MCS-51系列--单片机应用系统设计 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

　　本书较系统、全面地介绍了MCS-51系列单片机应用系统的构成和设计方法。详细地阐述了应用系统的前向通道（传感器通道接口）、后向通道（伺服驱动、控制通道接口）、人机对话通道和相互通道（单片机应用系统之间的通信接口）的结构设计、电路配置及接口技术；单片机应用系统软件的模块化设计方法以及典型应用程序实例；为保证应用系统的可靠性，还专列一章介绍微机系统的干扰和抗干扰设计。

本书编写过程中大量地参考了近年来单片机开发应用的*成果，力求实用性强、系统性好、论述面宽、材料新颖，以满足当前国内从事单片机开发、应用工程技术人员的急需。为了节省篇幅，书中只简略地介绍单片机的结构与基本原理。

因此，本书的对象是专门从事单片机应用、开发的技术人员。也可作为各类单片机中、高级培训班教材，或大专院校计算机应用系统设计类课程参考书。

章 绪 论

　1.1 计算机应用系统的构成

　　1.1.1 通用计算机应用系统

　　1.1.2 专用计算机应用系统

　　1.1.3 混合型计算机应用系统

1.2 单片计算机种类、性能及供应状态

　　1.2.1 单片机的主流系列

　　1.2.2 单片机芯片技术的发展概况

　　1.2.3 单片机的供应状态

　1.3 单片机的应用领域与应用模式

　　1.3.1 单片机的应用领域

　　1.3.2 单片机应用系统的分类

　　1.3.3 单片机应用系统构成方式

　1.4 单片机应用系统的软、硬件开发方法

　　1.4.1 开发手段的选择

　　1.4.2 硬件系统设计原则

　　1.4.3 应用软件设计特点

　　1.4.4 应用系统开发过程

第二章 单片机应用系统设计基础

　2.1 应用系统结构与应用系统设计内容

　　2.1.1 应用系统结构特点

　　2.1.2 应用系统的典型通道接口

　　2.1.3 应用系统设计内容

　2.2 MCS-51系统单片机的应用特性

　　2.2.1 MCS-51单片机管脚及片外总线结构

　　2.2.2 MCS-51单片机片内结构

　　　一、 结构框图

　　　二、 微处理器及其时序

　　　三、 存储器

　　　四、 输入/输出口（I/O口）

　　2.2.3 复位状态及复位电路

　　2.2.4 MCS-51单片机应用系统中的地址译码

　2.3 MCS-51单片机小应用系统设计

　　2.3.1 单片机的时钟设置与应用

　　2.3.2 8051/8751小应用系统

　　2.3.3 8031小应用系统

　2.4 MCS-51单片机功耗系统设计

　　2.4.1 单片机的节电运行功能

　　2.4.2 CHMOS单片机的节电工作方式

　　2.4.3 功耗应用系统实例

第三章 MCS-51系列单片机的系统扩展

　3.1 单片机系统扩展概述

　　3.1.1 MCS-51系列单片机的外部扩展性能

　　3.1.2 系统扩展接口的电平转换

　　3.1.3 总线驱动能力及扩展方法

　　3.1.4 54/74HC系列芯片接口

　　3.1.5 MCS-51单片机常用系统扩展芯片

　3.2 单片机应用系统中的程序存储器扩展

　　3.2.1 MCS-51单片机中烽据存储器扩展概述

　　3.2.2 程序存储器EPROM的扩展方法

　　3.2.3 程序存储器EEPROM的扩展方法

　3.3 单片机应用系统中的数据存储器扩展

　　3.3.1 MCS-51单片机中数据存储器扩展概述

　　3.3.2 静态数据存储器扩展

　　3.3.3 动态数据存储器扩展

　　3.3.4 作为数据存储器的EEPROM扩展

　　3.3.5 数据存储器的掉电保护

　3.4 单片机应用系统中的I/O口扩展

　　3.4.1 I/O扩展概述

　　3.4.2 8255可编程并行I/O扩展接口

　　3.4.3 8155可编程并行I/O扩展接口

　　3.4.4 用TTL芯片扩展简单的I/O接口

　　3.4.5 用串行口移位寄存器方式扩展并行I/O接口

　3.5 其它功能器件的扩展

　　3.5.1 8253可编程定时器/计数器扩展接口及其应用

　　3.5.2 8259A可编程中断控制器扩展接口及应用

　　3.5.3 Z80系列外围芯片扩展

第四章 人机通道配置与接口技术

　4.1 单片机应用系统中的人机通道

　　　一、 人机通道配置类型

　　　二、 人机对话接口特点

　4.2 按键、键盘及其接口

　　4.2.1 单片机应用系统中的键输入

　　　一、 键输入过程与软件结构

　　　二、 键输入接口与软件应解决的任务

　　4.2.2 独立式按键

　　　一、 独立式按键结构

　　　二、 独立式按键的软件结构

　　4.2.3 行列式键盘

　　　一、 键盘工作原理

　　　二、 键盘工作方式

　　　三、 键盘扫描方式

　　　四、 行列式键盘接口

　　4.2.4 8279键盘、显示接口芯片

　　　一、 8279电路工作原理

　　　二、 管脚、引线与功能

　　　三、 命令格式与命令字

　　　四、 状态格式与状态字

　4.3 显示及显示器接口

　　4.3.1 LED显示器及显示器接口

　　　一、 LED显示器结构与原理

　　　二、 LED显示器与显示方式

　　　三、 LED显示器接口实例

　　4.3.2 液晶显示器（LCD）及显示器接口

　　　一、 LCD的基本结构与工作原理

　　　二、 LCD的驱动方式

　　　三、 LCD接口实例

　　4.3.3 实用系统中的典型键盘、显示接口实例

　　　一、 8155扩展I/O口的键盘、显示器接口

　　　二、 串行口扩展的键盘、显示器接口

　　　三、 串行口硬件译码键盘、显示器接口

　　　四、 8279键盘、显示器接口

　4.4 打印及打印机接口

　　4.4.1 GP16微型打印机及其接口

　　　一、 GP16微型打印机结构及接口信号

　　　二、 GP16的打印命令和工作方式

　　　三、 MCS-51单片机和GP16的接口

　　　四、 打印程度实例

　　4.4.2 TPμP-40A/16A微型打印机及其接口

　　　一、 TPμP-40A主要性能、接口要求及时序

　　　二、 字符代码及打印命令

　　　三、 TPμP-40A/16A与MCS-51单片机的接口

　　　四、 打印程序实例

　　4.4.3 PP40描绘器及其接口

　　　一、 PP40接口信号要求及时序

　　　二、 命令及描绘方式

　　　三、 文本模式及图案模式的编码设计

　　　四、 PP40与MCS-51单片机的接口

　　　五、 描绘程序实例

　4.5 其它人机接口

　　4.5.1 拨盘及拨盘输入接口

　　　一、 BCD码拨盘

　　　二、 BCD码拨盘与单片机的接口

　　　三、 拨盘输入程序

　　4.5.2 CRT显示及其接口

　　　一、 SCIB CRT接口的主要特点及技术参数

　　　二、 SCIB接口板的工作原理

　　　三、 SCIB与MCS-51单片机的接口方法

　　　四、 CRT显示软件设计方法

　　4.5.3 语言接口

　　　一、 语言接口芯片及功能电路

　　　二、 语言接口的应用

第五章 前向通道配置与接口技术

　5.1 单片机应用系统中的前向通道

　　5.1.1 前向通道的内容与结构特点

　　　一、 前向通道的含义

　　　二、 前向通道的特点

　　　三、 前向通道的结构类型

　　5.1.2 前向通道设计中应考虑的问题

　　　一、 信号拾取方式

　　　二、 信号的调节

　　　三、 模拟/数字转换方式选择

　　　四、 电源配置及干扰防治

　　5.1.3 前向通道中的先进技术

　　　一、 传感器及传感器接口

　　　二、 先进芯片技术

　5.2 前向通道中的信号调节与信号调节器

　　5.2.1 信号调节任务与信号调节器组成

　　5.2.2 小信号放大及其芯片技术

　　　一、 测量放大器

　　　二、 小信号双线变送器

　　　三、 数控增益运算放大器与测量放大器

　　5.2.3 隔离放大及其芯片技术

　　　一、 变压器耦合两端隔离放大器

　　　二、 变压器耦合三端隔离放大器

　　　三、 光耦合隔离放大器

　5.3 前向通道中的A/D转换与A/D转换接口

　　5.3.1 A/D接口设计要点

　　　一、 数据的采集与转换的应用问题

　　　二、 A/D转换的技术指标

　　　三、 A/D转换器的选择原则

　　5.3.2 A/D转换器及其应用特性

　　　一、 逐次比较式A/D转换器

　　　二、 双积分式A/D转换器

　　　三、 量化反馈式A/D转换器

　　　四、 并行式A/D转换器

　　5.3.3 A/D转换接口技术

　　　一、 双积分A/D转换器接口

　　　二、 逐次比较式A/D转换器接口

　　5.3.4 A/D转换器中的应用问题

　　　一、 模拟信号的输入极性变换

　　　二、 模拟信号的多路输入

　　　三、 采样/保持器及其选用原则

　5.4 前向通道中的V/F转换与V/F转换接口

　　5.4.1 信号脉冲频率输入通道结构类型

　　　一、 简信号频率输入通道结构

　　　二、 V/F转换信号频率输入通道结构

　　　三、 RLC/F转换信号频率输入通道结构

　　5.4.2 V/F转换原理与V/F转换器

　　　一、 电荷平衡式V/F转换器

　　　二、 V/F转换集成芯片及接口

第六章 后向通道配置与接口技术

　6.1 单片机应用中的后向通道

　　6.1.1 后向通道的特点

　　6.1.2 后向通道结构

　　6.1.3 后向通道应解决的问题

　6.2 后向通道中的常用器件及电路

　　6.2.1 功率开关接口器件及电路

　　6.2.2 光电隔离与接口驱动器件

　　6.2.3 线性功率驱动接口器件及电路

　　6.2.4 F/V转换接口器件及电路

　6.3 后向通道中D/A转换技术及其接口芯片

　　6.3.1 D/A转换接口设计的一般性问题

　　6.3.2 D/A转换性能指标与集成芯片

　6.4 典型D/A接口电路及应用实例

　　6.4.1 AD7520的典型D/A转换接口及应用实例

　　6.4.2 DAC0832的典型D/A转换接口及应用实例

　　6.4.3 DAC1208、DAC1230系列D/A转换器件及接口

　　6.4.4 DAC82及其16路D/A转换接口

第七章 相互通道配置与接口技术

　7.1 单片机应用系统中的相互通道

　　7.1.1 相互通道接口特点

　　7.1.2 相互通道的典型结构

　　7.1.3 相互通道接口设计应解决的问题

　7.2 MCS-51的串行口及其通信功能

　　7.2.1 串行接口的构成与工作方式

　　7.2.2 串行口的典型应用

　　　一、 波持率设计

　　　二、 串行发送、接收实例

　　　三、 双机通信

　　7.2.3 MCS-51串行口的多机通信

　　　一、 多机通信原理

　　　二、 多机通信程序设计

　　　三、 查询方式的多机通信实例

　　　四、 中断方式的多机通信实例

　7.3 相互通道中的器件与接口电路

　　7.3.1 8251及其串行通信接口电路

　　7.3.2 RUPI-44 HDLC/SDLC通信控制接口

　7.4 相互通道接口标准及其应用选择

　　7.4.1 相互通道接口选择原则

　　7.4.2 RS-232C、RS-422A、RS-423A和RS-449标准接口

　　7.4.3 20mA电流环路串行接口

　　7.4.4 接口信号调整

　　7.4.5 光纤通信接口

第八章 应用程序设计基础

　8.1 应用程序设计的硬件环境

　　8.1.1 MCS-51的应用特征

　　8.1.2 MCS-51应用系统的硬件环境

　　8.1.3 应用程序的开发环境

　8.2 MCS-51指令系统特点及速查表

　　8.2.1 指令系统格式及标识

　　8.2.2 指令系统分类

　　8.2.3 MCS-51指令速查表

　8.3 应用程序设计

　　8.3.1 智能仪表的应用程序设计

　　8.3.2 MCS-51系统中的典型程序设计

　　　一、 查表程序设计

　　　二、 散转程序设计

　　　三、 输入/输出控制程序设计

　　8.3.3 子程序调用时的参数传递方法

　　8.3.4 应用程序中的浮点运算

　　　一、 定点数与浮点数的表示方法

　　　二、 多字节浮点数的规格化与对阶

　　　三、 多字节浮点数的四则运算

第九章 计算机应用系统中的抗干扰设计

　9.1 微机系统中的主要干扰渠道及抗干扰措施

　　9.1.1 供电系统干扰及抗干扰措施

　　9.1.2 过程通道干扰及抗干扰措施

　　9.1.3 空间干扰及抗干扰措施

　9.2 印刷电路板及电路的抗干扰设计

　　9.2.1 地线设计

　　9.2.2 电源线布置

　　9.2.3 去耦电容配置

　　9.2.4 印刷电路板的尺寸与器件布置

　　9.2.5 其它

　9.3 微机系统的布线设计

　9.4 软件的抗干扰设计

　　9.4.1 干扰对测控系统造成的后果

　　9.4.2 软件抗干扰的前提条件

　　9.4.3 数据采集误差的软件对策

　　9.4.4 控制状态失常的软件对策

　　9.4.5 程序运行失常的软件对策

主要参考资料

芯片索引

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章　绪论

依靠自己的技术力量来构成一个计算机应用系统，是广大非计算机硬件专业的工程技术人员梦寐以求的愿望。只有在计算机芯片技术取得令人惊叹发展的今天，这个梦想才得以实现。各种8位单片计算机的推出，以及各种档次开发手段的涌现，使得国民经济各个领域，从民用电器、机电仪一体化产品到航空航天技术，从人工智能、工业机器人到人体工程等的一个极其广阔的领域中，掀起了一股竞相开发计算机应用系统的热潮。

目前8位、1 6位、32位单片机以及具有各种优异性能、特殊类型的单片机，如信号处理单片机、网络通信控制单片机、无限外延矩阵结构用单片机等，正等待广大科技工作者去开发。

利用国外芯片技术，加上我国广大科技人员的聪明才智，一定能在较短的时间里，在计算机工业测、控系统的开发、应用方面，迅速赶上国外先进水平。

　　1.1 计算机应用系统的构成

　 随着计算机硬件技术的发展，计算机芯片技术水平的不断提高，人们构成计算机应用系统的随意性不断加大。目前可以按照各种测量、控制功能要求，构成各种类型的计算机应用系统。

　 按照硬件系统的组合形式，计算机应用系统的构成，大致有以下几种类型：

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书籍介绍

内 容 简 介

本书较系统、全面地介绍了MCS－51系列单片机应用系统的构成和设计方法。详细地阐述了应用系统的前

向通道（传感器通道接口）、后向通道（伺服驱动、控制通道接口）、人机对话通道和相互通道（单片机应用系

统之间的通信接口）的结构设计、电路配置及接口技术；单片机应用系统软件的模块化设计方法以及典型应用

程序实例；为保证应用系统的可靠性，还专列一章介绍微机系统的干扰和抗干扰设计。

本书编写过程中大量地参考了近年来单片机开发应用的最新成果，力求实用性强、系统性好、论述面宽、

材料新颖，以满足当前国内从事单片机开发、应用工程技术人员的急需。为了节省篇幅，书中只简略地介绍单

片机的结构与基本原理。

因此，本书的对象是专门从事单片机应用、开发的技术人员。也可作为各类单片机中、高级培训班教材，

或大专院校计算机应用系统设计类课程参考书。