51系列單片機(jī)高級(jí)實(shí)例開發(fā)指南

第1篇 基于51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)要點(diǎn)
引言
第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)3
1.1 單片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域3
1.2 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理5
1.2.1 中央處理器5
1.2.2 存儲(chǔ)器組織7
1.2.3 片內(nèi)并行接口11
1.2.4 其它內(nèi)部資源13
1.2.5 單片機(jī)程序的復(fù)位和執(zhí)行13
1.2.6 低功耗操作方式15
1.3 單片機(jī)指令與軟件基礎(chǔ)16
1.3.1 單片機(jī)的指令系統(tǒng)16
1.3.2 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)25
第2章 基于MCS51內(nèi)核的單片機(jī)28
2.1 Intel公司的MCS51系列單片機(jī)28
2.2 ATMEL公司的51系列單片機(jī)29
2.2.1 AT89C51單片機(jī)29
2.2.2 AT89C2051單片機(jī)30
2.2.3 AT89S51單片機(jī)31
2.2.4 AT89S4D12單片機(jī)36
2.2.5 AT8XC5132系列單片機(jī)36
2.2.6 T89C51CC02單片機(jī)37
2.2.7 AT8XC51SND1C系列單片機(jī)38
2.3 PHILIPS公司的51系列單片機(jī)40
2.4 華邦公司的51系列單片機(jī)42
2.5 CYPRESS公司的51系列單片機(jī)42
2.6 其它公司的51系列單片機(jī)43
2.6.1 MOTOROLA公司的單片機(jī)43
2.6.2 MicroChip公司的單片機(jī)43
2.6.3 Micon公司的單片機(jī)43
2.6.4 Scenix公司的單片機(jī)43
2.6.5 EPSON公司的單片機(jī)44
2.6.6 東芝公司的單片機(jī)44
2.6.7 LG公司的單片機(jī)44
2.6.8 Zilog公司的單片機(jī)44
2.6.9 NS公司的單片機(jī)44
第3章 用Protel設(shè)計(jì)原理圖與PCB圖46
3.1 Protel 99新特性概述46
3.1.1 Protel 99設(shè)計(jì)環(huán)境46
3.1.2 設(shè)計(jì)管理器47
3.2 原理圖設(shè)計(jì)48
3.2.1 電路原理圖的設(shè)計(jì)48
3.2.2 原理圖設(shè)計(jì)技巧53
3.3 PCB圖的設(shè)計(jì)55
第4章 用Keil C開發(fā)單片機(jī)程序62
4.1 Keil C和ANSI C的比較62
4.1.1 數(shù)據(jù)類型63
4.1.2 存儲(chǔ)類型63
4.1.3 存儲(chǔ)模式64
4.1.4 指針64
4.1.5 中斷函數(shù)65
4.1.6 再入函數(shù)65
4.2 μVision2使用入門66
第5章 51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及開發(fā)要點(diǎn)71
5.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的生命周期71
5.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程及任務(wù)劃分72
5.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)73
5.3.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備73
5.3.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)73
5.3.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)74
5.4 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)75
5.4.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的仿真75
5.4.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的制版75
5.4.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試75
5.4.4 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的編程. 下載與運(yùn)行76
本篇總結(jié)76
第2篇 基于CAN總線機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)
引言
第6章 機(jī)器人控制系統(tǒng)及CAN總線基礎(chǔ)79
6.1 典型機(jī)器人及其控制系統(tǒng)的構(gòu)成79
6.1.1 典型機(jī)器人的構(gòu)成79
6.1.2 機(jī)器人控制系統(tǒng)80
6.1.3 基于現(xiàn)場總線的機(jī)器人控制系統(tǒng)81
6.2 CAN總線原理與應(yīng)用基礎(chǔ)82
6.2.1 CAN總線基礎(chǔ)82
6.2.2 CAN總線的特點(diǎn)83
6.2.3 CAN總線技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用85
6.3 CAN總線的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)86
6.3.1 CAN控制器應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)概述86
6.3.2 CAN總線節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)86
小結(jié)87
第7章 機(jī)器人控制系統(tǒng)的分析與總體設(shè)計(jì)88
7.1 機(jī)器人系統(tǒng)概述88
7.2 機(jī)器人控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)90
7.2.1 控制系統(tǒng)的總體要求90
7.2.2 控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)90
7.3 控制系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)及CAN卡選型91
7.3.1 上位機(jī)的總體要求91
7.3.2 上位機(jī)硬件設(shè)計(jì)及CAN卡選型91
7.3.3 上位機(jī)軟件的功能分析92
7.4 下位機(jī)關(guān)節(jié)控制器的設(shè)計(jì)93
7.4.1 下位機(jī)控制器的功能要求93
7.4.2 下位機(jī)控制器的硬件分析與總體設(shè)計(jì)93
7.4.3 下位機(jī)控制器的軟件分析與總體設(shè)計(jì)94
小結(jié)94
第8章 機(jī)器人控制器的硬件設(shè)計(jì)與電路調(diào)試95
8.1 AT89C52單片機(jī)及外圍電路的設(shè)計(jì)95
8.1.1 AT89C52單片機(jī)95
8.1.2 用MAX813L構(gòu)成看門狗電路97
8.1.3 靜態(tài)存儲(chǔ)器6264的擴(kuò)展97
8.2 CAN通信接口模塊的設(shè)計(jì)98
8.2.1 CAN節(jié)點(diǎn)模塊概述98
8.2.2 CAN控制器SJA1000及CAN器件產(chǎn)品99
8.2.3 CAN收發(fā)器82C250101
8.3 信號(hào)調(diào)理采集模塊的設(shè)計(jì)101
8.3.1 信號(hào)調(diào)理采集模塊概述101
8.3.2 用AD586構(gòu)成基準(zhǔn)電源101
8.3.3 用Max280構(gòu)成低通濾波電路103
8.3.4 用AD678進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換103
8.4 功率驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)104
8.4.1 功率驅(qū)動(dòng)模塊概述104
8.4.2 用DAC1230芯片實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換104
8.4.3 用AD587構(gòu)成基準(zhǔn)電源106
8.4.4 推挽放大電路的設(shè)計(jì)106
8.5 控制器的電路圖繪制與電路調(diào)試106
8.5.1 繪制電路原理圖106
8.5.2 由原理圖繪制PCB圖并校核109
8.5.3 器件焊接和電路調(diào)試111
小結(jié)117
第9章 機(jī)器人控制系統(tǒng)的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)118
9.1 上位機(jī)軟件的功能設(shè)計(jì)與技術(shù)分析118
9.2 CAN卡的通信接口編程119
9.2.1 DOS環(huán)境下的接口119
9.2.2 CAN卡VC 環(huán)境的接口121
9.3 上位機(jī)應(yīng)用程序的接口技術(shù)123
9.3.1 在VC 環(huán)境下調(diào)用MATLAB C 數(shù)學(xué)函數(shù)庫123
9.3.2 在對(duì)話框中繪制OPENGL動(dòng)畫124
9.4 上位機(jī)控制軟件的設(shè)計(jì)124
小結(jié)126
第10章 機(jī)器人控制系統(tǒng)的下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)127
10.1 下位機(jī)的功能分析與流程設(shè)計(jì)127
10.1.1 下位機(jī)的功能分析與模塊劃分127
10.1.2 下位機(jī)的主程序流程圖127
10.2 下位機(jī)CAN通信軟件的設(shè)計(jì)129
10.2.1 CAN初始化模塊的設(shè)計(jì)129
10.2.2 CAN通信軟件的設(shè)計(jì)130
10.3 下位機(jī)控制軟件的設(shè)計(jì)131
10.3.1 下位機(jī)控制軟件分析與設(shè)計(jì)131
10.3.2 下位機(jī)的完整源代碼及其分析131
小結(jié)136
第3篇 基于USB總線的綜合實(shí)例設(shè)計(jì)與開發(fā)
引言
第11章 功能需求分析與方案設(shè)計(jì)139
11.1 最簡單的人機(jī)接口HID設(shè)備139
11.2 本設(shè)備實(shí)現(xiàn)的功能139
11.2.1 對(duì)設(shè)備要求的響應(yīng)139
11.2.2 與主機(jī)交換數(shù)據(jù)141
11.2.3 擴(kuò)展功能142
11.3 設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)142
11.3.1 一般USB設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)142
11.3.2 一般USB設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法143
11.3.3 本設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)144
11.4 開發(fā)所需的元器件和設(shè)備145
11.4.1 AT89C51145
11.4.2 PDIUSBD12146
11.4.3 其它148
11.5 開發(fā)工具軟件149
11.5.1 Protel 99 SE149
11.5.2 μVision/51 for Windows149
11.5.3 編程器軟件149
11.5.4 WinDriver 5.05149
小結(jié)150
第12章 電路原理設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)151
12.1 設(shè)備電路系統(tǒng)概述151
12.2 51單片機(jī)最小系統(tǒng)152
12.3 PDIUSBD12外圍電路及其與單片機(jī)的連接153
12.4 擴(kuò)展功能實(shí)現(xiàn)電路154
12.4.1 PS/2串行接口擴(kuò)展154
12.4.2 Flash存儲(chǔ)器擴(kuò)展155
12.4.3 LPT并行接口擴(kuò)展156
12.5 整體電路原理實(shí)現(xiàn)157
12.6 手工焊接的一些技巧159
小結(jié)160
第13章 固件程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)161
13.1 描述符161
13.1.1 設(shè)備描述符161
13.1.2 配置描述符162
13.1.3 接口描述符163
13.1.4 端點(diǎn)描述符163
13.1.5 類（HID）描述符164
13.1.6 報(bào)告描述符164
13.1.7 字符串描述符165
13.2 設(shè)備列舉流程165
13.2.1 輸入設(shè)備描述符的要求166
13.2.2 設(shè)定設(shè)備地址的要求166
13.2.3 再次輸入設(shè)備描述符的要求167
13.2.4 輸入配置描述符的要求167
13.2.5 設(shè)定配置的要求167
13.2.6 主機(jī)對(duì)設(shè)備的列舉167
13.3 固件程序的結(jié)構(gòu)168
13.3.1 固件結(jié)構(gòu)概述168
13.3.2 USB電氣接口驅(qū)動(dòng)（D12.C）169
13.3.3 主程序171
13.3.4 中斷處理程序171
13.3.5 USB通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)172
13.4 與主機(jī)交換數(shù)據(jù)172
13.4.1 概述172
13.4.2 實(shí)現(xiàn)方法173
小結(jié)173
第14章 驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)174
14.1 驅(qū)動(dòng)程序概述174
14.2 Windows驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)175
14.2.1 驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)常用的工具軟件175
14.2.2 用WinDriver工具軟件開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序176
14.3 USB設(shè)備接口實(shí)驗(yàn)177
14.3.1 用WinDriver調(diào)試設(shè)備177
14.3.2 在控制臺(tái)程序中控制設(shè)備178
14.3.3 使用驅(qū)動(dòng)程序提供的接口編寫用戶應(yīng)用程序控制設(shè)備178
14.4 應(yīng)用程序179
14.4.1 應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)的功能179
14.4.2 利用WinDriver實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序179
小結(jié)181
第15章 設(shè)備擴(kuò)展方法182
15.1 擴(kuò)展USB設(shè)備的結(jié)構(gòu)與功能182
15.2 USB鍵盤的實(shí)現(xiàn)184
15.2.1 一般USB鍵盤的硬件設(shè)計(jì)184
15.2.2 USB鍵盤的描述符185
15.2.3 USB鍵盤與主機(jī)交換數(shù)據(jù)的格式188
15.2.4 利用實(shí)驗(yàn)電路板開發(fā)PS/2鍵盤到USB鍵盤的轉(zhuǎn)換器189
15.3 USB鼠標(biāo)的實(shí)現(xiàn)190
15.3.1 一般USB鼠標(biāo)的硬件設(shè)計(jì)190
15.3.2 USB鼠標(biāo)的描述符191
15.3.3 USB鼠標(biāo)與主機(jī)交換數(shù)據(jù)的格式194
15.3.4 利用實(shí)驗(yàn)電路板開發(fā)PS/2鼠標(biāo)到USB鼠標(biāo)的轉(zhuǎn)換器195
15.4 USB移動(dòng)存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)196
15.4.1 USB移動(dòng)存儲(chǔ)器的硬件結(jié)構(gòu)196
15.4.2 USB移動(dòng)存儲(chǔ)器的描述符197
15.4.3 USB移動(dòng)存儲(chǔ)器的固件開發(fā)198
15.5 利用LPT并行接口實(shí)現(xiàn)其它擴(kuò)展設(shè)備199
小結(jié)200
本篇總結(jié)200
第4篇 IC卡讀/寫系統(tǒng)的開發(fā)及其應(yīng)用
引言
第16章 IC卡基礎(chǔ)知識(shí)205
16.1 IC卡的分類205
16.1.1 金融IC卡205
16.1.2 非金融IC卡206
16.1.3 接觸型IC卡206
16.1.4 非接觸型IC卡206
16.1.5 存儲(chǔ)卡IC卡206
16.1.6 邏輯加密IC卡206
16.1.7 CPU卡207
16.2 IC卡的選擇207
16.3 IC卡的制作過程207
16.4 IC卡的標(biāo)準(zhǔn)208
16.5 IC卡的開發(fā)過程209
16.5.1 IC卡讀/寫設(shè)備209
16.5.2 IC卡卡座209
16.5.3 單片機(jī)和存儲(chǔ)器210
16.5.4 接口電路和外圍設(shè)備210
第17章 AT24CXX系列存儲(chǔ)卡讀卡器211
17.1 AT24CXX系列內(nèi)存概述211
17.1.1 AT24CXX系列內(nèi)存封裝211
17.1.2 AT24CXX系列內(nèi)存分類以及特點(diǎn)212
17.1.3 AT24CXX系列內(nèi)存的內(nèi)部結(jié)構(gòu)213
17.1.4 AT24CXX的地址分配215
17.2 AT24CXX系列內(nèi)存讀/寫操作216
17.2.1 啟動(dòng)信號(hào). 停止信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)216
17.2.2 寫操作217
17.2.3 讀操作218
17.3 普通封裝AT24CXX系列內(nèi)存讀/寫系統(tǒng)219
17.3.1 鍵盤掃描例程221
17.3.2 串口通信例程226
17.3.3 I2C軟件模擬程序228
17.3.4 AT24CXX讀/寫系統(tǒng)開發(fā)流程詳解及例程235
17.4 AT24CXX系列存儲(chǔ)卡讀/寫系統(tǒng)249
17.4.1 AT24CXX存儲(chǔ)卡的寫操作251
17.4.2 AT24CXX存儲(chǔ)卡的讀操作256
第18章 SLE4442加密卡讀卡器259
18.1 SLE4442卡概況259
18.2 SLE4442的模式261
18.2.1 復(fù)位與復(fù)位響應(yīng) ATR 模式261
18.2.2 命令模式262
18.2.3 輸出數(shù)據(jù)模式262
18.2.4 處理模式263
18.3 SLE4442的操作命令263
18.3.1 讀主存儲(chǔ)器264
18.3.2 讀保護(hù)存儲(chǔ)器264
18.3.3 寫保護(hù)存儲(chǔ)器265
18.3.4 讀密碼存儲(chǔ)器265
18.3.5 寫密碼存儲(chǔ)器266
18.3.6 比較校驗(yàn)數(shù)據(jù)266
18.4 SLE4442讀/寫系統(tǒng)267
18.4.1 SLE4442卡的控制函數(shù)267
18.4.2 SLE4442的讀操作275
18.4.3 SLE4442的寫操作278
第19章 讀/寫卡系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例281
19.1 卡式電話管理系統(tǒng)281
19.1.1 電話內(nèi)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)281
19.1.2 寫入卡系統(tǒng)282
19.1.3 IC卡282
19.2 IC卡客房管理系統(tǒng)283
19.2.1 管理端283
19.2.2 門禁系統(tǒng)284
19.2.3 購物消費(fèi)系統(tǒng)284
本篇總結(jié)284
第5篇 基于單片機(jī)的MP3播放器及U盤的設(shè)計(jì)與開發(fā)
引言
第20章 便攜式MP3播放器的原理與方案分析287
20.1 便攜式MP3播放器原理及其系統(tǒng)構(gòu)成287
20.1.1 第3層音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)MP3287
20.1.2 便攜式MP3播放器的結(jié)構(gòu)289
20.1.3 便攜式MP3播放器的多種存儲(chǔ)器類型290
20.1.4 便攜式MP3播放器的通信接口290
20.1.5 便攜式MP3播放器的擴(kuò)展功能290
20.2 便攜式MP3播放器的各種方案分析291
20.2.1 基于分離芯片的MP3播放器方案291
20.2.2 基于集成MP3功能單片機(jī)的MP3播放器方案296
20.2.3 基于定制ASIC電路的MP3播放器方案296
20.2.4 采用FPGA實(shí)現(xiàn)MP3播放器的方案297
20.3 MP3播放器的軟件解決方案299
20.3.1 MPEG幀頭部信息詳解299
20.3.2 MP3文件的ID3信息302
20.3.3 基于DSP軟件解碼的MP3播放器方案302
小結(jié)304
第21章 基于AT89C51SND1的MP3播放器設(shè)計(jì)開發(fā)305
21.1 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)305
21.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境307
21.2.1 硬件設(shè)計(jì)環(huán)境307
21.2.2 軟件設(shè)計(jì)環(huán)境315
21.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)320
21.3.1 軟件模塊分析320
21.3.2 Flash存儲(chǔ)部分320
21.3.3 MP3解碼部分327
21.3.4 MP3音頻部分333
21.4 MP3播放器的主要程序代碼分析336
21.4.1 MP3解碼部分336
21.4.2 音頻控制部分339
第22章 MPEG解碼選型和MP3播放器的硬件設(shè)計(jì)342
22.1 MAS3507D和DAC3550A芯片組342
22.1.1 芯片組概述及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖342
22.1.2 MAS3507D的性能特點(diǎn)343
22.1.3 DAC3550A的性能特點(diǎn)344
22.2 基于MAS 3507D的MP3方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用344
22.2.1 MAS3507D和DAC3550A芯片組的典型應(yīng)用方案344
22.2.2 關(guān)于MAS3507D和DAC3550A芯片的版本345
22.2.3 MAS3507D和DAC3550A數(shù)據(jù)手冊(cè)的說明345
22.2.4 MAS3507DF10版本芯片應(yīng)用提示346
22.2.5 MAS3507D芯片的封裝與引腳說明347
22.2.6 DAC3550A芯片的封裝與引腳說明349
22.3 基于MAS3507D和DAC3550A的MP3播放器設(shè)計(jì)350
22.3.1 基于MAS3507D和DAC3550A的MP3解碼播放電路設(shè)計(jì)351
22.3.2 基于MAS3507D的MP3播放器方案設(shè)計(jì)與分析352
22.4 基于STA013的MP3播放器設(shè)計(jì)354
22.4.1 STA013解碼芯片介紹354
22.4.2 基于STA013的MP3解碼播放電路設(shè)計(jì)356
22.4.3 基于STA013的MP3播放器方案設(shè)計(jì)與分析357
22.5 基于VS1001K的MP3播放器設(shè)計(jì)358
22.5.1 VS1001K解碼芯片介紹358
22.5.2 基于VS1001K的MP3解碼播放電路設(shè)計(jì)360
22.5.3 基于VS1001K的MP3播放器方案設(shè)計(jì)與分析360
小結(jié)361
本篇總結(jié)362
附錄A光盤內(nèi)容及使用說明363
附錄B8051單片機(jī)指令速查364
附錄CKeil C51庫函數(shù)列表369
C.1 本征庫函數(shù)和非本征庫函數(shù)369
C.2 重要庫函數(shù)分類370
C.3 Keil C51庫函數(shù)分類370
附錄D主要的51單片機(jī)廠商及網(wǎng)址375
參考文獻(xiàn)376