51單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實例

叢書序
前 言
第1章 51單片機概述
1.1 51單片機系列特點 1
1.2 51單片機的應(yīng)用領(lǐng)域 2
1.3 硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng) 3
1.3.1 51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 3
1.3.2 51單片機的引腳說明 6
1.3.3 51單片機的工作方式 7
1.3.4 51單片機的指令系統(tǒng) 8
1.4 51單片機的應(yīng)用系統(tǒng) 11
1.4.1 應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 11
1.4.2 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程 12
第2章 開發(fā)過程中的常用單元
2.1 單片機的鍵盤輸入單元 15
2.1.1 行列式鍵盤 15
2.1.2 鍵識別方法 15
2.1.3 鍵識別法舉例 16
2.1.4 程序代碼 19
2.2 單片機數(shù)碼顯示單元 20
2.2.1 如何驅(qū)動8段數(shù)碼管 21
2.2.2 8段數(shù)碼管動態(tài)顯示舉例 21
2.2.3 程序代碼 24
2.3 單片機液晶顯示單元 25
2.3.1 液晶模塊 25
2.3.2 液晶模塊的電源設(shè)計 26
2.3.3 如何顯示液晶模塊 28
2.3.4 液晶顯示模塊舉例 30
2.3.5 程序代碼 31
2.4 單片機串行通信單元 38
2.4.1 單片機串行通信的原理 39
2.4.2 單片機串行通信舉例 41
2.4.3 程序代碼 43
2.5 數(shù)學(xué)運算 45
2.5.1 限幅濾波算法 45
2.5.2 中值濾波算法 46
2.5.3 算術(shù)平均濾波算法 46
2.5.4 加權(quán)平均濾波算法 47
2.5.5 滑動平均濾波算法 47
第3章 Keil 8051 C編譯器
3.1 Keil 編譯器簡介 49
3.2 如何使用Keil開發(fā) 50
3.2.1 建立工程 50
3.2.2 工程的設(shè)置 53
3.2.3 編譯與連接 55
3.3 dScope for Windows的使用 56
3.3.1 如何啟動 56
3.3.2 如何調(diào)試 57
3.3.3 調(diào)試窗口 58
第4章 紅外數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)開發(fā)
4.1 紅外數(shù)據(jù)通信 61
4.2 設(shè)計思路 62
4.2.1 如何實現(xiàn)紅外通信 62
4.2.2 紅外通信相關(guān)器件 63
4.2.3 設(shè)計注意事項 65
4.3 硬件設(shè)計 66
4.3.1 芯片的選取 66
4.3.2 看門狗電路 68
4.3.3 單片機部分電路 69
4.3.4 串口電平轉(zhuǎn)換電路 69
4.3.5 紅外通信電路 70
4.4 軟件設(shè)計 71
4.4.1 軟件工作流程 71
4.4.2 程序分析及代碼 72
4.5 分析與總結(jié) 75
第5章 可編程光纖延遲線系統(tǒng)開發(fā)
5.1 系統(tǒng)介紹 77
5.1.1 光纖延遲線 77
5.1.2 可編程光纖延遲線系統(tǒng) 77
5.2 設(shè)計思路 78
5.2.1 總體結(jié)構(gòu) 78
5.2.2 設(shè)計重點 79
5.3 硬件設(shè)計 79
5.3.1 供電模塊 80
5.3.2 單片機模塊 81
5.3.3 光纖延遲線光開關(guān)矩陣 85
5.3.4 可編程邏輯器件模塊 88
5.4 軟件設(shè)計 93
5.4.1 軟件流程 93
5.4.2 串行通信的設(shè)計 93
5.4.3 子程序分析 95
5.5 分析與總結(jié) 100
第6章 汽車行駛狀態(tài)記錄儀開發(fā)
6.1 系統(tǒng)介紹 103
6.1.1 功能和技術(shù)指標(biāo) 103
6.1.2 面板介紹和使用方法 104
6.2 設(shè)計思路 105
6.2.1 如何獲取行駛狀態(tài)信息 105
6.2.2 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 105
6.3 硬件設(shè)計 106
6.3.1 記錄儀的供電 106
6.3.2 信號采集模塊 107
6.3.3 單片機模塊 108
6.3.4 可編程邏輯器件 111
6.3.5 日歷時鐘芯片 114
6.3.6 液晶顯示模塊LCD 117
6.3.7 信息的存儲 119
6.4 軟件設(shè)計 121
6.4.1 軟件流程 121
6.4.2 中斷子程序 122
6.4.3 獲取狀態(tài)信息 124
6.4.4 時間信息的設(shè)置和獲取 124
6.4.5 鍵盤輸入 125
6.4.6 液晶顯示 127
6.4.7 IC卡操作 130
6.5 分析與總結(jié) 134
第7章 SDH光端機支路單元盤開發(fā)
7.1 SDH光端機介紹 135
7.1.1 什么是SDH光端機 135
7.1.2 功能介紹 136
7.2 系統(tǒng)設(shè)計思路 137
7.2.1 專用芯片的選取 137
7.2.2 可編程芯片的使用 138
7.2.3 51單片機的使用 139
7.3 硬件設(shè)計 139
7.3.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 140
7.3.2 供電模塊 140
7.3.3 單片機電路 142
7.3.4 專用芯片電路 145
7.3.5 可編程邏輯器件 151
7.3.6 單片機與雙口RAM的通信 155
7.4 軟件設(shè)計 156
7.4.1 軟件流程 157
7.4.2 中斷處理 158
7.4.3 與雙口RAM的通信 159
7.4.4 配置模塊 162
7.4.5 告警上報模塊 164
7.4.6 性能收集模塊 167
7.5 分析與總結(jié) 172
第8章 繼電保護測試儀開發(fā)
8.1 繼電保護測試儀介紹 175
8.1.1 微機型繼電保護設(shè)備 175
8.1.2 繼電保護測試儀 175
8.2 設(shè)計思路 176
8.2.1 系統(tǒng)需求分析 176
8.2.2 芯片的選取 177
8.3 硬件設(shè)計 178
8.3.1 總體結(jié)構(gòu) 178
8.3.2 P89C51單片機電路 178
8.3.3 存儲擴展電路 180
8.3.4 串行口擴展電路 183
8.3.5 實時時鐘電路 189
8.3.6 可編程邏輯器件 191
8.4 軟件設(shè)計 193
8.4.1 軟件流程 193
8.4.2 鍵盤處理模塊 194
8.4.3 顯示處理模塊 196
8.4.4 實時時鐘管理模塊 199
8.4.5 串口通信模塊 202
8.5 分析與總結(jié) 205
第9章 基于Keil RTX51 Tiny的遠(yuǎn)程監(jiān)控采集系統(tǒng)從設(shè)備開發(fā)
9.1 Keil RTX51 Tiny 207
9.1.1 RTX51 簡介 207
9.1.2 RTX51的任務(wù)、事件和中斷 208
9.1.3 應(yīng)用RTX51 Tiny 209
9.2 設(shè)計思路 212
9.2.1 如何實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與采集 212
9.2.2 Modbus協(xié)議簡介 212
9.2.3 傳輸方式 214
9.2.4 協(xié)議內(nèi)容 215
9.3 硬件設(shè)計 218
9.3.1 總體硬件框圖 218
9.3.2 單片機電路設(shè)計 218
9.3.3 從設(shè)備地址配置電路設(shè)計 219
9.3.4 485接口設(shè)計 219
9.3.5 狀態(tài)量采集電路 221
9.3.6 模擬量采集電路 221
9.4 軟件設(shè)計 223
9.4.1 軟件流程 223
9.4.2 初始化任務(wù) 224
9.4.3 定時采集任務(wù) 225
9.4.4 測試幀任務(wù) 226
9.4.5 輪詢處理任務(wù) 227
9.4.6 狀態(tài)量采集子程序 228
9.4.7 模擬量采集子程序 228
9.4.8 485發(fā)送、接收子程序 229
9.4.9 CRC校驗 230
9.4.10 串口發(fā)送接收模塊 231
9.5 分析與總結(jié) 234
第10章 簡單Shell命令調(diào)試系統(tǒng)開發(fā)
10.1 系統(tǒng)功能介紹 235
10.1.1 為什么要使用調(diào)試系統(tǒng) 235
10.1.2 功能介紹 236
10.2 硬件環(huán)境 236
10.3 軟件設(shè)計 236
10.3.1 工作流程 237
10.3.2 基本模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 238
10.3.3 串口人機界面模塊設(shè)計 238
10.3.4 命令解釋程序模塊設(shè)計 241
10.3.5 調(diào)試命令執(zhí)行函數(shù)設(shè)計 243
10.4 簡單Shell的調(diào)試應(yīng)用實例 246
10.4.1 命令輸入示例 246
10.4.2 調(diào)試命令debug示例 247
10.4.3 控制命令示例 250
10.5 分析與總結(jié) 251
第11章 單片機系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計
11.1 電磁兼容概述及電磁干擾模型 253
11.2 單片機系統(tǒng)的電磁兼容問題 255
11.3 噪聲來源與傳輸 256
11.3.1 信號線間交叉干擾 257
11.3.2 來自電源的噪聲 258
11.4 元件的選擇和電路設(shè)計 259
11.4.1 元件組 259
11.4.2 集成電路 263
11.5 印制電路板的EMC設(shè)計 267
11.5.1 高速單片機電路 267
11.5.2 布局與布線 268
11.5.3 電源線和地線的處理 270
11.5.4 多層板設(shè)計 271
11.6 常用抗干擾器件 273
11.6.1 去耦電容 273
11.6.2 磁性元件 273
11.6.3 瞬變干擾吸收器件 274
11.7 單片機自身的抗干擾措施 274
11.7.1 降低外時鐘的頻率 275
11.7.2 時鐘監(jiān)控電路 275
11.7.3 打開"看門狗"電路 275
11.7.4 電源電壓監(jiān)控 276
11.7.5 非法指令中斷和剩余程序區(qū)處理 276
11.8 印制電路板EMC設(shè)計經(jīng)驗總結(jié) 276
11.8.1 控制噪聲源 276
11.8.2 減小噪聲的耦合 277
11.8.3 減小噪聲接收 277
11.9 本章小結(jié) 278
附錄A 51單片機開發(fā)中匯編語言與C語言的混合使用
A.1 段和局部變量 279
A.2 設(shè)置變量地址 280
A.3 匯編語言和C語言的結(jié)合 282
A.4 內(nèi)聯(lián)匯編語言代碼 285
A.5 提高編譯器的匯編能力 288
A.6 仿真多級中斷 291
A.7 時序問題 293
A.8 混合編程需要注意的幾點 297
附錄B RTX51實時多任務(wù)操作系統(tǒng)用戶指南
B.1 RTX51的概述 299
B.1.1 RTX51入門知識 299
B.1.2 單任務(wù)程序 300
B.1.3 時間片輪轉(zhuǎn)程序 300
B.1.4 用RTX51進行循環(huán)調(diào)度 300
B.1.5 RTX51事件 301
B.1.6 編譯和連接 303
B.2 要求和定義 306
B.2.1 開發(fā)工具 306
B.2.2 目標(biāo)系統(tǒng)需求 306
B.2.3 中斷處理 306
B.2.4 可重入功能 307
B.2.5 C51庫函數(shù)和寄存器段 307
B.2.6 多數(shù)據(jù)指針和數(shù)學(xué)單元的用法 307
B.2.7 任務(wù)定義 307
B.2.8 任務(wù)管理 308
B.2.9 任務(wù)切換 308
B.2.10 事件 309
B.3 建立RTX51 Tiny應(yīng)用程序 309
B.3.1 RTX51 Tiny配置 309
B.3.2 RTX51 Tiny程序的編譯和連接 311
B.3.3 優(yōu)化RTX51 Tiny程序 311
B.4 RTX51 Tiny系統(tǒng)函數(shù) 311
B.5 系統(tǒng)調(diào)試 317
B.5.1 堆棧管理 317
B.5.2 用dScope-51進行調(diào)試 318
B.6 應(yīng)用程序例子 319
B.6.1 RTX_EX1：第一個RTX51程序 319
B.6.2 RTX_EX2：一個簡單的RTX51應(yīng)用程序 321
B.6.3 TRAFFIC：交通燈控制器 323