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單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)/基于C51和Proteus的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
本書以Proteus ISIS現(xiàn)代電子系統(tǒng)仿真技術(shù)為平臺(tái), 通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)原型實(shí)現(xiàn)硬件與軟件的協(xié)同仿真。全書共15章, 系統(tǒng)地介紹MCS-51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、Keil uVision 4、Proteus仿真軟件、C51語(yǔ)言基礎(chǔ)與程序設(shè)計(jì)、定時(shí)與中斷系統(tǒng)、顯示、鍵盤、轉(zhuǎn)換器、串行通信、電機(jī)等接口技術(shù)。
本書是廣東省高等學(xué)校立項(xiàng)精品教材、廣東省高等學(xué)校精品資源共享課“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”配套教材。本書提供36項(xiàng)設(shè)計(jì)性、仿真性、實(shí)用性的工程項(xiàng)目,基本涵蓋單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)知識(shí)模塊。其中部分項(xiàng)目?jī)?nèi)容來(lái)自教學(xué)實(shí)踐及科研工作,使本書不僅具有先進(jìn)性和實(shí)用性,而且更加有活力與特色。本書重點(diǎn)突出仿真技術(shù)在教與學(xué)中的應(yīng)用,仿真內(nèi)容豐富、項(xiàng)目化案例直觀、生動(dòng),并且有很強(qiáng)的可讀性、時(shí)效性和可操作性,基本體現(xiàn)了工程應(yīng)用特征。本書適合作為高等院校電子信息類、電氣控制類等專業(yè)的單片機(jī)課程教材,還可作為高職高專以及單片機(jī)應(yīng)用能力培訓(xùn)和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的教材,也可作為廣大從事單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的工程技術(shù)人員參考書。
單片機(jī)(又稱為微控制器)是一種面向控制的大規(guī)模集成電路芯片。目前,單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到現(xiàn)代國(guó)防、工業(yè)自動(dòng)化、電子電氣、通信及物聯(lián)網(wǎng)等各個(gè)領(lǐng)域。在控制應(yīng)用領(lǐng)域,51系列單片機(jī)形成了規(guī)模龐大、功能齊全、資源豐富的產(chǎn)品群,國(guó)內(nèi)目前眾多院校也大量以51單片機(jī)作為單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程的基本內(nèi)容。隨著嵌入式系統(tǒng)、片上系統(tǒng)等產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),51單片機(jī)不斷地以IP核的形式在以FPGA為基礎(chǔ)的片上系統(tǒng)中被充分利用。由此可見(jiàn),以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的各種智能儀器儀表、工業(yè)檢測(cè)控制、通信設(shè)備、信息處理、家用電器、汽車電子、機(jī)電一體化等方面得到了廣泛應(yīng)用并取得了巨大的成果。與此同時(shí),單片機(jī)技術(shù)也是學(xué)習(xí)ZigBee技術(shù)開(kāi)發(fā)、STM32和ARM嵌入式系統(tǒng)等高一層技術(shù)的基礎(chǔ)。
1. 本書特色
(1) 強(qiáng)化基礎(chǔ)、由淺入深
本書采用Keil軟件和Proteus軟件仿真平臺(tái),一是在Keil開(kāi)發(fā)環(huán)境中,學(xué)習(xí)C51語(yǔ)言基本知識(shí)、編程語(yǔ)法; 二是利用Proteus仿真平臺(tái),由淺入深地介紹C51程序結(jié)構(gòu)、C51語(yǔ)言基本語(yǔ)句和C51程序設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)內(nèi)容。通過(guò)這兩個(gè)平臺(tái)學(xué)習(xí)C51語(yǔ)言與全面掌握單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)。
(2) 軟硬結(jié)合、協(xié)同仿真
本書以MCS-51系列單片機(jī)為基礎(chǔ)、Proteus ISIS仿真技術(shù)為學(xué)習(xí)平臺(tái),介紹單片機(jī)C51語(yǔ)言對(duì)單片機(jī)的硬件資源和外部設(shè)備進(jìn)行控制,把書中的知識(shí)點(diǎn)、電路原理及應(yīng)用內(nèi)容轉(zhuǎn)化為生動(dòng)活潑、形象逼真的仿真映像,使抽象的原理變得形象化與可視化。硬件與軟件相結(jié)合及協(xié)同仿真,能夠更好地論述單片機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)原理和程序設(shè)計(jì)方法,避免傳統(tǒng)教學(xué)中先理論后實(shí)踐的脫節(jié)現(xiàn)象。
(3) 突出項(xiàng)目、工程理念
本書力求單片機(jī)系統(tǒng)規(guī)范化與項(xiàng)目化相結(jié)合,系統(tǒng)論述單片機(jī)工作原理的同時(shí),突出了項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)過(guò)程,強(qiáng)調(diào)具有開(kāi)放性、實(shí)踐性、職業(yè)性、仿真化和靈活應(yīng)用的學(xué)習(xí)模式。全書提供了48個(gè)可仿真與執(zhí)行、具有工程實(shí)際意義的應(yīng)用項(xiàng)目,根據(jù)應(yīng)用項(xiàng)目舉一反三,快速掌握單片機(jī)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),并且在整個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)際中,適應(yīng)不同層次人員的需求。
(4) 內(nèi)容豐富、涵蓋專業(yè)
本書涵蓋單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域,內(nèi)容較為豐富,對(duì)每項(xiàng)內(nèi)容都詳細(xì)介紹相關(guān)的背景知識(shí)、硬件知識(shí)、電路設(shè)計(jì)和C51程序設(shè)計(jì)思路。同時(shí)利用廣東省精品資源共享課“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)網(wǎng)站http://202.192.72.40:8089和http://61.152.93.162:8024提供豐富的教學(xué)資源與自主學(xué)習(xí)平臺(tái),逐步幫助讀者提高單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的學(xué)習(xí)效率。另外,書中內(nèi)容還包括了單片機(jī)各方面的教學(xué)模塊,滿足電子信息類、電氣工程類、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)類等工科專業(yè)以及從事該技術(shù)領(lǐng)域的用書需求。
2. 本書內(nèi)容
第1章主要介紹微型計(jì)算機(jī)的基本概念、51系列單片機(jī)發(fā)展和單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。
第2章主要介紹MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)器及I/O電路。
第3章主要介紹Keil Vision 4集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、Keil Vision 4的C51開(kāi)發(fā)流程、C51的數(shù)據(jù)類型、C51的運(yùn)算符、C51的表達(dá)式等。
第4章主要介紹Proteus ISIS仿真軟件、Proteus電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、基于Proteus的設(shè)計(jì)實(shí)例等。
第5章主要介紹C51語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)、C51語(yǔ)言基本語(yǔ)句、C51的數(shù)組、C51的函數(shù)等。
第6章介紹單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、基于Proteus的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真。
第7章介紹單片機(jī)的中斷系統(tǒng)、外部中斷源的C51程序設(shè)計(jì)、定時(shí)中斷源的C51程序設(shè)計(jì)、串行中斷源的C51程序設(shè)計(jì)、外部中斷源的擴(kuò)展、基于Proteus中斷系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真。
第8章介紹LED顯示器與接口技術(shù)、基于Proteus的LED顯示器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真。
第9章介紹點(diǎn)陣LED結(jié)構(gòu)及原理、基于Proteus的大屏幕顯示器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真。
第10章介紹1602LCD液晶顯示模塊、基于Proteus的LCD顯示器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真、128×64 LCD圖形顯示器接口技術(shù)、基于Proteus的12864LCD顯示器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真。
第11章介紹獨(dú)立式鍵盤接口技術(shù)、基于Proteus的獨(dú)立式鍵盤項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真、矩陣式鍵盤接口技術(shù)、基于Proteus的矩陣式鍵盤項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真。
第12章介紹8位并行A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)、8位串行A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)、基于Proteus的A/D轉(zhuǎn)換器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真。
第13章介紹D/A轉(zhuǎn)換原理、DAC0832與單片機(jī)接口技術(shù)、基于Proteus的DAC0832電路項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真。
第14章介紹通信的一般概念、MCS-51單片機(jī)串行通信接口、MCS-51單片機(jī)串行口的擴(kuò)展應(yīng)用、MCS-51單片機(jī)雙機(jī)串行通信的應(yīng)用、基于Proteus的單片機(jī)雙機(jī)串行通信項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真、MCS-51單片機(jī)多機(jī)串行通信的應(yīng)用。
第15章介紹直流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)、基于Proteus的直流電動(dòng)機(jī)控制項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)、基于Proteus的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真。
本書結(jié)構(gòu)緊湊,內(nèi)容涉及較為全面,項(xiàng)目案例豐富,仿真結(jié)果準(zhǔn)確可靠,但與實(shí)際應(yīng)用電路或許存在一定的差異,特別是PC的運(yùn)行速度與硬件運(yùn)行速度有一定的差異,因此,在實(shí)際應(yīng)用中還要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)試。由于編者的水平有限,書中難免有不足之處,懇請(qǐng)廣大讀者和同行提出寶貴意見(jiàn),以使日后進(jìn)一步改進(jìn)。
3. 讀者對(duì)象
(1) 大學(xué)、高職高專及*、省級(jí)骨干教師等相關(guān)專業(yè)的培訓(xùn)班學(xué)員。
(2) 單片機(jī)及電子設(shè)計(jì)大賽愛(ài)好者。
(3) 電子工程技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員。
本書獲得了廣州市風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司匡載華總經(jīng)理在Proteus技術(shù)方面的大力支持與幫助,在此表示衷心的感謝。
編者
2017年2月
第1章單片機(jī)技術(shù)概述
1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分類簡(jiǎn)介
1.2微型計(jì)算機(jī)的基本概念
1.2.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
1.2.2微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理
1.3單片微型計(jì)算機(jī)
1.3.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)及組成
1.3.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
1.3.3MCS51系列單片機(jī)
1.3.4MCS51系列單片機(jī)類型
1.4單片機(jī)的應(yīng)用
思考與習(xí)題
第2章MCS51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)
2.1MCS51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2.1.18051單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能
2.1.28051的引腳定義及功能
2.2MCS51單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)
2.2.1MCS51單片機(jī)的存儲(chǔ)地址結(jié)構(gòu)
2.2.2程序存儲(chǔ)器
2.2.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器
2.3并行I/O口電路結(jié)構(gòu)
2.3.1P0口結(jié)構(gòu)
2.3.2P1口結(jié)構(gòu)
2.3.3P2口結(jié)構(gòu)
2.3.4P3口結(jié)構(gòu)
2.4時(shí)鐘電路與復(fù)位電路
2.4.1單片機(jī)的時(shí)鐘電路與時(shí)序
2.4.2單片機(jī)的復(fù)位電路
2.5單片機(jī)的工作過(guò)程
思考與習(xí)題
第3章Keil μVision與C51語(yǔ)言基礎(chǔ)
3.1Keil μVision4集成開(kāi)發(fā)環(huán)境
3.1.1Keil μVision4簡(jiǎn)介
3.1.2Keil μVision4界面概覽
3.2Keil μVision4的C51開(kāi)發(fā)流程
3.2.1創(chuàng)建項(xiàng)目
3.2.2創(chuàng)建源程序文件
3.2.3程序編譯與調(diào)試
3.2.4仿真調(diào)試
3.2.5項(xiàng)目設(shè)置
3.3單片機(jī)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言概述
3.3.1單片機(jī)匯編語(yǔ)言
3.3.2單片機(jī)C51語(yǔ)言
3.4C51的標(biāo)識(shí)符與關(guān)鍵字
3.4.1標(biāo)識(shí)符
3.4.2關(guān)鍵字
3.5C51的數(shù)據(jù)類型
3.5.1整型常量
3.5.2浮點(diǎn)型常量
3.5.3C51變量的數(shù)據(jù)類型
3.5.4整型變量
3.5.5浮點(diǎn)型變量
3.5.6變量聲明語(yǔ)句
3.5.7特殊功能寄存器SFR定義
3.5.8位變量
3.5.9指針型變量
3.5.10指針變量賦值
3.6變量及其存儲(chǔ)方式
3.6.1局部變量與全局變量
3.6.2變量的存儲(chǔ)種類
3.6.3變量的存儲(chǔ)類型
3.6.4變量的存儲(chǔ)器模式
3.7C51的運(yùn)算符
3.7.1算術(shù)運(yùn)算符
3.7.2自增和自減運(yùn)算
3.7.3關(guān)系運(yùn)算符
3.7.4邏輯運(yùn)算符
3.7.5位運(yùn)算符
3.8運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性
3.9C51的表達(dá)式
3.9.1算術(shù)表達(dá)式
3.9.2賦值表達(dá)式
3.9.3逗號(hào)表達(dá)式
3.9.4關(guān)系表達(dá)式
3.9.5邏輯表達(dá)式
思考與習(xí)題
第4章Proteus ISIS軟件簡(jiǎn)介
4.1Proteus ISIS仿真軟件簡(jiǎn)介
4.1.1Proteus軟件系統(tǒng)組成
4.1.2電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程
4.1.3Proteus ISIS操作界面介紹
4.1.4Proteus軟件資源
4.1.5Proteus軟件在教學(xué)與實(shí)踐中的應(yīng)用
4.2Proteus ISIS菜單欄簡(jiǎn)介
4.3設(shè)計(jì)視覺(jué)助手
4.4Proteus電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
4.4.1設(shè)計(jì)流程
4.4.2設(shè)計(jì)文檔
4.4.3原理圖連線
4.4.4電氣規(guī)則檢查ERC
4.4.5保存原理圖
4.5基于Proteus的設(shè)計(jì)實(shí)例
4.5.1Proteus電路原理圖設(shè)計(jì)
4.5.2軟件設(shè)計(jì)
4.5.3源代碼仿真與調(diào)試
4.5.4單片機(jī)內(nèi)部資源仿真與調(diào)試
4.5.5電路與源代碼聯(lián)調(diào)
思考與習(xí)題
第5章C51語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
5.1C51語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)
5.2C51語(yǔ)言基本語(yǔ)句
5.2.1表達(dá)式語(yǔ)句
5.2.2復(fù)合語(yǔ)句
5.2.3循環(huán)控制語(yǔ)句
5.2.4程序控制語(yǔ)句
5.2.5開(kāi)關(guān)語(yǔ)句
5.2.6程序跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句(goto語(yǔ)句、break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句)
5.3C51語(yǔ)言的數(shù)組
5.3.1一維數(shù)組
5.3.2數(shù)組賦值
5.3.3二維數(shù)組
5.3.4字符數(shù)組
5.4C51語(yǔ)言的函數(shù)
5.4.1函數(shù)概述
5.4.2函數(shù)的分類
5.4.3函數(shù)的調(diào)用
5.4.4函數(shù)返回語(yǔ)句
5.4.5中斷服務(wù)函數(shù)
5.4.6庫(kù)函數(shù)
思考與習(xí)題
第6章單片機(jī)與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器接口技術(shù)
6.1單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器
6.1.1單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理
6.1.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的方式和控制寄存器
6.1.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器初始化及步驟
6.1.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式
6.2基于Proteus的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
6.2.1二路方波生發(fā)器的設(shè)計(jì)與仿真
6.2.2時(shí)間定時(shí)器設(shè)計(jì)與仿真
思考與習(xí)題
第7章單片機(jī)與中斷系統(tǒng)接口技術(shù)
7.1單片機(jī)的中斷系統(tǒng)
7.1.1中斷系統(tǒng)的概念及特點(diǎn)
7.1.2中斷系統(tǒng)的組成及中斷源
7.1.3中斷系統(tǒng)控制寄存器
7.1.4中斷處理過(guò)程
7.2中斷源的C51語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)
7.2.1外部中斷源的C51語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)
7.2.2定時(shí)中斷源的C51語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)
7.2.3優(yōu)先級(jí)中斷源的C51語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)
7.2.4串行口中斷源的C51語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)
7.2.5外部中斷源的擴(kuò)展
7.3基于Proteus中斷系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
7.3.1電風(fēng)扇風(fēng)量顯示電路設(shè)計(jì)與仿真
7.3.2電子圓模式電路設(shè)計(jì)與仿真
思考與習(xí)題
第8章單片機(jī)與數(shù)碼管顯示接口技術(shù)
8.1LED顯示器與接口技術(shù)
8.1.1LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及工作原理
8.1.2LED數(shù)碼管的控制方式
8.28位動(dòng)態(tài)顯示電路
8.3基于Proteus的LED顯示器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
8.3.1電子秒表電路設(shè)計(jì)與仿真
8.3.2脈沖計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)與仿真
8.3.3基于Proteus的籃球競(jìng)賽24s定時(shí)器電路設(shè)計(jì)與仿真
8.3.4交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真
思考與習(xí)題
第9章單片機(jī)與LED點(diǎn)陣顯示接口技術(shù)
9.1LED點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)及原理
9.1.18×8LED點(diǎn)陣簡(jiǎn)介
9.1.2LED點(diǎn)陣顯示方式
9.2基于Proteus的大屏幕顯示器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
9.2.18×8LED點(diǎn)陣靜態(tài)顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)與仿真
9.2.216×16LED點(diǎn)陣“箭頭”移動(dòng)顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)與仿真
9.2.316×16LED點(diǎn)陣文字移動(dòng)顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)與仿真
9.2.416×16LED點(diǎn)陣數(shù)字跳動(dòng)顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)與仿真
9.2.516×16LED圖形廣告屏(飛翔的小鳥(niǎo))設(shè)計(jì)與仿真
思考與習(xí)題
第10章單片機(jī)與LCD顯示接口技術(shù)
10.1液晶顯示模塊概述
10.21602LCD液晶顯示模塊
10.2.11602LCD主要參數(shù)與引腳功能
10.2.21602LCD的控制指令及初始化
10.2.3LCD顯示模塊的接口形式
10.3基于Proteus的LCD顯示器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
10.3.11602LCD靜態(tài)顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)與仿真
10.3.21602LCD字符循環(huán)移動(dòng)顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)與仿真
10.4128×64LCD圖形顯示器接口技術(shù)
10.4.1液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器
10.4.2指令集與功能說(shuō)明
10.5基于Proteus的128×64LCD顯示器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真數(shù)字/
字符/漢字接口電路設(shè)計(jì)與仿真
思考與習(xí)題
第11章單片機(jī)與鍵盤接口技術(shù)
11.1鍵盤
11.1.1鍵盤工作原理
11.1.2鍵盤結(jié)構(gòu)與輸入特點(diǎn)
11.2獨(dú)立式鍵盤接口技術(shù)
11.2.1獨(dú)立式按鍵電路結(jié)構(gòu)
11.2.2獨(dú)立式按鍵的軟件結(jié)構(gòu)
11.3基于Proteus的獨(dú)立式鍵盤項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
11.3.1汽車指示燈與加速顯示控制器的設(shè)計(jì)與仿真
11.3.2電熱水器控制顯示器的設(shè)計(jì)與仿真
11.4矩陣式鍵盤接口技術(shù)
11.4.1矩陣式鍵盤電路結(jié)構(gòu)
11.4.2矩陣式鍵盤工作方式
11.4.3矩陣式鍵盤掃描法
11.5基于Proteus的矩陣式鍵盤項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
11.5.1矩陣查詢式鍵盤電路的設(shè)計(jì)與仿真
11.5.2矩陣中斷式鍵盤電路的設(shè)計(jì)與仿真
思考與習(xí)題
第12章單片機(jī)與A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)
12.1A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)
12.1.1A/D轉(zhuǎn)換器原理
12.1.2典型A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809
12.1.3ADC0809的轉(zhuǎn)換工作原理
12.1.4ADC0809轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)
12.28位串行A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)
12.3基于Proteus的A/D轉(zhuǎn)換器項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
12.3.1基于ADC0809光照度與溫度數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)與仿真
12.3.2基于ADC0831直流電壓表的設(shè)計(jì)與仿真
12.3.3基于ADC0831直流電流表的設(shè)計(jì)與仿真
12.3.4基于ADC0831亮度自動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)與仿真
思考與習(xí)題
第13章單片機(jī)與D/A轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)
13.1D/A轉(zhuǎn)換原理及主要技術(shù)指標(biāo)
13.1.1D/A轉(zhuǎn)換原理
13.1.2D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)
13.1.3并行D/A轉(zhuǎn)換器芯片DAC0832
13.2DAC0832與單片機(jī)接口技術(shù)
13.3基于Proteus的DAC0832電路項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
13.3.1基于DAC0832調(diào)幅調(diào)頻正弦波信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與仿真
13.3.2基于DAC0832函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與仿真
思考與習(xí)題
第14章單片機(jī)與串行通信接口技術(shù)
14.1通信的一般概念
14.1.1并行通信與串行通信
14.1.2串行通信的制式
14.1.3串行通信的兩種基本方式
14.1.4串行通信的速率與接口
14.2MCS51單片機(jī)串行通信接口
14.2.1MCS51串行口的結(jié)構(gòu)
14.2.2MCS51串行口的工作方式
14.2.3MCS51串行口的波特率
14.2.4MCS51串行通信的編程方法
14.3MCS51單片機(jī)串行口的擴(kuò)展應(yīng)用
14.3.1單片機(jī)I/O口的擴(kuò)展
14.3.2基于Proteus的串入并出擴(kuò)展口電路設(shè)計(jì)與仿真
14.3.3基于Proteus的并入串出擴(kuò)展口電路設(shè)計(jì)與仿真
14.4MCS51單片機(jī)雙機(jī)串行通信的應(yīng)用
14.4.1雙機(jī)通信接口
14.4.2單片機(jī)雙機(jī)通信原理與設(shè)置
14.5基于Proteus的單片機(jī)雙機(jī)串行通信項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
14.5.1單片機(jī)雙機(jī)串行通信設(shè)計(jì)與仿真
14.5.2光伏系統(tǒng)蓄電池電壓雙機(jī)通信監(jiān)控器的設(shè)計(jì)與仿真
14.6MCS51單片機(jī)多機(jī)串行通信的應(yīng)用
14.6.1多機(jī)通信硬件基本電路
14.6.2多機(jī)通信原理與設(shè)置
14.6.3單片機(jī)多機(jī)串行通信設(shè)計(jì)與仿真
思考與習(xí)題
第15章單片機(jī)與電動(dòng)機(jī)控制接口技術(shù)
15.1直流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)
15.1.1直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
15.1.2直流電動(dòng)機(jī)的工作原理
15.1.3直流電動(dòng)機(jī)PWM調(diào)速原理
15.1.4直流電動(dòng)機(jī)PWM調(diào)速方案
15.2基于Proteus的直流電動(dòng)機(jī)控制項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
15.2.1直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的設(shè)計(jì)與仿真
15.2.2直流電動(dòng)機(jī)PWM調(diào)速電路的設(shè)計(jì)與仿真
15.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)
15.3.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介
15.3.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理
15.3.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
15.4基于Proteus的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制項(xiàng)目設(shè)計(jì)與仿真
15.4.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角控制的設(shè)計(jì)與仿真
15.4.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)N圈控制的設(shè)計(jì)與仿真
15.4.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多功能控制器的設(shè)計(jì)與仿真
思考與習(xí)題
附錄Areg51.h詳解
附錄BProteus常用元器件
參考文獻(xiàn)
CHAPTER 1
第1章
單片機(jī)技術(shù)概述
單片機(jī)又稱為微控制器(Micro Controller Unit,MCU),是面對(duì)測(cè)控對(duì)象的嵌入式應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它的出現(xiàn)使計(jì)算機(jī)技術(shù)從通用型計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)入智能化的控制領(lǐng)域,并且在嵌入式計(jì)算機(jī)領(lǐng)域都得到了極其重要的發(fā)展與應(yīng)用。本章首先介紹微型計(jì)算機(jī)的基本概念、組成及分類,然后介紹單片機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)及常用的MCS51系列單片機(jī)類型,*后介紹單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和步驟。
1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分類簡(jiǎn)介
世界上*臺(tái)計(jì)算機(jī)于1946年問(wèn)世。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),計(jì)算機(jī)技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)
展。計(jì)算機(jī)按照體系結(jié)構(gòu)、性能、體積、應(yīng)用領(lǐng)域等,分為大型計(jì)算機(jī)、中型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)在數(shù)值計(jì)算、邏輯運(yùn)算與推理、信息處理以及實(shí)際控制方面朝著高速海量運(yùn)算的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展,表現(xiàn)出非凡的能力,其典型產(chǎn)品為PC; 而廣泛滲透到制造工業(yè)、過(guò)程控制、通信、儀器儀表、交通、航空航天、軍事裝備、家電產(chǎn)品等領(lǐng)域的正是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),主要表現(xiàn)在直接面向控制對(duì)象; 嵌入到具體的應(yīng)用系統(tǒng)中; 現(xiàn)場(chǎng)可靠地運(yùn)行; 體積小,應(yīng)用靈活; 突出時(shí)序控制功能; 以隱藏的形式嵌入在各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)中。因此,將計(jì)算機(jī)技術(shù)分為通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱嵌入式系統(tǒng))。
嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)以及各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用
相結(jié)合的產(chǎn)物,也是不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的核心部件有嵌入式微處理器(Embedded MicroProcessor Unit,EMPU)、嵌入式DSP處理器(Embedded Digital Signal Processor,EDSP)、微控制器(MicroController Unit,MCU,通常稱單片機(jī))。顧名思義,單片機(jī)就是將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片中。它以某一種微處理器為核心,芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、看門狗、并行I/O接口、串行I/O接口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A。微控制器的*大特點(diǎn)是單片化、體積大幅度減小,從而使功耗和成本降低、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流,以MCU為核心的嵌入式系統(tǒng)約占市場(chǎng)份額的70%。
本書以市場(chǎng)占有率較高的MCS51單片機(jī)(或稱8051、51系列、8xx51單片機(jī))為核心,介紹嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本技術(shù)。
1.2微型計(jì)算機(jī)的基本概念
微型計(jì)算機(jī)(Micro Computer)簡(jiǎn)稱微機(jī),是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分類。微型計(jì)算機(jī)不但具有計(jì)算快速、精確、程序控制等特點(diǎn),而且還具有體積小、重量輕、功耗低、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。個(gè)人計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱PC(Personal Computer),是微型計(jì)算機(jī)中應(yīng)用*為廣泛的一種,也是近年來(lái)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中發(fā)展*快的一個(gè)分支。PC在性能和價(jià)格方面適合個(gè)人用戶購(gòu)買和使用,目前,它已經(jīng)像普通家電一樣深入到家庭和社會(huì)生活的各個(gè)方面。
1.2.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的實(shí)體和裝置,通常由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。如果把運(yùn)算器與控制器集成在一個(gè)芯片上,則該芯片稱為中央處理器(Central Processing Unit,CPU),是微機(jī)的核心部件。CPU配上存放程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、輸入/輸出(Input/Output,I/O)接口電路以及外部設(shè)備即構(gòu)成微機(jī)的硬件系統(tǒng)。
軟件系統(tǒng)是微機(jī)系統(tǒng)所使用的各種程序的總稱。軟件部分包括系統(tǒng)軟件(如操作系統(tǒng))和應(yīng)用軟件(如字處理軟件),人們通過(guò)它對(duì)微機(jī)進(jìn)行控制并與微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息交換,使微機(jī)按照人的意圖完成預(yù)定的任務(wù)。軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成完整的微機(jī)系統(tǒng),典型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成如圖11所示。
……
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