51系列單片機高級實例開發(fā)指南

第1篇 基于51單片機應用系統(tǒng)設計與開發(fā)要點
引言
第1章 單片機基礎3
1.1 單片機的發(fā)展與應用領域3
1.2 單片機的結構和工作原理5
1.2.1 中央處理器5
1.2.2 存儲器組織7
1.2.3 片內(nèi)并行接口11
1.2.4 其它內(nèi)部資源13
1.2.5 單片機程序的復位和執(zhí)行13
1.2.6 低功耗操作方式15
1.3 單片機指令與軟件基礎16
1.3.1 單片機的指令系統(tǒng)16
1.3.2 單片機軟件設計基礎25
第2章 基于MCS51內(nèi)核的單片機28
2.1 Intel公司的MCS51系列單片機28
2.2 ATMEL公司的51系列單片機29
2.2.1 AT89C51單片機29
2.2.2 AT89C2051單片機30
2.2.3 AT89S51單片機31
2.2.4 AT89S4D12單片機36
2.2.5 AT8XC5132系列單片機36
2.2.6 T89C51CC02單片機37
2.2.7 AT8XC51SND1C系列單片機38
2.3 PHILIPS公司的51系列單片機40
2.4 華邦公司的51系列單片機42
2.5 CYPRESS公司的51系列單片機42
2.6 其它公司的51系列單片機43
2.6.1 MOTOROLA公司的單片機43
2.6.2 MicroChip公司的單片機43
2.6.3 Micon公司的單片機43
2.6.4 Scenix公司的單片機43
2.6.5 EPSON公司的單片機44
2.6.6 東芝公司的單片機44
2.6.7 LG公司的單片機44
2.6.8 Zilog公司的單片機44
2.6.9 NS公司的單片機44
第3章 用Protel設計原理圖與PCB圖46
3.1 Protel 99新特性概述46
3.1.1 Protel 99設計環(huán)境46
3.1.2 設計管理器47
3.2 原理圖設計48
3.2.1 電路原理圖的設計48
3.2.2 原理圖設計技巧53
3.3 PCB圖的設計55
第4章 用Keil C開發(fā)單片機程序62
4.1 Keil C和ANSI C的比較62
4.1.1 數(shù)據(jù)類型63
4.1.2 存儲類型63
4.1.3 存儲模式64
4.1.4 指針64
4.1.5 中斷函數(shù)65
4.1.6 再入函數(shù)65
4.2 μVision2使用入門66
第5章 51單片機應用系統(tǒng)設計及開發(fā)要點71
5.1 單片機應用系統(tǒng)的生命周期71
5.2 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程及任務劃分72
5.3 單片機應用系統(tǒng)的設計73
5.3.1 單片機應用系統(tǒng)設計前的準備73
5.3.2 單片機應用系統(tǒng)的硬件設計73
5.3.3 單片機應用系統(tǒng)的軟件設計74
5.4 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)75
5.4.1 單片機應用系統(tǒng)的仿真75
5.4.2 單片機應用系統(tǒng)的制版75
5.4.3 單片機應用系統(tǒng)的調試75
5.4.4 單片機應用系統(tǒng)的編程. 下載與運行76
本篇總結76
第2篇 基于CAN總線機器人控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)
引言
第6章 機器人控制系統(tǒng)及CAN總線基礎79
6.1 典型機器人及其控制系統(tǒng)的構成79
6.1.1 典型機器人的構成79
6.1.2 機器人控制系統(tǒng)80
6.1.3 基于現(xiàn)場總線的機器人控制系統(tǒng)81
6.2 CAN總線原理與應用基礎82
6.2.1 CAN總線基礎82
6.2.2 CAN總線的特點83
6.2.3 CAN總線技術的工業(yè)應用85
6.3 CAN總線的應用軟件設計86
6.3.1 CAN控制器應用軟件設計概述86
6.3.2 CAN總線節(jié)點的應用程序設計86
小結87
第7章 機器人控制系統(tǒng)的分析與總體設計88
7.1 機器人系統(tǒng)概述88
7.2 機器人控制系統(tǒng)的總體設計90
7.2.1 控制系統(tǒng)的總體要求90
7.2.2 控制系統(tǒng)的總體結構90
7.3 控制系統(tǒng)上位機設計及CAN卡選型91
7.3.1 上位機的總體要求91
7.3.2 上位機硬件設計及CAN卡選型91
7.3.3 上位機軟件的功能分析92
7.4 下位機關節(jié)控制器的設計93
7.4.1 下位機控制器的功能要求93
7.4.2 下位機控制器的硬件分析與總體設計93
7.4.3 下位機控制器的軟件分析與總體設計94
小結94
第8章 機器人控制器的硬件設計與電路調試95
8.1 AT89C52單片機及外圍電路的設計95
8.1.1 AT89C52單片機95
8.1.2 用MAX813L構成看門狗電路97
8.1.3 靜態(tài)存儲器6264的擴展97
8.2 CAN通信接口模塊的設計98
8.2.1 CAN節(jié)點模塊概述98
8.2.2 CAN控制器SJA1000及CAN器件產(chǎn)品99
8.2.3 CAN收發(fā)器82C250101
8.3 信號調理采集模塊的設計101
8.3.1 信號調理采集模塊概述101
8.3.2 用AD586構成基準電源101
8.3.3 用Max280構成低通濾波電路103
8.3.4 用AD678進行A/D轉換103
8.4 功率驅動模塊的設計104
8.4.1 功率驅動模塊概述104
8.4.2 用DAC1230芯片實現(xiàn)D/A轉換104
8.4.3 用AD587構成基準電源106
8.4.4 推挽放大電路的設計106
8.5 控制器的電路圖繪制與電路調試106
8.5.1 繪制電路原理圖106
8.5.2 由原理圖繪制PCB圖并校核109
8.5.3 器件焊接和電路調試111
小結117
第9章 機器人控制系統(tǒng)的上位機軟件設計118
9.1 上位機軟件的功能設計與技術分析118
9.2 CAN卡的通信接口編程119
9.2.1 DOS環(huán)境下的接口119
9.2.2 CAN卡VC 環(huán)境的接口121
9.3 上位機應用程序的接口技術123
9.3.1 在VC 環(huán)境下調用MATLAB C 數(shù)學函數(shù)庫123
9.3.2 在對話框中繪制OPENGL動畫124
9.4 上位機控制軟件的設計124
小結126
第10章 機器人控制系統(tǒng)的下位機軟件設計127
10.1 下位機的功能分析與流程設計127
10.1.1 下位機的功能分析與模塊劃分127
10.1.2 下位機的主程序流程圖127
10.2 下位機CAN通信軟件的設計129
10.2.1 CAN初始化模塊的設計129
10.2.2 CAN通信軟件的設計130
10.3 下位機控制軟件的設計131
10.3.1 下位機控制軟件分析與設計131
10.3.2 下位機的完整源代碼及其分析131
小結136
第3篇 基于USB總線的綜合實例設計與開發(fā)
引言
第11章 功能需求分析與方案設計139
11.1 最簡單的人機接口HID設備139
11.2 本設備實現(xiàn)的功能139
11.2.1 對設備要求的響應139
11.2.2 與主機交換數(shù)據(jù)141
11.2.3 擴展功能142
11.3 設備的系統(tǒng)結構142
11.3.1 一般USB設備的系統(tǒng)結構142
11.3.2 一般USB設備的實現(xiàn)方法143
11.3.3 本設備的系統(tǒng)結構144
11.4 開發(fā)所需的元器件和設備145
11.4.1 AT89C51145
11.4.2 PDIUSBD12146
11.4.3 其它148
11.5 開發(fā)工具軟件149
11.5.1 Protel 99 SE149
11.5.2 μVision/51 for Windows149
11.5.3 編程器軟件149
11.5.4 WinDriver 5.05149
小結150
第12章 電路原理設計與實現(xiàn)151
12.1 設備電路系統(tǒng)概述151
12.2 51單片機最小系統(tǒng)152
12.3 PDIUSBD12外圍電路及其與單片機的連接153
12.4 擴展功能實現(xiàn)電路154
12.4.1 PS/2串行接口擴展154
12.4.2 Flash存儲器擴展155
12.4.3 LPT并行接口擴展156
12.5 整體電路原理實現(xiàn)157
12.6 手工焊接的一些技巧159
小結160
第13章 固件程序的設計與實現(xiàn)161
13.1 描述符161
13.1.1 設備描述符161
13.1.2 配置描述符162
13.1.3 接口描述符163
13.1.4 端點描述符163
13.1.5 類（HID）描述符164
13.1.6 報告描述符164
13.1.7 字符串描述符165
13.2 設備列舉流程165
13.2.1 輸入設備描述符的要求166
13.2.2 設定設備地址的要求166
13.2.3 再次輸入設備描述符的要求167
13.2.4 輸入配置描述符的要求167
13.2.5 設定配置的要求167
13.2.6 主機對設備的列舉167
13.3 固件程序的結構168
13.3.1 固件結構概述168
13.3.2 USB電氣接口驅動（D12.C）169
13.3.3 主程序171
13.3.4 中斷處理程序171
13.3.5 USB通信協(xié)議實現(xiàn)172
13.4 與主機交換數(shù)據(jù)172
13.4.1 概述172
13.4.2 實現(xiàn)方法173
小結173
第14章 驅動程序和應用程序的設計與實現(xiàn)174
14.1 驅動程序概述174
14.2 Windows驅動程序開發(fā)175
14.2.1 驅動程序開發(fā)常用的工具軟件175
14.2.2 用WinDriver工具軟件開發(fā)驅動程序176
14.3 USB設備接口實驗177
14.3.1 用WinDriver調試設備177
14.3.2 在控制臺程序中控制設備178
14.3.3 使用驅動程序提供的接口編寫用戶應用程序控制設備178
14.4 應用程序179
14.4.1 應用程序實現(xiàn)的功能179
14.4.2 利用WinDriver實現(xiàn)應用程序179
小結181
第15章 設備擴展方法182
15.1 擴展USB設備的結構與功能182
15.2 USB鍵盤的實現(xiàn)184
15.2.1 一般USB鍵盤的硬件設計184
15.2.2 USB鍵盤的描述符185
15.2.3 USB鍵盤與主機交換數(shù)據(jù)的格式188
15.2.4 利用實驗電路板開發(fā)PS/2鍵盤到USB鍵盤的轉換器189
15.3 USB鼠標的實現(xiàn)190
15.3.1 一般USB鼠標的硬件設計190
15.3.2 USB鼠標的描述符191
15.3.3 USB鼠標與主機交換數(shù)據(jù)的格式194
15.3.4 利用實驗電路板開發(fā)PS/2鼠標到USB鼠標的轉換器195
15.4 USB移動存儲器的實現(xiàn)196
15.4.1 USB移動存儲器的硬件結構196
15.4.2 USB移動存儲器的描述符197
15.4.3 USB移動存儲器的固件開發(fā)198
15.5 利用LPT并行接口實現(xiàn)其它擴展設備199
小結200
本篇總結200
第4篇 IC卡讀/寫系統(tǒng)的開發(fā)及其應用
引言
第16章 IC卡基礎知識205
16.1 IC卡的分類205
16.1.1 金融IC卡205
16.1.2 非金融IC卡206
16.1.3 接觸型IC卡206
16.1.4 非接觸型IC卡206
16.1.5 存儲卡IC卡206
16.1.6 邏輯加密IC卡206
16.1.7 CPU卡207
16.2 IC卡的選擇207
16.3 IC卡的制作過程207
16.4 IC卡的標準208
16.5 IC卡的開發(fā)過程209
16.5.1 IC卡讀/寫設備209
16.5.2 IC卡卡座209
16.5.3 單片機和存儲器210
16.5.4 接口電路和外圍設備210
第17章 AT24CXX系列存儲卡讀卡器211
17.1 AT24CXX系列內(nèi)存概述211
17.1.1 AT24CXX系列內(nèi)存封裝211
17.1.2 AT24CXX系列內(nèi)存分類以及特點212
17.1.3 AT24CXX系列內(nèi)存的內(nèi)部結構213
17.1.4 AT24CXX的地址分配215
17.2 AT24CXX系列內(nèi)存讀/寫操作216
17.2.1 啟動信號. 停止信號和應答信號216
17.2.2 寫操作217
17.2.3 讀操作218
17.3 普通封裝AT24CXX系列內(nèi)存讀/寫系統(tǒng)219
17.3.1 鍵盤掃描例程221
17.3.2 串口通信例程226
17.3.3 I2C軟件模擬程序228
17.3.4 AT24CXX讀/寫系統(tǒng)開發(fā)流程詳解及例程235
17.4 AT24CXX系列存儲卡讀/寫系統(tǒng)249
17.4.1 AT24CXX存儲卡的寫操作251
17.4.2 AT24CXX存儲卡的讀操作256
第18章 SLE4442加密卡讀卡器259
18.1 SLE4442卡概況259
18.2 SLE4442的模式261
18.2.1 復位與復位響應 ATR 模式261
18.2.2 命令模式262
18.2.3 輸出數(shù)據(jù)模式262
18.2.4 處理模式263
18.3 SLE4442的操作命令263
18.3.1 讀主存儲器264
18.3.2 讀保護存儲器264
18.3.3 寫保護存儲器265
18.3.4 讀密碼存儲器265
18.3.5 寫密碼存儲器266
18.3.6 比較校驗數(shù)據(jù)266
18.4 SLE4442讀/寫系統(tǒng)267
18.4.1 SLE4442卡的控制函數(shù)267
18.4.2 SLE4442的讀操作275
18.4.3 SLE4442的寫操作278
第19章 讀/寫卡系統(tǒng)應用實例281
19.1 卡式電話管理系統(tǒng)281
19.1.1 電話內(nèi)計費系統(tǒng)281
19.1.2 寫入卡系統(tǒng)282
19.1.3 IC卡282
19.2 IC卡客房管理系統(tǒng)283
19.2.1 管理端283
19.2.2 門禁系統(tǒng)284
19.2.3 購物消費系統(tǒng)284
本篇總結284
第5篇 基于單片機的MP3播放器及U盤的設計與開發(fā)
引言
第20章 便攜式MP3播放器的原理與方案分析287
20.1 便攜式MP3播放器原理及其系統(tǒng)構成287
20.1.1 第3層音頻編碼標準MP3287
20.1.2 便攜式MP3播放器的結構289
20.1.3 便攜式MP3播放器的多種存儲器類型290
20.1.4 便攜式MP3播放器的通信接口290
20.1.5 便攜式MP3播放器的擴展功能290
20.2 便攜式MP3播放器的各種方案分析291
20.2.1 基于分離芯片的MP3播放器方案291
20.2.2 基于集成MP3功能單片機的MP3播放器方案296
20.2.3 基于定制ASIC電路的MP3播放器方案296
20.2.4 采用FPGA實現(xiàn)MP3播放器的方案297
20.3 MP3播放器的軟件解決方案299
20.3.1 MPEG幀頭部信息詳解299
20.3.2 MP3文件的ID3信息302
20.3.3 基于DSP軟件解碼的MP3播放器方案302
小結304
第21章 基于AT89C51SND1的MP3播放器設計開發(fā)305
21.1 系統(tǒng)分析設計305
21.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境307
21.2.1 硬件設計環(huán)境307
21.2.2 軟件設計環(huán)境315
21.3 軟件系統(tǒng)設計320
21.3.1 軟件模塊分析320
21.3.2 Flash存儲部分320
21.3.3 MP3解碼部分327
21.3.4 MP3音頻部分333
21.4 MP3播放器的主要程序代碼分析336
21.4.1 MP3解碼部分336
21.4.2 音頻控制部分339
第22章 MPEG解碼選型和MP3播放器的硬件設計342
22.1 MAS3507D和DAC3550A芯片組342
22.1.1 芯片組概述及其內(nèi)部結構圖342
22.1.2 MAS3507D的性能特點343
22.1.3 DAC3550A的性能特點344
22.2 基于MAS 3507D的MP3方案設計與應用344
22.2.1 MAS3507D和DAC3550A芯片組的典型應用方案344
22.2.2 關于MAS3507D和DAC3550A芯片的版本345
22.2.3 MAS3507D和DAC3550A數(shù)據(jù)手冊的說明345
22.2.4 MAS3507DF10版本芯片應用提示346
22.2.5 MAS3507D芯片的封裝與引腳說明347
22.2.6 DAC3550A芯片的封裝與引腳說明349
22.3 基于MAS3507D和DAC3550A的MP3播放器設計350
22.3.1 基于MAS3507D和DAC3550A的MP3解碼播放電路設計351
22.3.2 基于MAS3507D的MP3播放器方案設計與分析352
22.4 基于STA013的MP3播放器設計354
22.4.1 STA013解碼芯片介紹354
22.4.2 基于STA013的MP3解碼播放電路設計356
22.4.3 基于STA013的MP3播放器方案設計與分析357
22.5 基于VS1001K的MP3播放器設計358
22.5.1 VS1001K解碼芯片介紹358
22.5.2 基于VS1001K的MP3解碼播放電路設計360
22.5.3 基于VS1001K的MP3播放器方案設計與分析360
小結361
本篇總結362
附錄A光盤內(nèi)容及使用說明363
附錄B8051單片機指令速查364
附錄CKeil C51庫函數(shù)列表369
C.1 本征庫函數(shù)和非本征庫函數(shù)369
C.2 重要庫函數(shù)分類370
C.3 Keil C51庫函數(shù)分類370
附錄D主要的51單片機廠商及網(wǎng)址375
參考文獻376