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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