单片机应用系统设计与仿真调试

　　内容简介 本书由浅至深系统地向读者介绍了单片机的软硬件结构、程序设计、仿真和调试方法，从“实用”的角度出发，着重介绍了诸如通道控制、显示、键盘、通信、A/D、D/A等多个模块的具体实现方法以及目前流行的SPI、I2C总线接口的基本用法，是作者多年来对单片机技术开发、教学工作的一次比较系统的总结。书中所有代码都经过作者上机验证，有的就是实际工程的范例，相信读者能从这些范例中得到启迪。根据本书，读者在系统的学习之后，应该可以独立设计出一个真正符合现场环境的应用系统，达到从“实验”到“实用”的目的。前言 近几年来，单片机技术的发展已达到了相当高的水平，一些新型单片机层出不穷，技术日新月异。越来越多的电子爱好者都想在这一新型领域有所作为，有关单片机的书籍和资料也很多。然而令众多初学者困惑的是：如何才能根据现场环境设计出一个具体的应用系统，而不是仅仅停留在会控制一组发光二极管，能编写一个简单的程序让单片机奏出一段音乐上。如何才能真正学好单片机？我从作为一个有着十几年嵌入式系统开发经验的单片机开发工程师的角度向读者提以下几点建议。 重在实践提出“重在实践”，是因为单片机开发是一门实践性很强的技术。一个成功的应用系统，包括软件和硬件的设计都是经过大量的试验完成的。试问，一个连电烙铁都不会使用的人如何能学好单片机呢？因此要想真正入门单片机，首先还是要建立一个“实时仿真”的应用环境，最好有一套可以随时动手的“在线实时仿真”系统，如“仿真机”、应用试验板、下载实验仪等。在“实时仿真”系统环境中进行在线试验，会使初学者有较为直观的感性认识。 贵在总结一个成熟可靠的单片机应用系统软件是由许多不同功能的子程序组合在一起的，而这些子程序往往是通用的，如键盘、显示、通信子程序等。将这些子程序通过不同的主程序灵活地组织起来，便可构成多个功能完全不同的应用系统。因此，不断在实践中总结和积累，是初学者成为一名单片机高手的必由之路。许多单片机爱好者几乎都有这样的观点：理论是基础，经验才是最为宝贵的财富。这些宝贵的经验正是他们在实践中不断总结的结晶。 掌握相关的基础知识要想学好单片机，仅仅掌握单片机的知识是远远不够的，因为一个成功的单片机应用系统并不是一个独立的、封闭的系统。举个例子，在实验室中，编写了一段程序，可以灵活自如地通过单片机的I/O口控制一组发光二极管，但要同样通过这几个端口去控制一组发动机或一个家用电器，也许会觉得无从下手。这时候数字和模拟电路的基础知识便显得尤为重要了。它们在一个单片机应用系统内不是分离的、独立的，而是相辅相成的关系。一个连模拟电路基础知识都不太懂的人是肯定学不好单片机的。另外，本书的内容并没有过多地涉及单片机的内部结构，而是偏重单片机技术的应用，在“实用”二字上下功夫。它通过利用SST89系列单片机强大的IAP和ISP功能，以SST89C58为核心设计的仿真下载实验仪为主导线，可使读者在不具备专业仿真器的情况下完成51系列的绝大多数单片机在线调试。首先从最基本的I/O接口、键盘、显示、通信讲起，之后是A/D转换并介绍一些近年来比较流行的新技术，如I2 C总线等，其中又重点介绍了目前流行的基于Windows环境下的单片机集成开发环境μVision。它的最大特点之一是对C语言的完美支持。考虑到读者的实际水平和接受能力，本书多数例程都给出了汇编和C语言两种源程序。当然，不可否认的是，在读者真正掌握了一种单片机之后，就会发现，采用C高级语言设计程序将是单片机技术今后发展的方向。本书是以2002.1至2003.10刊登在《电子世界》杂志上的“单片机应用技术讲座”为基础，并补充了部分内容编写完成的，是我多年来对单片机技术开发、教学工作的一次比较系统的总结。书中所有代码都经过我上机验证，有的就是实际工程的范例，相信读者能从这些范例中得到启迪。对于本书的出版，首先要感谢北京航空航天大学的何立民教授，他在百忙之中对该书的初稿进行了审校，并将具体修改意见通过编辑部予以转告，使得该书得以顺利出版；其次，还要特别致谢《电子世界》杂志社主编戴茗女士，她亲自为该书撰写序言以及不遗余力地在初学者特别是大学生读者中推广、普及单片机的知识；最后，还要感谢我的家人，妻子李冰承担了繁琐的书稿抄写、打印工作；还有我的父母，他们一直是我从事这项工作的坚强后盾和动力源泉。严天峰2005年5月于兰州交通大学《电子世界》杂志社网址：www.eleworld.com作者信箱：yantianfeng@163.com

暂缺《单片机应用系统设计与仿真调试》作者简介

第1章 单片机概述
1.1    前言
1.2    单片机的分类及应用领域
1.3    单片机技术的发展趋势
1.4    目前流行的51内核的单片机
第 2章 单片机仿真调试及Keil 51集成开发环境
2.1    单片机仿真调试的一般过程
2.2    Keil C51 Windows集成开发环境μVision2 IDE
2.2.1    μVision2 IDE简介
2.2.2    μVision2 IDE集成开发环境的安装
2.3    μVision2 IDE的基本用法
2.3.1    编辑源文件
2.3.2    建立工程文件
2.4    单片机在Keil C51集成开发环境中的仿真过程
2.4.1    硬件和软件仿真
2.4.2    μVision2 IDE的软件模拟仿真
2.4.3    μVision2 IDE的硬件仿真
2.5    单片机仿真下载仪的硬件资源
第3章 单片机I/O口的特点及操作
3.1    概述
3.2    89S(C)51单片机I/O口的特点
3.3    89S(C)51单片机I/O口的使用技巧
3.4    89S(C)51单片机I/O口在后向通道中的应用
3.4.1    单片机与机械继电器的接口
3.4.2    单片机与固态继电器的接口
第4章 显示及显示器接口
4.1    概述
4.2    LED显示器的基本结构和原理
4.3    LED显示器与单片机的接口
4.3.1    可编程I/O扩展芯片8155
4.3.2    LED显示器的驱动
4.4    LED显示器与51单片机接口的软件实现方法
4.5    LED显示的串行接口方式
4.6    LED显示需注意的几个问题
第 5章 键盘及其接口技术
5.1    概述
5.2    键盘设计中应注意的几个问题
5.2.1    键盘接口类型的的选择
5.2.2    多键和重键的处理
5.2.3    键盘的防抖动技术
5.3    键盘接口的软件设计
5.3.1    独立式键盘的程序设计
5.3.2    行列式键盘的程序设计
5.4    串行显示/键盘接口芯片的用法
5.4.1    概述
5.4.2    串行接口显示/键盘芯片zlg7289
第6章 单片机的中断系统及其应用
6.1    概述
6.2    89S(C)51单片机的中断结构
6.3    外部中断0、1的程序设计
第7章 定时器/计数器及其在定时系统中的应用
7.1    概述
7.2    定时器的结构
7.3    定时器的工作方式
7. 4    定时器/计数器常数的计算及编程
7.4.1    定时器/计数器常数的计算
7.4.2    定时器/计数器的软件编程
7.5    定时时钟及其软硬件的实现方法
7.5.1    概述
7.5.2    电子种的功能及其软件实现方法
7.5.3    DS1302时钟芯片
第8章 I2C总线及其软硬件设计
8.1    概述
8.2    I2C总线的基本概念
8.2.1    I2C总线一般特征
8.2.2    I2C总线的数据传输和器件寻址
8.3    常用I2C器件的用法
8.3.1    AT24C01的电路连接方式
8.3.2    I2C总线的软件实现方法
8.4   EEPROM数据存储器在电子钟定时功能中的应用
8.5    虚拟I2C总线软件包
8.5.1    虚拟I2C总线软件包VⅡC1.0简介
8.5.2    虚拟I2C总线软件包VⅡC1.0应用
第9章 A/D和D/A转换器及其在单片机系统中的应用
9.1    概述
9.2    A/D转换器的选择
9.2.1    A/D转换器的位数选择
9.2.2    A/D转换器的转换速度
9.2.3    输入信号的极性选择
9.2.4    A/D转换顺的抗干拢措施
9.3    并行A/D转换器及其软硬件设计
9.4    串行A/D转换器及其软硬件设计
9.4.1    概述
9.4.2    10位11通道SPI串行接口A/D转换器TLC1543
9.4.3    TLC1543工作原理
9.4.4    TLC1543软硬件设计要点
9.4.5    12位11通道SPI串行接口A/D转换器TLC2543
9.4.6    TLC2543与单片机接口的软硬件设计
9.5    D/A转换器及其向后通道控制
9.5.1    概述
9.5.2    串口D/A转换器TLC5615
9.5.3    TLC5615与单片机接口的软硬件设计
9.5.4    利用D/A转换器实现的信号发生器
第10章 单片机串行通信软硬件的实现
10.1    概述
10.2    89S（C）51单片机串口结构及其春工作方式
10.2.1    串口的基本通信方式
10.2.2    单片机串口的控制方式
10.2.3    89S（C）51单片机串口的速率设置
10.3    RS-232接口电路和单片机通信程序设计
10.3.1    RS-232硬件结构和接口
10.3.2    通信程序设计
10.3.3    单片机普通I/O口模拟串行通信的实现方法
10.4    采用T2定时器实现单片机的高速通信
第11章 Windows环境下单片机与PC机串行通信的实现方法
11.1    概述
11.2    下位机（单片机部分）串行通信的实现方法
11.2.1    通信协议的约定
11.2.2    采用单片机的下位机通信软件的实现方法
11.3    Windows环境下上位机与单片机接口程序设计
11.3.1    Visual Basic 6.0MSComm控件功能描述
11.3.2    VB与单片机通信软件设计
第12章 看门狗及其软硬件实现方法
12.1    概述
12.2    X5045看门狗芯片及其与单片机的接口
12.2.1    SPI串行总线介绍
12.2.2    X5045看门狗芯片的原理及其功能
12.2.3    X5045与单片机的接口及程序设计
12.3   基于I2C总线的CSI24C021看门狗芯片及其与单片机的接口
12.3.1    CSI24C021看门狗芯片原理及功能
12.3.2    CSI24C021与单片机的接口及程序设计
12.4    AT89S51单片机内部看门狗的使用
12.4.1    AT89S51单片机内部看门狗定时器简介
12.4.2    AT89S51单片机内部看门狗定时器的使用方法
12.5    软件看门狗的应用
第13章 单片机应用系统的可靠性技术
13.1    概述
13.2    提高单片机系统稳定性指标的硬件措施
13.2.1    单片机及其相关元器件的选择
13.2.2    印制电路板布线的可靠必设计
13.2.3    采取的抗干扰措施
13.3    提高单片机系统稳定性指标的软件措施
第14章 应用与提高
14.1    概述
14.2    基于AD7416数字温度传感器的蓄电池温度监测系统
14.2.1    系统基本任务和功能
14.2.2    AD7416工作原理和方式
14.2.3    温度自动监测系统其他功能模块的软硬件实现方法
14.2.4    系统设计应注意的一些问题
14.3    基于DTMF编码信号的远程自动报警监测系统
14.3.1    基本功能介绍
14.3.2    DTMF双音多频编码芯片HT9200和PCD3311的工作原理及与单片机的接口
14.3.3    采用PCD3311的远程码自动报警监测系统
14.4    结束语
参考文献