第1章 绪论 1
1.1智能化测量控制仪表的基本组成及其发展 1
1.2智能化测量控制仪表的功能特点 3
1.3智能化测量控制仪表的设计方法 5
复习思考题 9
第2章 智能化测量控制仪表中的专用微处理器 10
2.1 80C51系列单片机的特点 10
2.2 80C51单片机的结构 11
2.2.1基本组成与内部结构 11
2.2.2引脚功能 14
2.3 80C51单片机的存储器结构 15
2.4 80C51单片机的CPU时序 18
2.5 80C51单片机的复位信号与复位电路 20
2.6 80C51单片机的并行I/O口 21
2.7 80C51单片机的指令系统 25
2.7.1指令和助记符 25
2.7.2指令的字节数 25
2.7.3寻址方式 26
2.7.4指令分类详解 30
2.8 80C51单片机的汇编语言程序设计与实用子程序 39
2.8.1汇编语言格式与伪指令 39
2.8.2应用程序设计 41
2.8.3定点数运算子程序 43
2.9 80C51单片机的定时器/计数器 56
2.9.1定时器/计数器的控制寄存器与逻辑结构 56
2.9.2定时器/计数器应用举例 64
2.10 80C51单片机的串行口 65
2.10.1串行通信方式与串行口控制寄存器 65
2.10.2串行口应用举例 72
2.11 80C51单片机的中断系统 73
2.11.1中断的概念 73
2.11.2中断申请与控制 74
2.11.3中断响应 77
2.11.4中断系统应用举例 79
2.12 80C51单片机的节电工作方式 81
2.12.1空闲方式和掉电方式 82
2.12.2节电方式的应用 83
2.13 80C51单片机的系统扩展 84
2.13.1程序存储器扩展 85
2.13.2数据存储器扩展 86
2.13.3并行I/O端口扩展 87
2.13.4利用I2C总线进行系统扩展 100
2.14新型FLASH单片机简介 107
2.14.1 Atmel公司的AT89 x51 107
2.14.2 NXP公司的89C51RD2 113
2.14.3 SST公司的89E564RD 118
复习思考题 124
第3章 单片机高级语言Keil C51应用程序设计 127
3.1 Keil C51程序设计的基本语法 127
3.1.1 Keil C51程序的一般结构 127
3.1.2数据类型 128
3.1.3常量、变量及其存储模式 129
3.1.4运算符与表达式 131
3.2 C51程序的基本语句 135
3.2.1表达式语句 135
3.2.2复合语句 135
3.2.3条件语句 136
3.2.4开关语句 136
3.2.5循环语句 137
3.2.6 goto、break、continue语句 138
3.2.7返回语句 138
3.3函数 139
3.3.1函数的定义与调用 139
3.3.2中断服务函数与寄存器组定义 140
3.4 Keil C51编译器对ANSI C的扩展 141
3.4.1存储器类型与编译模式 141
3.4.2关于bit、sbit、sfr、sfr16数据类型 143
3.4.3一般指针与基于存储器的指针及其转换 146
3.4.4 C51编译器对ANSI C函数定义的扩展 147
3.5 C51编译器的数据调用协议 151
3.5.1数据在内存中的存储格式 151
3.5.2目标代码的段管理 153
3.6与汇编语言程序的接口 155
3.7绝对地址访问 160
3.7.1采用扩展关键字“_at_”或指针定义变量的绝对地址 160
3.7.2采用预定义宏指定变量的绝对地址 162
3.8 Keil C51库函数 162
3.8.1本征库函数 163
3.8.2字符判断转换库函数 163
3.8.3输入/输出库函数 164
3.8.4字符串处理库函数 166
3.8.5类型转换及内存分配库函数 167
3.8.6数学计算库函数 168
复习思考题 169
第4章 智能化测量控制仪表的DAC和ADC接口 171
4.1 A/D及D/A转换器的主要技术指标 171
4.1.1 A/D转换器的主要技术指标 171
4.1.2 D/A转换器的主要技术指标 172
4.2 DAC接口技术 172
4.2.1常用DAC芯片的接口方法 174
4.2.2利用DAC接口实现波形发生器 183
4.2.3串行DAC与80C51单片机的接口方法 188
4.3 ADC接口技术 193
4.3.1比较式ADC接口 194
4.3.2积分式ADC接口 203
4.3.3串行ADC与80C51单片机的接口方法 213
4.4数据采集系统 217
4.4.1前置放大器 219
4.4.2采样保持器 223
4.4.3新型单片数据采集系统ADμC8xx简介 226
复习思考题 235
第5章 智能化测量控制仪表的键盘与显示器接口技术 236
5.1 LED显示器接口技术 236
5.1.1 7段LED数码显示器 236
5.1.2串行接口8位共阴极LED驱动器MAX7219 244
5.2键盘接口技术 253
5.2.1编码键盘 254
5.2.2非编码键盘 255
5.2.3键值分析 263
5.3 8279可编程键盘/显示器芯片接口技术 273
5.3.1 8279的工作原理 273
5.3.2 8279的数据输入、显示输出及命令格式 275
5.3.3 8279的接口方法 282
5.4 LCD液晶显示器接口技术 289
5.4.1 LCD显示器的工作原理和驱动方式 289
5.4.2点阵字符型液晶显示模块 290
5.4.3点阵图型液晶显示模块 305
复习思考题 312
第6章 智能化测量控制仪表的通信接口 314
6.1串行通信接口 314
6.1.1 RS-232C标准 314
6.1.2串行通信方式 319
6.2串行通信的实现 321
6.2.1仪表相互之间的通信 321
6.2.2仪表与上位机之间的通信 325
6.2.3 RS-422和RS-423标准 339
复习思考题 340
第7章 智能化测量控制仪表的抗干扰技术 341
7.1干扰源 341
7.1.1串模干扰、共模干扰及电源干扰 341
7.1.2数字电路的干扰 343
7.2硬件抗干扰措施 345
7.2.1串模干扰的抑制 345
7.2.2共模干扰的抑制 347
7.2.3输入/输出通道干扰的抑制 348
7.2.4电源与电网干扰的抑制 352
7.2.5地线系统干扰的抑制 353
7.3软件抗干扰措施 354
7.3.1数字量输入/输出中的软件抗干扰 354
7.3.2程序执行过程中的软件抗干扰 355
7.3.3系统的恢复 360
复习思考题 363
第8章 智能化测量控制仪表中的常用测量与控制算法 364
8.1数字滤波算法 365
8.1.1一阶惯性滤波 365
8.1.2限幅滤波 367
8.1.3中位值滤波 368
8.1.4算术平均值滤波 369
8.1.5滑动平均值滤波 371
8.1.6加权滑动平均滤波 373
8.1.7复合滤波法 373
8.2校正算法 374
8.2.1系统误差的模型校正法 374
8.2.2利用校准曲线通过查表法修正系统误差 376
8.2.3非线性特性的校正 379
8.3量程自动转换与标度变换 385
8.3.1量程自动转换 385
8.3.2标度变换 387
8.4 PID控制算法 388
8.4.1基本控制规律 388
8.4.2完全微分型PID控制算法 390
8.4.3不完全微分型PID控制算法 393
8.4.4 PID算法的改进 395
复习思考题 398
第9章 智能化测量控制仪表的设计方法与实例分析 399
9.1智能化测量控制仪表的总体设计 400
9.2智能化测量控制仪表的硬件电路设计 401
9.2.1仪表中专用单片机系统的设计 401
9.2.2仪表中其他功能组件的设计 403
9.2.3仪表中硬件电路设计过程 404
9.3智能化测量控制仪表的软件设计 406
9.3.1概述 406
9.3.2自顶向下设计 407
9.3.3模块化和结构化编程 408
9.4智能化真有效值数字电压表实例分析 408
9.4.1单片真有效值/直流转换器 409
9.4.2仪表单元电路的工作原理 411
9.5智能化真有效值数字电压表的监控程序 416
9.5.1仪表的键盘功能 417
9.5.2仪表的监控程序结构 417
9.5.3仪表的主要功能模块简介 419
复习思考题 425
附录A 80C51指令表 426
附录B Proteus虚拟仿真 433
B.1集成环境ISIS 433
B.2绘制原理图 437
B.3创建汇编语言源代码仿真文件 440
B.4在原理图中进行源代码仿真调试 442
B.5原理图与Keil环境联机仿真调试 445
附录C常用集成电路芯片的引脚排列图 453
参考文献 458