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第一章 单片机概述1

1.1 引言1

1.1.1 单片机的特点1

1.1.2 单片机的现状和发展趋向2

1.1.3 单片机的应用4

1.2 MCS-48系列单片机4

1.2.1 MCS-48结构6

1.2.2 MCS-48指令系统13

1.3 MCS-51系列单片机24

1.3.1 MCS-51结构25

1.3.2 定时器/计数器34

1.3.3 串行接口37

1.3.4 中断系统44

1.3.5 MCS-51指令格式和寻址方式50

1.3.6 MCS-51指令系统56

第二章 单片机软件开发的方法75

2.1 软件开发的方法75

2.1.1 程序开发的步骤75

2.1.2 程序设计方法76

2.1.3 编程技巧79

2.2 测试和调试81

2.2.1 排错的手段81

2.2.2 程序的测试82

2.2.3 程序的调试84

2.3 单片机开发的手段和工具85

2.3.1 开发的目的85

2.3.2 开发的手段87

2.3.3 常用的单片机开发系统88

3.1.1 定点数的表示方法97

第三章 运算程序设计方法97

3.1 定点数运算97

3.1.2 定点数加减运算105

3.1.3 定点数乘法运算109

3.1.4 定点数除法运算119

3.2 十进制数运算139

3.2.1 十进制数表示方法140

3.2.2 十进制数加减法运算143

3.2.3 十进制数乘法运算148

3.2.4 十进制数除法运算153

3.3 浮点数运算157

3.3.1 浮点数表示方法158

3.3.2 浮点数加减法运算168

3.3.3 浮点数乘除法运算180

3.3.4 定点数与浮点数的转换186

3.3.5 浮点数多项式计算189

3.4 数制转换195

3.4.1 定点数数制转换196

3.4.2 浮点数数制转换208

第四章 单片微机常用数值方法223

4.1 代数插值223

4.1.1 插值多项式223

4.1.2 插值多项式的应用227

4.1.3 拉格朗日插值公式231

4.1.4 分段插值233

4.2 最小二乘曲线拟合和函数逼近234

4.2.1 离散点的最小二乘拟合234

4.2.2 连续函数的逼近237

4.2.3 切比雪夫多项式240

4.3 方程的根254

4.3.1 对分法254

4.3.2 迭代法255

4.3.3 牛顿迭代法256

4.3.4 开平方258

4.4 数值微分与数值积分263

4.4.1 数值微分263

4.4.2 数值积分266

4.5 常用函数计算方法270

4.5.1 正弦函数计算271

4.5.2 指数函数ex计算278

4.5.3 自然对数计算282

4.5.4 反正切函数计算287

第五章 数据处理程序设计方法292

5.1 数据结构292

5.1.1 一般查表技术292

5.1.2 二分法查表301

5.1.3 链表308

5.1.4 堆栈314

5.1.5 队列317

5.2 测量数据预处理322

5.2.1 标度变换322

5.2.2 偏移和增益误差的自动校准325

5.3 数字滤波技术328

5.3.1 算术平均值法329

5.3.2 滑动平均值法332

5.3.3 防脉冲干扰平均值法335

5.3.4 数字滤波器338

5.3.5 具有快速响应的数字滤波器341

5.4 快速富里叶变换342

5.4.1 概述342

5.4.2 FFT算法步骤346

5.4.3 FFT算法在计算机中的实施348

5.4.4 单片机8032的FFT设计实例352

第六章 控制程序设计方法364

6.1 PID控制算法和程序设计364

6.1.1 模拟PID控制器365

6.1.2 数字PID控制算法和程序设计368

6.1.3 PID算法的改进380

6.1.4 干扰信号的抑制385

6.1.5 PID调节器参数的选择387

6.1.6 采样周期的选择390

6.2 模糊控制器算法和程序设计394

6.2.1 模糊数学的概念395

6.2.2 模糊自动控制的原理412

6.2.3 实用模糊控制器418

7.1 中断437

7.1.1 中断基本概念437

第七章 实时多任务操作系统437

7.1.2 中断和并行处理447

7.2 实时操作系统简介449

7.2.1 操作系统概述449

7.2.2 实时操作系统基本功能和结构450

7.3 实时任务调度453

7.3.1 任务控制块453

7.3.2 任务调度的功能455

7.3.3 任务调度算法456

7.3.4 任务调度程序设计方法458

7.3.5 任务的建立和删除461

7.4 任务通讯控制462

7.4.1 任务间的通讯462

7.4.2 信号量464

7.4.3 信件通信方法468

7.5 实时时钟471

7.5.1 系统日历和系统时钟472

7.5.2 闹钟的实现474

7.6 输入/输出和中断处理477

7.6.1 串行口通讯477

7.6.2 一般中断处理方法481

7.7 实时多任务操作系统环境下的应用软件设计方法483

7.7.1 实时操作系统与用户程序的接口483

7.7.2 任务划分方法和实时操作系统的选择485

7.7.3 任务程序设计方法487

7.8 iRMX51实时多任务操作系统490

7.8.1 iRMX51的结构490

7.8.2 任务的描述490

7.8.3 任务的管理和调度496

7.8.4 中断和实时时钟500

7.8.5 任务通信501

第八章 单片微机应用系统设计举例505

8.1 智能仪器设计举例——RLC自动数字电桥507

8.1.1 智能仪器设计方法507

8.1.2 RLC自动数字电桥的功能和测量算法510

8.1.3 RLC自动数字电桥总体结构513

8.1.4 RLC自动数字电桥软件516

8.2 单片机实时控制系统设计举例——皮带配料秤523

8.2.1 实时控制系统的基本要求524

8.2.2 皮带配料秤简介526

8.2.3 皮带配料秤总体结构527

8.2.4 皮带配料秤软件设计531

8.3 多机系统设计举例——自动气象数据采集系统550

8.3.1 多机系统设计特点550

8.3.2 自动气象数据采集系统简介553

8.3.3 自动气象站总体结构555

8.3.4 自动气象站软件结构558

附录一 MCS-48指令系统564

附录二 MCS-51指令系统568

参考书目574