單片機(jī)開發(fā)與典型工程項目實(shí)例詳解

第1章　單片機(jī)開發(fā)的硬件基礎(chǔ)　1
1.1　單片機(jī)的應(yīng)用和特點(diǎn)　1
1.1.1　單片機(jī)的應(yīng)用　1
1.1.2　主流單片機(jī)的種類及特點(diǎn)　3
1.2　MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)　7
1.3　MCS-51單片機(jī)的引腳功能與時序　9
1.3.1　MCS-51系列單片機(jī)引腳說明　10
1.3.2　MCS-51單片機(jī)的時序　16
1.4　MCS-51單片機(jī)的存儲器組織　17
1.4.1　程序存儲器　18
1.4.2　數(shù)據(jù)存儲器　19
1.4.3　特殊功能寄存器　21
1.5　單片機(jī)最小系統(tǒng)　24
1.5.1　單片機(jī)最小系統(tǒng)　24
1.5.2　彩燈控制器的設(shè)計　25
1.5.3　順序控制器的設(shè)計　27
1.6　本章小結(jié)　29
第2章　單片機(jī)開發(fā)軟環(huán)境　30
2.1　單片機(jī)C語言宏配置介紹　30
2.1.1　處理器的配置　30
2.1.2　ID區(qū)域　31
2.1.3　EEPROM數(shù)據(jù)　31
2.2　單片機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　31
2.2.1　類型限定詞　32
2.2.2　常數(shù)　33
2.2.3　變量　34
2.2.4　構(gòu)造數(shù)據(jù)類型　38
2.2.5　函數(shù)　46
2.2.6　中斷　49
2.2.7　C語言和匯編語言的嵌套使用　53
2.2.8　偽指令　54
2.3　MPLAB IDE編譯器簡介　57
2.3.1　MPLAB工程管理器（MPLAB Project Manager）　57
2.3.2　MPLAB文本編輯器（MPLAB Editor）　57
2.3.3　MPLAB軟件仿真器（MPLAB-SIM Simulator）　58
2.3.4　MPLAB在線仿真器（MPLAB-ICE Simulator）　58
2.4　MPLAB IDE的安裝和使用　58
2.4.1　MPLAB IDE的安裝要求　58
2.4.2　MPLAB IDE的使用　59
2.4.3　實(shí)例應(yīng)用　59
2.4.4　MPLAB IDE中的工程　62
2.4.5　MPLAB IDE工程的編譯　65
2.4.6　MPLAB IDE的軟件仿真　66
2.5　MCC18基礎(chǔ)　68
2.5.1　MCC18的安裝目錄瀏覽　68
2.5.2　MCC18的語言執(zhí)行流程　70
2.5.3　MCC18舉例　70
2.5.4　MCC18的編譯環(huán)境　72
2.5.5　MCC18和單片機(jī)的比較　73
2.6　單片機(jī)的混合開發(fā)　74
2.6.1　C51和匯編語言的性能比較　74
2.6.2　C51和匯編語言的混合編程　74
2.7　本章小結(jié)　79
第3章　單片機(jī)開發(fā)工程基礎(chǔ)　80
3.1　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的流程　80
3.2　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)兩設(shè)計原則　82
3.2.1　硬件系統(tǒng)設(shè)計原則　82
3.2.2　應(yīng)用軟件設(shè)計原則　83
3.3　單片機(jī)的選型　83
3.3.1　單片機(jī)選型的原則　83
3.3.2　單片機(jī)選型參考　85
3.3.3　開發(fā)工具的選擇　86
3.4　系統(tǒng)常見故障與調(diào)試　87
3.5　本章小結(jié)　88
第4章　數(shù)字濾波及簡單的控制算法　89
4.1　數(shù)字濾波算法　89
4.1.1　算術(shù)平均值濾波　90
4.1.2　滑動平均值濾波　92
4.1.3　防脈沖干擾平均值濾波　93
4.1.4　中值濾波　95
4.1.5　一階滯后濾波　96
4.2　數(shù)字PID控制算法　97
4.2.1　位置式PID控制算法　98
4.2.2　增量式PID控制算法　100
4.2.3　積分分離的PID控制算法　102
4.2.4　變速積分PID控制算法　103
4.3　本章小結(jié)　104
第5章　鍵盤接口電路　105
5.1　鍵盤設(shè)計的組成和分類　105
5.1.1　鍵盤的物理結(jié)構(gòu)　106
5.1.2　鍵盤的組成形式　106
5.2　鍵盤接口的工作過程和工作方式　111
5.2.1　鍵盤的抖動干擾和消除方法　111
5.2.2　盤接口的工作過程　112
5.2.3　鍵盤的工作方式　112
5.3　鍵位置的判別方法　113
5.4　鍵盤接口設(shè)計的儲存芯片和
5.4　相關(guān)協(xié)議　114
5.4.1　鍵盤接口設(shè)計的儲存芯片　114
5.4.2　AT24CXX系列的芯片及I2C協(xié)議　114
5.4.3　A93CXX系列的芯片及SPI協(xié)議　124
5.5　鍵盤接口實(shí)現(xiàn)的工程實(shí)例　132
5.5.1　矩陣鍵盤接口的工程實(shí)例　132
5.5.2　矩陣式中斷掃描鍵盤的設(shè)計　137
5.5.3　二進(jìn)制編碼鍵盤接口的工程實(shí)例　139
5.6　重點(diǎn)與難點(diǎn)　141
第6章　城市交通指揮系統(tǒng)　143
6.1　交通燈順序控制　143
6.1.1　硬件系統(tǒng)的設(shè)計　143
6.1.2　反向器74F06　145
6.1.3　控制字　145
6.1.4　程序設(shè)計　145
6.2　設(shè)計一種基于模糊理論的單片機(jī)控制交通路口調(diào)度系統(tǒng)　148
6.2.1　系統(tǒng)的總體設(shè)計　148
6.2.2　十字路口調(diào)度系統(tǒng)模糊控制器的設(shè)計　149
6.2.3　電路設(shè)計　151
6.2.4　車流量檢測電路　154
6.2.5　系統(tǒng)主程序和模糊控制程序設(shè)計　155
6.2.6　系統(tǒng)顯示程序設(shè)計　157
6.3　重點(diǎn)與難點(diǎn)　159
第7章　陣列式LED顯示屏　161
7.1　顯示屏顯示原理及串行通信基本概念　161
7.1.1　顯示屏顯示原理　161
7.1.2　串行通信　163
7.1.3　陣列式LED顯示屏的實(shí)現(xiàn)　166
7.2　顯示屏硬件電路設(shè)計　166
7.2.1　硬件電路介紹　168
7.2.2　外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲器電路　170
7.3　列式LED顯示屏顯示程序的171
7.3.1　漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的提取　171
7.3.2　顯示主程序　174
7.3.3　串口中斷處理程序　176
7.3.4　顯示驅(qū)動函數(shù)　179
7.3.5　外部存儲器讀寫程序　181
7.3.6　串口通信程序　181
7.3.7　文字顯示特效程序　182
7.4　本章小結(jié)　191
第8章　IC卡讀/寫系統(tǒng)的開發(fā)及其192
8.1　IC卡基礎(chǔ)　192
8.1.1　IC卡的分類　192
8.1.2　IC卡的標(biāo)準(zhǔn)　194
8.2　接觸型IC卡讀寫系統(tǒng)的開發(fā)　194
8.2.1　IC卡讀寫系統(tǒng)的時序　195
8.2.2　IC卡讀寫系統(tǒng)的硬件連196
8.2.3　IC卡讀寫系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)　197
8.3　基于SLE4442加密卡讀寫系統(tǒng)的開發(fā)　201
8.3.1　SLE4442卡的介紹　201
8.3.2　SLE4442的模式　203
8.3.3　SLE4442的操作命令　205
8.3.4　SLE4442讀/寫系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計　208
8.4　重點(diǎn)與難點(diǎn)　215
第9章　無刷直流電機(jī)控制　216
9.1　無刷直流電機(jī)控制原理　216
9.1.1　無刷直流電機(jī)的組成　217
9.1.2　無刷直流電機(jī)的工作原理　217
9.1.3　無刷直流電機(jī)的控制方法　219
9.2　無刷直流電機(jī)的工作特性　220
9.3　直流無刷電機(jī)控制的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)　221
9.3.1　總體設(shè)計概述　221
9.3.2　直流無刷電機(jī)控制的硬件設(shè)計　222
9.3.3　直流無刷電機(jī)控制的軟件設(shè)計　224
9.3.4　無刷直流電機(jī)速度閉環(huán)控制系統(tǒng)　227
9.4　本章小結(jié)　230
第10章　永磁同步電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)　231
10.1　永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類　231
10.2　永磁同步電機(jī)的矢量控制　232
10.3　永磁同步電機(jī)控制　236
10.3.1　控制電路設(shè)計　237
10.3.2　光電隔離電路設(shè)計　238
10.3.3　功率電路設(shè)計　239
10.4　永磁同步電機(jī)控制的軟件實(shí)現(xiàn)　239
10.4.1　電壓SVPVM的DSPIC33f軟件實(shí)現(xiàn)　241
10.4.2　轉(zhuǎn)子位置檢測　243
10.4.3　AD轉(zhuǎn)換模塊　245
10.5　本章小結(jié)　246
第11章　汽車行駛狀態(tài)記錄儀　247
11.1　汽車行駛記錄儀功能介紹　247
11.2　簡易汽車行駛記錄儀的設(shè)計　249
11.2.1　汽車行駛記錄儀的考慮因素　250
11.2.1　MSP430　251
11.2.2　車模擬信號的采集　254
11.2.4　數(shù)字信號采集電路　255
11.2.5　SST39VF160芯片介紹　257
11.3　記錄儀的軟件設(shè)計　257
11.3.1　軟件流程圖　258
11.3.2　數(shù)據(jù)存儲格式　259
11.3.3　SST39VF160存儲器數(shù)據(jù)讀寫的實(shí)現(xiàn)　259
11.4　數(shù)據(jù)采集的程序?qū)崿F(xiàn)　263
11.5　本章小結(jié)　264
第12章　USB-GPIB控制器的實(shí)現(xiàn)　265
12.1　USB-GPIB控制器簡介　265
12.1.1　認(rèn)識USB　266
12.1.2　GPIB　269
12.2　USB-GPIB控制器的硬件電路設(shè)計　271
12.2.1　器件的選擇　272
12.2.2　USB-GPIB控制器電路設(shè)計　278
12.3　USB-GPIB控制器的軟件程序的實(shí)現(xiàn)　287
12.3.1　USB單片機(jī)協(xié)議控制芯片與主機(jī)（計算機(jī)）的數(shù)據(jù)交互　288
12.3.2　USB協(xié)議控制芯片與GPIB控制器的數(shù)據(jù)交互　299
12.4　USB-GPIB控制器固件的調(diào)試與固化　300
12.4.1　USB-GPIB控制器固件的調(diào)試　301
12.4.2　USB-GPIB控制器固件程序的固化　302
12.5　本章小結(jié)　303
第13章　單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾技術(shù)　304
13.1　研究抗干擾技術(shù)的重要性　304
13.2　干擾的分類　305
13.2.1　按噪聲產(chǎn)生的原因分類　306
13.2.2　按噪聲傳導(dǎo)模式分類　306
13.2.3　按噪聲波形及性質(zhì)分類　307
13.3　干擾的耦合方式　308
13.4　單片機(jī)系統(tǒng)可靠性的設(shè)計任務(wù)與方法　310
13.4.1　單片機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計的任務(wù)　310
13.4.2　可靠性設(shè)計一般方法　311
13.5　本章小結(jié)　313
第14章　單片機(jī)系統(tǒng)硬件抗干擾技術(shù)　314
14.1　無源濾波器抗干擾　314
14.1.1　電容濾波器　315
14.1.2　電感濾波器　316
14.1.3　RC低通濾波器　316
14.1.4　1LC低通濾波器　318
14.1.5　低通濾波器的結(jié)構(gòu)選擇　319
14.1.6　低通濾波器的平衡結(jié)構(gòu)與串聯(lián)形式　319
14.2　有源濾波器抗干擾　321
14.2.1　一級低通有源濾波器　321
14.2.2　二級低通有源濾波器　322
14.3　去耦電路　324
14.3.1　尖峰電流的形成原理　324
14.3.2　去耦電容的配置　325
14.3.3　光電隔離　326
14.3.4　繼電器隔離　328
14.3.5　變壓器隔離　328
14.3.6　布線隔離　329
14.4　接地技術(shù)　330
14.5　本章小結(jié)　334
第15章　單片機(jī)開發(fā)的軟件可靠性　335
15.1　概述　335
15.2　指令冗余技術(shù)　336
15.2.1　單字節(jié)指令冗余　337
15.2.2　重要指令冗余　337
15.3　軟件陷阱技術(shù)　337
15.3.1　未使用的中斷向量區(qū)設(shè)置陷阱　338
15.3.2　RAM數(shù)據(jù)區(qū)中設(shè)置陷阱　338
15.3.3　未使用的EPROM數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)置陷阱　339
15.3.4　非EPROM單片機(jī)空間設(shè)置陷阱　339
15.3.5　運(yùn)行程序區(qū)設(shè)置陷阱　339
15.4　看門狗技術(shù)　339
15.4.1　硬件看門狗技術(shù)　340
15.4.2　軟件看門狗技術(shù)　342
15.5　本章小結(jié)　345