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目录1

第1章　单片机概述1

1.1　单片机的发展历史和发展趋势1

1.1.1　单片机的发展历史1

1.1.2　单片机的发展趋势2

1.2　常用的单片机产品3

1.3　单片机的应用4

1.3.1　单片机的特点4

1.3.2　单片机的应用领域4

1.3.3　单片机应用系统的结构5

1.3.4　单片机的选用6

2.1.1　8051的总体结构8

2.1　总体结构8

第2章　MCS-51系列单片机系统结构8

2.1.2　MCS-51系列单片机的一般结构9

2.2　MCS-51系列单片机的引脚功能10

2.2.1 电源引脚10

2.2.2　时钟引脚10

2.2.3　控制引脚11

2.2.4　I/O口12

2.3　MCS-51系列单片机的存储器13

2.3.1　程序存储器13

2.3.2　数据存储器14

2.3.3　特殊功能寄存器16

2.3.4　位寄存器17

2.4.2　典型指令的取指和时序18

2.4.1　机器周期、状态、相位18

2.4　MCS-51系列单片机CPU时序18

2.5　单片机的复位及复位电路20

第3章　MCS-51系列单片机的指令系统22

3.1　汇编语言指令格式22

3.1.1 汇编语言格式22

3.1.2　汇编伪指令22

3.2　MCS-51系列单片机的寻址方式25

3.3　MCS-51系列单片机的指令系统28

3.3.1　数据传递类指令28

3.3.2　算术运算类指令30

3.3.3　逻辑运算类指令32

3.3.4　位操作类指令34

3.3.5　控制转移类指令35

4.1.1　定时方法概述39

4.1.2　定时器／计数器内部结构和功能39

第4章　MCS-51系列单片机的定时器／计数器和中断系统39

4.1　MCS-51系列单片机的定时器／计数器39

4.1.3　定时器／计数器的工作方式41

4.1.4　定时器／计数器对输入信号的要求46

4.2　MCS-51系列单片机的中断系统47

4.2.1　中断概述47

4.2.2　中断系统与控制48

4.2.3 中断响应50

4.2.4　中断请求和撤除52

4.2.5 中断系统的初始化53

4.2.6　中断源的扩展53

5.1　MCS-51系列单片机并行扩展总线56

5.1.1　并行扩展总线的方法56

第5章　MCS-51系列单片机的基本扩展56

5.1.2　地址译码方法58

5.1.3 总线驱动能力及扩展方法59

5.2　MCS-51系列单片机存储器的扩展61

5.2.1　程序存储器的扩展61

5.2.2　数据存储器的扩展66

5.3　MCS-51系列单片机I/O口扩展69

5.3.1 采用8255A扩展I/O口70

5.3.2　采用8155扩展I/O口73

5.3.3　采用锁存器扩展I/O口77

5.3.4　采用串行口扩展I/O口80

第6章　信号处理和常用算法82

6.1　量程切换82

6.2　标度变换84

6.2.1　模拟显示的标度变换85

6.2.2　数字显示的标度变换85

6.3　零位和灵敏度误差校正88

6.4　非线性校正89

6.4.1　查表法90

6.4.2　插值法91

6.4.3　拟合法96

6.5　越限报警100

6.5.1　上下限报警处理程序100

6.5.2　越限报警系统设计实例103

6.6　数字滤波104

6.6.1 限幅滤波和中位值滤波105

6.6.2　平均滤波107

6.6.3　低通滤波112

6.6.4　复合滤波114

6.7　PID算法114

6.7.1　PID算法原理114

6.7.2　PID算法流程116

第7章　人机交互接口119

7.1　显示器及接口119

7.1.1　LED119

7.1.2　LCD125

7.2　键盘及接口132

7.2.1　键盘输入应解决的问题132

7.2.2　独立式键盘接口设计133

7.2.3　矩阵式键盘接口设计134

7.3.1　用8255和串行口扩展的键盘、显示器电路138

7.3　单片机应用系统中典型的键盘、显示器接口技术138

7.3.2 由锁存器组成键盘、显示器接口电路143

7.3.3 由8155构成的键盘、显示器接口电路143

7.3.4　8279键盘、显示器接口芯片及其使用144

7.4　打印机接口设计152

7.4.1　TPμP-40A微型打印机与单片机的接口设计153

7.4.2　GP16微型打印机与单片机的接口设计155

7.5　报警器接口及程序160

7.5.1　发光二极管指示灯接口160

7.5.2　单频音报警接口161

7.5.3　音乐声报警接口162

7.6　话音接口技术163

7.6.1　话音芯片163

7.6.2　ISD1420和单片机接口设计165

8.1　D/A转换器原理及主要的技术指标167

8.1.1　D/A转换器的基本原理和分类167

第8章　D/A转换器和MCS-51系列单片机接口167

8.1.2　D/A转换器的主要技术指标170

8.2　D/A转换器件的选择171

8.2.1 集成D/A转换芯片介绍171

8.2.2　D/A转换芯片的选择172

8.2.3　D/A转换器接口设计的实用技术174

8.3　D/A转换器DAC0832和MCS-51系列单片机的接口设计175

8.3.1　DAC0832引脚功能176

8.3.2　DAC0832工作方式177

8.3.3　DAC0832应用举例177

8.4　D/A转换器AD7520和MCS-51系列单片机的接口设计179

8.4.1　AD7520结构和应用特性179

8.4.2　AD7520系列和MCS-51系列单片机的接口179

9.1.1　A/D转换器的基本原理和分类181

第9章　A/D转换器与MCS-51系列单片机的接口设计181

9.1　A/D转换器原理及主要的技术指标181

9.1.2　A/D转换器的主要技术指标182

9.2　A/D转换器件的选择183

9.2.1 常用A/D转换器简介183

9.2.2　A/D转换芯片的选择及实用技术184

9.3　双积分式A/D转换器187

9.3.1　双积分式A/D的转换原理187

9.3.2　双积分式A/D转换器MC14433188

9.4　逐次逼近式A/D转换器193

9.4.1　逐次逼近式A/D转换器的转换原理193

9.4.2　逐次逼近式A/D转换器ADC0809193

9.4.3　逐次逼近式A/D转换器AD574A198

10.1.1　异步通信和同步通信203

10.1　串行通信基础203

第10章　MCS-51系列单片机的串行接口及其串行通信203

10.1.2　波特率和接收／发送时钟205

10.1.3　单工、半双工、全双工工作方式206

10.1.4　信号的调制与解调207

10.1.5　通信数据的差错检测和校正208

10.1.6 串行通信接口电路208

10.2　串行通信总线标准及其接口209

10.2.1　串行通信接口209

10.2.2　RS-232C串行接口标准210

10.2.3　RS-449、RS-422A、RS-423A及RS-485接口214

10.2.4　20mA电流环路串行接口217

10.3　MCS-51单片机串行接口218

10.3.1 串行接口的结构218

10.3.2 串行接口的工作方式219

10.4　MCS-51单片机串行接口通信技术221

10.4.1　单片机双机通信技术221

10.4.2　单片机多机通信技术229

10.5　单片机与IBM-PC的通信技术236

10.5.1　异步通信适配器236

10.5.2　IBM-PC与单片机的双机通信技术242

10.5.3 IBM-PC与单片机的多机通信技术242

10.6　MCS-51单片机串行接口的扩展244

10.6.1　Intel 8251A可编程通信接口244

10.6.2　8251A和MCS-51单片机的接口249

第11章　应用系统中的抗干扰技术251

11.1　噪声干扰的形成251

11.1.1 噪声源251

11.1.4　干扰对单片机系统的影响252

11.1.2　噪声的耦合方式252

11.1.3　噪声的干扰模式252

11.2　硬件抗干扰技术253

11.2.1　共模干扰的抑制253

11.2.2　差模干扰的抑制254

11.2.3　供电系统的抗干扰255

11.2.4　 印刷电路板抗干扰256

11.2.5　过程通道中的干扰和抑制258

11.3　软件抗干扰技术261

11.3.1　软件冗余技术262

11.3.2　软件陷阱技术264

11.3.3　“看门狗”技术267

12.1　MCS-51单片机低功耗设计273

12.1.1　HMOS型单片机的掉电运行方式273

第12章　应用系统中的实用技术273

12.1.2　CHMOS型单片机的空闲、掉电运行方式274

12.1.3　CHMOS型单片机I/O接口及应用系统实例277

12.2　逻辑电平接口技术279

12.2.1　集电极开路门输出接口279

12.2.2　TTL,HTL,ECL,CMOS电平转换接口281

12.3　V/F转换286

12.3.1 V/F转换的特点和应用环境286

12.3.2　V/F转换原理286

12.3.3　用V/F转换器实现A/D转换的方法288

12.3.4 常用的V/F转换器及应用288

12.4　电压／电流转换293

12.5　开关量输入／输出通道294

12.5.1　开关量输入通道295

12.5.2　开关量输出通道296

12.7　单片机与软盘驱动器接口298

12.6　集成稳压电路298

第13章　应用系统设计299

13.1　单片机应用条件299

13.2　单片机应用系统的基本要求299

13.3　应用系统设计过程300

13.3.1　总体设计301

13.3.2　硬件设计302

13.3.3　软件设计303

13.4　单片机应用系统设计要领307

13.4.1　对象特性分析要领307

13.4.2　硬件体系设计要领307

13.4.3　算法设计及其优化要领307

13.5　单片机应用系统开发工具308

13.4.4　软件设计及其优化要领308

13.6　应用系统的调试310

13.6.1　硬件调试方法310

13.6.2　软件调试方法311

13.7　设计实例——MCS-51用于电子配料秤312

13.7.1 电子配料秤的工作原理312

13.7.2　单元电路分析313

13.7.3　调试程序320

13.7.4　精度分析323

13.8　设计实例323

13.8.1　数字实现SCR过零控制的方法324

13.8.2　单片机温度控制系统实例326

参考文献336