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