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第一篇 基础知识篇2

第1章 51单片机开发的基础知识2

1.1 51单片机的硬件结构2

1.1.1 功能模块2

1.1.2 CPU2

1.1.3 并行I/O端口4

1.1.4 存储器结构6

1.1.5 定时／计数器10

1.1.6 串行口14

1.1.7 中断系统20

1.2 51单片机的指令系统22

1.2.1 寻址方式22

1.2.2 指令说明26

1.2.3 指令系统表29

1.3 本章总结32

第2章 C语言程序各语句用法与意义33

2.1 数据结构33

2.1.1 数据类型34

2.1.2 变量与常量36

2.1.3 数组40

2.1.4 指针44

2.1.5 结构47

2.1.6 共用体51

2.1.7 枚举52

2.2 运算符与表达式53

2.2.1 运算符分类与优先级53

2.2.2 算术运算符与表达式54

2.2.3 关系运算符与表达式55

2.2.4 逻辑运算符与表达式55

2.2.5 位操作运算符与表达式55

2.2.6 赋值运算符与表达式56

2.3 程序结构与函数57

2.3.1 程序结构57

2.3.2 函数58

2.4 流程控制语句64

2.4.1 选择语句65

2.4.2 循环语句68

2.4.3 转移语句70

2.5 本章总结72

第3章 Keil 8051 C编译器73

3.1 Keil编译器简介73

3.2 使用Keil开发应用软件74

3.2.1 建立工程75

3.2.2 工程的设置77

3.2.3 编译与连接79

3.3 dScope for Windows的使用80

3.3.1 如何启动80

3.3.2 如何调试81

3.3.3 调试窗口83

3.4 本章总结85

第二篇 输入／输出系统设计88

第4章 单片机实现液晶显示88

4.1 实例说明88

4.2 设计思路分析88

4.2.1 液晶显示模块88

4.2.2 液晶显示工作原理89

4.2.3 设计思路91

4.3 硬件电路设计91

4.3.1 器件选取91

4.3.2 电源模块92

4.3.3 液晶显示模块93

4.3.4 单片机模块95

4.4 软件设计96

4.4.1 液晶控制驱动器指令集96

4.4.2 程序说明97

4.5 实例总结100

第5章 基于MAX7219的8位数码管显示101

5.1 实例说明101

5.2 设计思路分析101

5.2.1 LED显示驱动芯片的选取101

5.2.2 MAX7219的工作原理102

5.3 硬件电路设计103

5.3.1 主要器件103

5.3.2 电路原理图104

5.4 软件设计106

5.4.1 MAX7219的工作时序和寄存器描述106

5.4.2 程序说明108

5.5 实例总结111

第6章 键盘输入实例——实现4×4键盘112

6.1 实例说明112

6.2 设计思路分析112

6.3 硬件电路设计113

6.4 软件设计114

6.5 实例总结118

第7章 单片机实现语音录放119

7.1 实例说明119

7.2 设计思路分析120

7.2.1 语音芯片选取120

7.2.2 语音芯片ISD2560简介120

7.3 硬件电路设计121

7.3.1 主要器件121

7.3.2 电路原理图及说明124

7.4 软件设计125

7.4.1 程序流程125

7.4.2 程序说明126

7.5 实例总结128

第三篇 数据采集系统设计130

第8章 基于MAX197的并行A/D转换130

8.1 实例说明130

8.2 设计思路分析130

8.2.1 A/D转换原理131

8.2.2 如何选择A/D转换器件131

8.2.3 A/D转换器对电源电路的要求132

8.3 硬件电路设计133

8.3.1 主要器件133

8.3.2 电路原理图及说明136

8.4 软件设计138

8.4.1 MAX197控制字138

8.4.2 程序流程139

8.4.3 程序说明140

8.5 实例总结141

第9章 基于TLC549的串行A/D转换142

9.1 实例说明142

9.2 设计思路分析142

9.2.1 芯片选取143

9.2.2 工作原理143

9.3 硬件电路设计145

9.3.1 主要器件145

9.3.2 电路原理图及说明145

9.4 软件设计146

9.4.1 转换过程和时序要求147

9.4.2 程序流程147

9.4.3 程序说明148

9.5 实例总结149

第10章 基于MAX527的并行D/A转换150

10.1 实例说明150

10.2 设计思路分析150

10.2.1 D/A转换原理151

10.2.2 如何选择D/A转换器件151

10.2.3 D/A转换器对电源电路的要求152

10.3 硬件电路设计152

10.3.1 主要器件152

10.3.2 电路原理图及说明154

10.4 软件设计156

10.4.1 MAX527的地址和重要引脚156

10.4.2 程序流程157

10.4.3 程序说明158

10.5 实例总结159

第11章 基于MAX517的串行D/A转换160

11.1 实例说明160

11.2 设计思路分析160

11.2.1 芯片选取161

11.2.2 工作原理161

11.3 硬件电路设计162

11.3.1 主要器件162

11.3.2 电路原理图及说明163

11.4 软件设计164

11.4.1 时序要求和转换过程164

11.4.2 程序说明165

11.5 实例总结167

第12章 基于SHT71数字温／湿度传感器的采集实现168

12.1 实例说明168

12.2 设计思路分析168

12.2.1 SHT71性能概述168

12.2.2 SHT71的功能说明169

12.2.3 SHT71的引脚尺寸和说明170

12.3 硬件电路设计171

12.4 软件设计172

12.4.1 SHT71的操作方法172

12.4.2 程序流程173

12.4.3 源程序清单174

12.5 实例总结181

第13章 基于DS1624的数字温度计设计182

13.1 实例说明182

13.2 设计思路分析182

13.2.1 DS1624简介183

13.2.2 DS1624基本特性183

13.2.3 DS1624工作原理183

13.2.4 DS1624工作方式186

13.2.5 DS1624的指令集186

13.3 硬件电路设计187

13.3.1 硬件设计187

13.3.2 原理图及其说明187

13.4 软件设计188

13.4.1 程序流程188

13.4.2 程序说明189

13.5 实例总结194

第四篇 控制系统设计196

第14章 基于DS12C887的实时日历时钟显示系统设计196

14.1 实例说明196

14.2 设计思路分析197

14.2.1 选择合适的日历时钟芯片197

14.2.2 如何由DS12C887芯片获取时间信息197

14.3 硬件电路设计198

14.3.1 结构框图198

14.3.2 主要器件198

14.3.3 电路原理图及说明200

14.4 软件设计202

14.4.1 DS12C877的内存空间202

14.4.2 程序流程204

14.4.3 程序代码及说明205

14.5 实例总结207

第15章 单片机控制的步进电机系统208

15.1 实例说明208

15.2 设计思路分析208

15.2.1 步进电机的工作原理209

15.2.2 步进电机的控制211

15.2.3 脉冲分配与驱动芯片的选取212

15.3 硬件电路设计213

15.3.1 结构框图213

15.3.2 主要器件214

15.3.3 电路原理图及说明215

15.4 软件设计217

15.4.1 程序流程217

15.4.2 程序说明218

15.5 实例总结220

第16章 基于MAX1898的智能充电器设计222

16.1 实例说明222

16.2 设计思路分析223

16.2.1 为何需要实现充电器的智能化223

16.2.2 如何选择电池充电芯片223

16.2.3 MAX1898的充电工作原理224

16.3 硬件电路设计226

16.3.1 主要器件226

16.3.2 电路原理图及说明227

16.4 软件设计230

16.4.1 程序流程230

16.4.2 程序说明231

16.5 实例总结232

第五篇 存储系统与外设扩展234

第17章 基于NOR Flash AM29LV320的数据存储234

17.1 实例说明234

17.2 设计思路分析235

17.2.1 芯片AM29LV320235

17.2.2 具体设计思路237

17.3 硬件电路设计237

17.4 软件设计239

17.4.1 AM29LV320的命令与状态240

17.4.2 串行异步数据传输256

17.4.3 程序代码说明256

17.5 实例总结265

第18章 基于XC95144的串口扩展266

18.1 实例说明266

18.2 设计思路分析267

18.2.1 串口发送的设计267

18.2.2 串口接收的设计269

18.2.3 串口模块的设计271

18.3 硬件电路设计273

18.4 软件设计275

18.4.1 CPLD的设计原理图275

18.4.2 C51单片机程序代码说明277

18.5 实例总结279

第19章 基于8255扩展并行口280

19.1 实例说明280

19.2 设计思路分析280

19.2.1 并行口扩展的原理280

19.2.2 芯片选择281

19.3 硬件电路设计284

19.4 软件设计286

19.5 实例总结289

第六篇 信号与算法实现292

第20章 单片机实现智能信号发生器292

20.1 实例说明292

20.2 设计思路分析293

20.2.1 信号发生芯片MAX038293

20.2.2 如何在单片机系统中使用MAX038294

20.3 硬件电路设计295

20.3.1 主要器件295

20.3.2 电路原理图及说明296

20.4 软件设计298

20.4.1 程序流程298

20.4.2 程序说明299

20.5 实例总结301

第21章 单片机实现步进式PWM信号输出302

21.1 实例说明302

21.2 设计思路分析302

21.2.1 PWM控制303

21.2.2 选择合适的外部计数芯片303

21.3 硬件电路设计304

21.3.1 主要器件304

21.3.2 电路原理图及说明305

21.4 软件设计306

21.4.1 8254的内部控制字和计数寄存器306

21.4.2 程序说明308

21.5 实例总结309

第22章 单片机实现CRC算法310

22.1 实例说明310

22.2 CRC原理311

22.3 算法设计与程序实现312

22.3.1 按位计算CRC312

22.3.2 按字节计算CRC313

22.3.3 按半字节计算CRC316

22.3.4 主程序及测试结果317

22.4 实例总结318

第23章 单片机实现软件滤波319

23.1 实例说明319

23.2 设计思路分析319

23.3 软件设计322

23.4 实例总结326

第七篇 通信传输系统设计328

第24章 单片机实现点对点的数据传输328

24.1 实例说明328

24.2 设计思路分析328

24.2.1 串行通信基本原理329

24.2.2 接口电平转换330

24.3 硬件电路设计331

24.3.1 结构框图331

24.3.2 主要器件331

24.3.2 电路原理图及说明332

24.4 软件设计333

24.4.1 协议设计334

24.4.2 机程序流程及代码335

24.4.3 从机程序流程及代码338

24.5 实例总结340

第25章 单片机实现点对多点的数据传输341

25.1 实例说明341

25.2 设计思路分析342

25.2.1 如何实现从机识别342

25.2.2 51单片机串口的多机通信功能342

25.3 硬件电路设计343

25.4 软件设计344

25.4.1 协议设计344

25.4.2 主机程序流程及代码344

25.4.3 从机程序流程及代码348

25.5 实例总结351

第26章 单片机实现以太网接口352

26.1 实例说明352

26.2 设计思路分析353

26.2.1 以太网协议353

26.2.2 选择合适的以太网控制芯片354

26.3 硬件电路设计355

26.3.1 主要器件355

26.3.2 电路原理图及说明358

26.4 软件设计360

26.4.1　地址空间与寄存器360

26.4.2 程序说明362

26.5 实例总结365

第27章 单片机实现I2C总线通信366

27.1 实例说明366

27.2 设计思路分析367

27.2.1 I2C总线的工作原理367

27.2.2 I2C总线的通信时序367

27.3 硬件电路设计369

27.4 软件设计369

27.4.1 程序流程370

27.4.2 程序说明370

27.5 实例总结374

第28章 单片机实现RS-485总线现场监测系统375

28.1 实例说明375

28.2 设计思路分析376

28.2.1 RS-485总线376

28.2.2 RS-485总线驱动芯片选取379

28.2.3 MAX481构成的RS-485总线网络381

28.3 硬件电路设计381

28.3.1 RS-232/485总线转接卡381

28.3.2 带有RS-485总线接口的单片机系统382

28.4 软件设计383

28.4.1 通信协议设计384

28.4.2 程序流程385

28.4.3 程序说明386

28.5 实例总结390

第29章 CAN总线接口通信设计391

29.1 实例说明391

29.2 设计原理与思路391

29.2.1 CAN总线及CAN总线协议简介391

29.3 芯片选型395

29.4 硬件电路设计397

29.4.1 结构框图397

29.4.2 主要器件说明398

29.5 电路原理图及其说明401

29.6 软件设计403

29.6.1 程序总体思路说明403

29.6.2 程序流程图403

29.6.3 主要源程序清单和注释406

29.7 实例总结413

第八篇 电源监控与抗干扰设计415

第30章 单片机监控电路设计416

30.1 实例说明416

30.2 设计思路分析417

30.2.1 一种简单的单片机上电复位电路417

30.2.2 单片机监控芯片的选取418

30.3 硬件电路设计419

30.3.1 原理图设计420

30.3.2 监控芯片的外围电路设计420

30.4 软件设计421

30.5 实例总结422

第31章 光电隔离电路设计423

31.1 实例说明423

31.2 设计思路分析424

31.2.1 光耦器件的工作原理424

31.2.2 光耦器件的典型应用425

31.2.3 如何选择光耦器件427

31.3 硬件电路设计428

31.3.1 主要器件428

31.3.2 电路原理图及说明428

31.4 实例总结431

附录A 汇编语言与C语言的混合编程432

附录B 实例配套实验箱451