121
5.1.3 元器件选型 121
5.1.4 电路设计 121
5.1.5 程序设计 121
5.2 RS-485接口模块 124
5.2.1 实现目标 124
5.2.2 设计思路 125
5.2.3 元器件选型 125
5.2.4 电路设计 126
5.2.5 程序设计 126
5.2.6 经验分享 130
5.3 C51单片机与PC串行通信模块 131
5.3.1 实现目标 131
5.3.2 设计思路 131
5.3.3 程序设计 131
5.4 单片机多机通信模块 137
5.4.1 实现目标 137
5.4.2 设计思路 137
5.4.3 程序设计 137
5.5 USB数据通信接口模块 144
5.5.1 实现目标 144
5.5.2 设计思路 144
5.5.3 程序设计 145
5.6 I2C总线接口模块 155
5.6.1 实现目标 155
5.6.2 设计思路 155
5.6.3 元器件选型 155
5.6.4 电路设计 157
5.6.5 程序设计 158
5.7 SPI总线接口模块 166
5.7.1 实现目标 166
5.7.2 设计思路 167
5.7.3 元器件选型 168
5.7.4 电路设计 168
5.7.5 程序设计 169
5.8 Microwire总线接口模块 172
5.8.1 实现目标 172
5.8.2 设计思路 172
5.8.3 元器件选型 173
5.8.4 程序设计 173
5.9 1-WIRE总线接口模块 176
5.9.1 实现目标 176
5.9.2 设计思路 176
5.9.3 程序设计 176
5.10 CAN总线接口模块 178
5.10.1 实现目标 178
5.10.2 设计思路 179
5.10.3 元器件选型 179
5.10.4 程序设计 179
5.11 红外接口模块 189
5.11.1 实现目标 189
5.11.2 设计思路 190
5.11.3 元器件选型 190
5.11.4 电路设计 191
5.11.5 程序设计 193
5.12 无线通信模块 198
5.12.1 实现目标 198
5.12.2 设计思路 198
5.12.3 元器件选型 199
5.12.4 电路设计 200
5.12.5 程序设计 200
5.13 单片机实现以太网接口模块 206
5.13.1 实现目标 207
5.13.2 设计思路 207
5.13.3 元器件选型 209
5.13.4 电路设计 211
5.13.5 程序设计 213
第6章 控制模块 219
6.1 PID控制模块 219
6.1.1 实现目标 219
6.1.2 设计思路 219
6.1.3 程序设计 221
6.2 模糊PID控制模块 222
6.2.1 实现目标 222
6.2.2 设计思路 222
6.2.3 程序设计 225
6.2.4 经验分享 239
6.3 直流电动机转速控制模块 239
6.3.1 实现目标 239
6.3.2 设计思路 239
6.3.3 元器件选型 240
6.3.4 电路设计 241
6.3.5 程序设计 242
6.4 步进电动机控制模块 244
6.4.1 实现目标 244
6.4.2 设计思路 244
6.4.3 电路设计 246
6.4.4 程序设计 250
6.4.5 经验分享 254
第7章 电磁兼容与可靠性设计 255
7.1 单片机应用系统的电磁兼容性设计 255
7.1.1 印制电路板设计中的电磁兼容性 255
7.1.2 开关电源设计中的电磁兼容性 256
7.1.3 设备内部的布线 256
7.1.4 屏蔽电缆的接地 257
7.1.5 对静电的防护 257
7.2 数字电路抗干扰设计 257
7.2.1 抑制干扰源 258
7.2.2 切断干扰传播路径的常用措施 258
7.2.3 提高敏感器件的抗干扰性能 259
7.3 单片机复位电路的可靠性设计 259
7.3.1 基本复位电路 259
7.3.2 电源监控电路 262
7.3.3 多功能电源监控电路 263
7.4 软件抗干扰设计 264
7.4.1 采用指令冗余对程序“跑飞”的软件处理实例 265
7.4.2 采用软件陷阱对程序“跑飞”的软件处理实例 266
7.4.3 软件“看门狗”对程序“跑飞”的处理实例 269
7.4.4 通过“复位”使系统恢复正常 269
第8章 C51单片机典型算法模块 271
8.1 查找模块 271
8.1.1 实现目标 271
8.1.2 顺序查找 271
8.1.3 折半查找 273
8.1.4 串的匹配 275
8.2 排序模块 279
8.2.1 实现目标 279
8.2.2 插入排序 279
8.2.3 选择排序 281
8.2.4 冒泡排序 283
8.2.5 归并排序 285
8.2.6 快速排序 289
8.3 树模块 294
8.3.1 实现目标 295
8.3.2 二叉树的前根遍历算法 296
8.3.3 二叉树的中根遍历算法 298
8.3.4 二叉树的后根遍历算法 299
8.4 图模块 301
8.4.1 实现目标 301
8.4.2 图的深度优先搜索遍历算法 303
8.4.3 图的广度优先搜索遍历算法 307
8.4.4 网络的最小生成树 312
8.4.5 网络的最短路径问题 318
8.5 递归算法模块 324
8.5.1 实现目标 324
8.5.2 设计思路 324
8.5.3 程序设计 325
8.5.4 典型应用 325
8.6 递推算法模块 326
8.6.1 实现目标 326
8.6.2 设计思路 327
8.6.3 程序设计 327
8.7 回溯算法模块 327
8.7.1 实现目标 327
8.7.2 设计思路 328
8.7.3 程序设计 329
8.7.4 典型应用 329
参考文献 332