單片機系統(tǒng)設計及工程應用

第1章單片機系統(tǒng)概述1
1.1單片機內部結構及特點2
1.2單片機的發(fā)展與分類3
1.2.1單片機的發(fā)展3
1.2.2單片機的分類4
1.3單片機技術的發(fā)展趨勢6
1.4單片機的應用領域7
習題18
第2章單片機硬件系統(tǒng)設計基礎9
2.151系列單片機家族成員9
2.1.1Intel公司的MCS-51系列單片機9
2.1.2Atmel公司的AT89系列單片機10
2.1.3Atmel公司的AT89C2051單片機12
2.1.4Philips公司的51系列單片機13
2.251系列單片機內部結構及引腳功能14
2.2.151系列單片機內部結構14
2.2.251系列單片機外部引腳及功能15
2.3單片機CPU基本模型17
2.3.1算術邏輯單元ALU.累加器ACC及寄存器B18
2.3.2程序狀態(tài)字PSW18
2.3.3程序計數(shù)器PC19
2.3.4堆棧指針SP19
2.3.5數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR19
2.451系列單片機存儲器結構20
2.4.1存儲器分類及配置20
2.4.2程序存儲器20
2.4.3內部數(shù)據(jù)存儲器22
2.4.4外部數(shù)據(jù)存儲器26
2.5單片機的并行端口及應用26
2.5.1并行端口的內部結構26
2.5.2并行端口的應用29
2.5.3并行端口的負載能力31
2.6單片機時序31
2.6.1幾個基本概念32
2.6.2CPU取指令和執(zhí)行指令的時序32
2.7時鐘及復位電路34
2.7.1時鐘電路34
2.7.2復位電路35
習題237
第3章指令系統(tǒng)與編程技術38
3.151系列單片機指令系統(tǒng)概述38
3.1.151系列單片機指令特點及分類38
3.1.251系列單片機匯編語言指令格式39
3.1.3指令長度和指令周期40
3.251系列單片機尋址方式41
3.2.1立即尋址41
3.2.2寄存器尋址41
3.2.3直接尋址42
3.2.4寄存器間接尋址43
3.2.5變址尋址43
3.2.6相對尋址44
3.2.7位尋址44
3.3指令系統(tǒng)45
3.3.1數(shù)據(jù)傳送指令45
3.3.2算術運算指令52
3.3.3邏輯運算指令與移位指令55
3.3.4控制轉移指令57
3.3.5位操作指令63
3.4常用偽指令65
3.5程序設計技術67
3.5.1數(shù)據(jù)運算與處理67
3.5.2程序分支與轉移68
3.5.3程序的散轉70
3.5.4循環(huán)程序設計72
習題375
第4章中斷系統(tǒng)與定時器應用79
4.151系列單片機的中斷系統(tǒng)79
4.1.1中斷的概念79
4.1.2中斷源80
4.1.3中斷控制82
4.1.4中斷響應84
4.1.5中斷系統(tǒng)的應用85
4.2定時器/計數(shù)器88
4.2.1定時器/計數(shù)器的基本原理88
4.2.2定時器/計數(shù)器的控制方式89
4.2.3定時器/計數(shù)器的工作方式90
4.2.4定時器/計數(shù)器的應用93
4.2.5應用實例94
習題4100
第5章串行通信技術102
5.1基本概念102
5.251系列單片機串行通信接口106
5.2.1串行口組成及相關寄存器106
5.2.2串行口的工作方式107
5.2.3波特率設置110
5.2.4多機通信113
5.3串行口應用實例114
5.3.1利用串行口擴展LED顯示器114
5.3.2利用串行口輸入開關量115
5.3.3雙機通信系統(tǒng)116
5.3.4電流環(huán)在通信系統(tǒng)中的應用119
5.4RS-232C串行總線及應用120
5.4.1RS-232C總線120
5.4.2RS-232C在工程中的應用122
習題5125
第6章單片機系統(tǒng)擴展及應用127
6.1單片機系統(tǒng)總線的形成127
6.2外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展129
6.2.1全譯碼130
6.2.2部分譯碼133
6.2.3線選法134
6.3外部程序存儲器的擴展135
6.3.1EPROM擴展135
6.3.2E2PROM擴展舉例137
6.4并行I/O端口擴展技術139
6.4.1簡單I/O端口的擴展140
6.4.2LED數(shù)碼顯示器擴展141
6.4.3鍵盤接口146
6.4.48255A可編程并行I/O接口擴展150
6.5單片機系統(tǒng)擴展舉例156
6.5.1LED點陣式大屏幕顯示器設計156
6.5.2智能電子鐘設計159
6.5.3D/A轉換器164
6.5.4A/D轉換器169
6.5.5智能溫度計設計173
6.5.6紅外遙控器設計175
習題6177
第7章單片機應用系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境181
7.1開發(fā)系統(tǒng)的組成與功能181
7.1.1在線仿真功能182
7.1.2調試功能182
7.1.3輔助設計功能183
7.1.4程序固化功能184
7.2應用系統(tǒng)調試184
7.2.1硬件調試方法184
7.2.2軟件調試方法186
7.3單片機仿真系統(tǒng)舉例187
7.3.1仿真器功能187
7.3.2仿真器硬件介紹187
7.3.3軟件安裝188
習題7189
第8章單片機應用系統(tǒng)設計190
8.1系統(tǒng)設計內容190
8.1.1硬件系統(tǒng)組成190
8.1.2系統(tǒng)設計內容193
8.2系統(tǒng)開發(fā)過程193
8.2.1需求分析與市場調研194
8.2.2可行性分析194
8.2.3方案設計194
8.2.4樣機研制195
8.2.5系統(tǒng)調試195
8.2.6批量生產195
8.3系統(tǒng)設計方法195
8.3.1熟悉設計對象195
8.3.2確定I/O類型和數(shù)量196
8.3.3單片機選型198
8.3.4確定存儲器199
8.3.5確定I／O接口芯片199
8.3.6系統(tǒng)設計200
8.3.7實驗板設計202
8.3.8實驗電路調試203
8.3.9系統(tǒng)結構設計205
8.4系統(tǒng)調試206
8.4.1常用調試工具206
8.4.2系統(tǒng)調試方法209
習題8213
第9章系統(tǒng)抗干擾設計214
9.1干擾源分析214
9.2硬件抗干擾技術215
9.2.1元器件選用215
9.2.2接插件選擇216
9.2.3印制電路板抗干擾技術216
9.2.4執(zhí)行機構抗干擾技術217
9.3軟件抗干擾技術217
9.3.1設置軟件陷阱217
9.3.2軟件看門狗218
9.3.3軟件冗余技術219
9.3.4軟件抗干擾設計219
9.3.5軟件自診斷技術220
9.4電源抗干擾技術221
9.4.1電源系統(tǒng)干擾源221
9.4.2電源抗干擾措施222
9.5系統(tǒng)接地技術223
9.5.1系統(tǒng)地線分類223
9.5.2地線的處理原則223
9.6I/O通道抗干擾技術224
9.6.1開關信號的抗干擾措施224
9.6.2模擬通道的抗干擾設計226
9.6.3長線傳輸?shù)目垢蓴_技術227
習題9229
第10章實用外圍電路設計230
10.1運算放大器實用技術230
10.1.1理想運算放大器230
10.1.2基本運算電路231
10.1.3實用電路232
10.1.4保護電路239
10.2電流/電壓轉換電路240
10.2.1電壓／電流轉換電路240
10.2.2電流／電壓轉換電路241
習題10241
第11章常用傳感器242
11.1傳感器概述242
11.2傳感器選擇與應用247
11.3傳感器的抗干擾技術248
11.4智能傳感器251
11.4.1智能傳感器概述251
11.4.2智能傳感器的組成及功能252
習題11254
附錄A：ASCII字符表255
附錄B：按字母順序排列51系列單片機指令一覽表256
附錄C：按功能排列51系列單片機指令表260
參考文獻264