單片機技術及工程實踐

前言
第1章 51系列單片機的硬件結構
1.1 單片機概述
1.1.1 微型計算機的基本功能構件
1.1.2 單片機的發(fā)展概況
1.1.3 51系列8位單片機的基本類型
1.2 51系列單片機芯片結構
1.2.1 51系列單片機基本組成結構
1.2.2 51系列單片機的引腳及其功能
1.3 51系列單片機的中央處理器
1.3.1 運算部件
1.3.2 控制部件1
1.3.3 CPU的工作時序1
1.4 存儲器結構及存儲空間1
1.4.1 程序存儲器1
1.4.2 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器1
1.4.3 特殊功能寄存器1
1.4.4 片外數(shù)據(jù)存儲器2
1.5 并行I/O接口2
1.5.1 P0口的結構及功能2
1.5.2 P1口的結構及功能2
1.5.3 P2口的結構及功能2
1.5.4 P3口的結構及功能2
1.5.5 I/O口的帶載能力及要求2
1.6 51系列單片機的工作方式2
1.6.1 復位方式2
1.6.2 程序執(zhí)行方式2
1.6.3 低功耗方式2
1.6.4 編程方式2
1.6.5 加密方法2
練習與思考2
第2章 指令系統(tǒng)3
2.1 指令系統(tǒng)概述3
2.1.1 指令格式3
2.1.2 指令分類3
2.1.3 符號說明3
2.2 尋址方式3
2.2.1 立即尋址3
2.2.2 直接尋址3
2.2.3 寄存器尋址3
2.2.4 寄存器間接尋址3
2.2.5 基址加變址間接尋址3
2.2.6 相對尋址3
2.2.7 位尋址3
2.3 指令系統(tǒng)及應用3
2.3.1 數(shù)據(jù)傳輸類指令3
2.3.2 算術運算類指令4
2.3.3 邏輯運算類指令4
2.3.4 控制轉移類指令4
2.3.5 位操作類指令4
2.4 偽指令4
2.5 部分指令用法說明5
練習與思考5
第3章 51系列單片機內(nèi)部功能5
3.1 定時器/計數(shù)器功能5
3.1.1 定時器/計數(shù)器T0、T1的結構及原理5
3.1.2 定時器/計數(shù)器T0、T1的工作模式5
3.1.3 定時器/計數(shù)器T26
3.1.4 定時器/計數(shù)器的初始化6
3.1.5 利用門控位GATE測量脈沖寬度6
3.2 中斷系統(tǒng)功能6
3.2.1 中斷源和中斷向量6
3.2.2 中斷控制6
3.2.3 中斷響應7
3.2.4 中斷服務程序及其初始化7
3.2.5 運用中斷功能的程序單步調(diào)試7
3.3 串行口通信功能7
3.3.1 串行通信基本知識7
3.3.2 串行口控制器7
3.3.3 串行口的工作方式7
3.3.4 串行口的多機通信8
3.3.5 串行通信的波特率8
3.3.6 異步通信的奇偶校驗8
3.3.7 串行口的通信應用8
練習與思考8
第4章 并行總線擴展技術9
4.1 并行總線擴展9
4.1.1 并行總線擴展方法9
4.1.2 單片機的最小系統(tǒng)9
4.1.3 并行總線的地址譯碼9
4.2 常用擴展器件9
4.2.1 8位D鎖存器9
4.2.2 8位單向總線驅(qū)動器9
4.2.3 8位雙向總線驅(qū)動器9
4.2.4 3-8譯碼器9
4.2.5 4-16譯碼器9
4.3 存儲器的擴展9
4.3.1 程序存儲器的擴展9
4.3.2 數(shù)據(jù)存儲器的擴展9
4.3.3 混合存儲器的擴展10
4.4 I/O口擴展10
4.4.1 鎖存器擴展輸出口10
4.4.2 鎖存器擴展輸入口10
4.4.3 三態(tài)門擴展輸入口10
4.4.4 I/O口的混合擴展10
練習與思考10
第5章 外圍接口技術10
5.1 鍵盤接口10
5.1.1 獨立式鍵盤接口10
5.1.2 撥碼盤接口10
5.1.3 矩陣鍵盤掃描法11
5.1.4 矩陣鍵盤反極法11
5.1.5 矩陣鍵盤位操作法11
5.1.6 矩陣鍵盤接口的工作方式11
5.2 LED顯示器接口11
5.2.1 LED顯示器結構11
5.2.2 LED靜態(tài)顯示方式11
5.2.3 LED動態(tài)顯示方式12
5.3 A/D轉換器接口12
5.3.1 A/D轉換器概述12
5.3.2 8位并行A/D轉換器ADC080912
5.3.3 8位串行A/D轉換器TCL548/54912
5.4 D/A轉換器接口13
5.4.1 D/A轉換器概述13
5.4.2 8位并行DAC0832轉換器13
5.5 隔離、執(zhí)行機構與單片機接口13
5.5.1 光電耦合器與單片機接口13
5.5.2 繼電器與單片機接口13
5.5.3 固態(tài)繼電器與單片機接口13
5.5.4 集電極開路門接口電路14
5.5.5 達林頓晶體管陣列驅(qū)動電路14
練習與思考14
第6章 單片機應用系統(tǒng)設計與調(diào)試14
6.1 單片機應用系統(tǒng)的設計環(huán)節(jié)14
6.2 硬件功能的設計原則14
6.2.1 單片機應用系統(tǒng)的硬件組成14
6.2.2 硬件設計的考慮14
6.3 軟件功能的設計原則14
6.4 51系列單片機開發(fā)工具與方式14
6.4.1 在線仿真14
6.4.2 軟件仿真15
6.4.3 在線編程15
6.5 單片機應用系統(tǒng)的調(diào)試15
6.5.1 硬件調(diào)試15
6.5.2 軟件調(diào)試15
練習與思考15
第7章 單片機技術應用實踐15
7.1 定時器/計數(shù)器在音樂發(fā)生器中的應用15
7.1.1 設計思路與依據(jù)15
7.1.2 硬件電路設計15
7.1.3 軟件設計15
7.1.4 應用說明16
7.2 中斷技術的雙向識別16
7.2.1 設計思路和依據(jù)16
7.2.2 硬件設計17
7.2.3 軟件設計17
7.2.4 應用說明17
7.3 串行通信的自發(fā)自收17
7.3.1 設計思路和依據(jù)18
7.3.2 硬件設計18
7.3.3 軟件設計18
7.3.4 應用說明19
7.4 融合定時控制的鍵盤輸入19
7.4.1 設計思路和依據(jù)19
7.4.2 硬件設計19
7.4.3 軟件設計19
7.4.4 應用說明19
7.5 混合控制技術的紅外遙控20
7.5.1 設計思路和依據(jù)20
7.5.2 硬件設計20
7.5.3 軟件設計20
7.5.4 應用說明21
練習與思考21
第8章 單片機工程技術進階21
8.1 中斷返回與抗干擾21
8.1.1 硬件Watchdog及與單片機的接口21
8.1.2 Watchdog脈沖設置與復位可靠性分析21
8.1.3 中斷返回與軟件Watchdog機理21
8.1.4 中斷返回與軟件Watchdog實驗驗證21
8.1.5 軟件Watchdog的熱啟動改進措施22
8.1.6 防錯位干擾的空操作措施22
8.2 待機與鍵盤喚醒技術22
8.2.1 待機與喚醒方法的考慮22
8.2.2 待機方式的鍵盤喚醒電路22
8.3 數(shù)據(jù)冗余恢復技術23
8.3.1 冗余數(shù)據(jù)的存放區(qū)域考慮23
8.3.2 數(shù)據(jù)冗余恢復的表決策略23
8.4 交流電斷電檢測與信息保護技術23
8.4.1 交流電斷電檢測模塊的構思與實現(xiàn)23
8.4.2 交流電斷電檢測的信息保護23
8.5 PC與多單片機通信的工程問題25
8.5.1 PC與單片機的邏輯電平轉換接口25
8.5.2 PC與多單片機通信的問題分析25
8.5.3 PC與多單片機通信的處理措施25
8.5.4 PC與多單片機通信的實驗驗證25
8.6 點陣字符LCM造字與顯示技術26
8.6.1 點陣字符LCM的功能結構簡介26
8.6.2 點陣字符LCM的用戶造字26
8.6.3 點陣字符LCM的時序26
8.6.4 點陣字符LCM的指令系統(tǒng)26
8.6.5 單片機與LCM接口的編程方法26
8.7 實時日歷時鐘27
8.7.1 DS12C887的引腳及存儲器27
8.7.2 DS12C887寄存器A～D的功能27
8.7.3 DS12C887的讀數(shù)方法與復位27
8.7.4 DS12C887的讀/寫時序27
8.7.5 DS12C887與單片機的接口電路27
練習與思考28
第9章 串行總線擴展技術28
9.1 SPI總線擴展技術28
9.1.1 SPI總線概述28
9.1.2 SPI總線擴展電路28
9.1.3 SPI總線數(shù)據(jù)交換原理28
9.1.4 SPI時鐘相位和極性28
9.1.5 SPI總線采樣的軟件實現(xiàn)28
9.1.6 51系列單片機的SPI擴展應用29
9.2 Microwire總線擴展技術29
9.2.1 Microwire總線概述29
9.2.2 Microwire總線擴展電路29
9.2.3 Microwire總線串行E2PROM的數(shù)據(jù)傳輸29
9.2.4 51系列單片機與Microwire串行E2PROM的應用29
9.3 I2C總線擴展技術30
9.3.1 I2C總線概述30
9.3.2 I2C總線時序30
9.3.3 I2C總線串行器件的數(shù)據(jù)傳輸方法30
9.3.4 51系列單片機與I2C串行E2PROM的擴展應用31
9.4 單總線擴展技術31
9.4.1 單總線概述31
9.4.2 單總線工作原理32
9.4.3 單總線信號傳輸時序32
9.4.4 單總線的ROM命令32
9.4.5 單總線的功能命令32
9.4.6 51系列單片機與單總線器件的擴展應用32
9.5 幾種串行總線技術的比較33
練習與思考33
附錄34
附錄A 51系列單片機按字母順序排列的指令表34
附錄B 特殊功能寄存器綜覽表34
附錄C 內(nèi)部RAM空間結構布局圖34
附錄D IC封裝含義匯總34
附錄E SPI總線的8位MCU34
附錄F SPI總線的外圍器件34
附錄G I2C總線的8位MCU35
附錄H I2C總線的外圍器件35
參考文獻35