船舶導(dǎo)航系統(tǒng)信息接口技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐

目錄
第1章 51單片機(jī)基本應(yīng)用 1
1.1 單片機(jī)概述 2
1.1.1 單片機(jī)的作用 2
1.1.2 單片機(jī)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 3
1.1.3 如何學(xué)習(xí)單片機(jī) 8
1.2 單片機(jī)開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備 8
1.2.1 Keil C51軟件的安裝 9
1.2.2 USB轉(zhuǎn)串口芯片CH340T驅(qū)動(dòng)程序的安裝 10
1.2.3 STC單片機(jī)程序下載工具軟件 12
1.3 用單片機(jī)I/O口點(diǎn)亮LED燈 12
1.3.1 單片機(jī)的引腳和I/O口 13
1.3.2 單片機(jī)*小應(yīng)用系統(tǒng) 13
1.3.3 LED燈的控制電路 15
1.3.4 軟件設(shè)計(jì)與下載 15
1.3.5 1個(gè)LED燈的循環(huán)亮滅控制 21
1.3.6 8個(gè)LED燈的亮滅控制 22
1.4 用單片機(jī)I/O口控制數(shù)碼管顯示 24
1.4.1 七段數(shù)碼管及其顯示控制 24
1.4.2 單片機(jī)控制數(shù)碼管亮滅的方法 25
1.4.3 數(shù)碼管控制芯片MAX7219 27
1.4.4 基于MAX7219的數(shù)碼管控制電路 31
1.4.5 數(shù)碼管顯示遞增計(jì)數(shù)值 32
1.5 用單片機(jī)I/O口讀取按鍵 34
1.5.1 按鍵布置方案 35
1.5.2 鍵盤消抖 36
1.5.3 讀取按鍵的軟件設(shè)計(jì) 36
1.5.4 單片機(jī)I/O口應(yīng)用方法總結(jié) 42
1.6 單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 43
1.6.1 單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的概念與設(shè)置 43
1.6.2 單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式 45
1.6.3 單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例 47
1.7 單片機(jī)內(nèi)部的異步串行通信接口UART 49
1.7.1 關(guān)于異步串行通信的幾個(gè)概念 49
1.7.2 異步串行通信協(xié)議 51
1.7.3 51單片機(jī)的異步串行通信接口UART 52
1.7.4 8位方式串行通信舉例 56
1.7.5 9位方式串行通信舉例 57
1.7.6 51單片機(jī)P3口第二功能 59
1.8 單片機(jī)的中斷 60
1.8.1 中斷的概念 60
1.8.2 8051單片機(jī)的中斷源與中斷標(biāo)志位 60
1.8.3 與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器 61
1.8.4 有關(guān)中斷的單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) 64
1.8.5 中斷應(yīng)用舉例 66
1.9 單片機(jī)的存儲(chǔ)器 69
1.9.1 只讀存儲(chǔ)器 70
1.9.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 70
1.9.3 特殊功能寄存器 72
1.9.4 存儲(chǔ)變量讀取速度的測(cè)試 74
本章練習(xí)題 78
第2章 51單片機(jī)擴(kuò)展應(yīng)用 79
2.1 液晶顯示器LCD1602的使用 80
2.1.1 字符型LCD1602簡(jiǎn)介 80
2.2.2 LCD1602的讀寫時(shí)序 83
2.2.3 LCD1602的指令 84
2.2.4 在LCD1602上顯示字符 86
2.2 I2C總線及其應(yīng)用舉例 89
2.2.1 I2C總線協(xié)議 89
2.2.2 I2C總線的通信時(shí)序 91
2.2.3 I2C總線器件AT24C02 92
2.2.4 AT24C02記錄開(kāi)機(jī)次數(shù) 95
2.3 D/A轉(zhuǎn)換與A/D轉(zhuǎn)換 100
2.3.1 D/A轉(zhuǎn)換原理 101
2.3.2 A/D轉(zhuǎn)換原理 104
2.3.3 DA/AD轉(zhuǎn)換器PCF8591 109
2.3.4 用PCF8591進(jìn)行電壓采樣與輸出 113
2.4 單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的應(yīng)用 119
2.4.1 定時(shí)器T2的寄存器 120
2.4.2 定時(shí)器T2的三種工作模式 121
本章練習(xí)題 125
第3章 自整角機(jī)和旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)接口技術(shù) 126
3.1 自整角機(jī)原理 127
3.1.1 控制式自整角機(jī) 128
3.1.2 力矩式自整角機(jī) 131
3.1.3 自整角機(jī)的電氣零位 133
3.2 自整角機(jī)軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù) 134
3.2.1 自整角機(jī)的信號(hào)特征 134
3.2.2 基于格雷編碼的軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換 135
3.2.3 基于AD采樣的軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換方法 137
3.2.4 基于軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換電路 139
3.3 旋轉(zhuǎn)變壓器原理及接口技術(shù) 144
3.3.1 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器 145
3.3.2 線性旋轉(zhuǎn)變壓器 146
3.3.3 用一對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量差角 147
3.3.4 旋轉(zhuǎn)變壓器軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù) 148
3.4 數(shù)字軸角轉(zhuǎn)換技術(shù) 148
3.4.1 數(shù)字-自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器的原理 149
3.4.2 數(shù)字-自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用 150
本章練習(xí)題 151
第4章 異步串行通信及其在船舶導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用 152
4.1 串行通信技術(shù)概述 153
4.1.1 串行通信的含義與特點(diǎn) 153
4.1.2 數(shù)據(jù)傳送方式 153
4.1.3 信號(hào)調(diào)制解調(diào) 154
4.1.4 異步串行通信協(xié)議 155
4.1.5 同步串行通信協(xié)議 156
4.1.6 串行通信差錯(cuò)控制 157
4.2 異步串行通信接口電氣標(biāo)準(zhǔn) 159
4.2.1 RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn) 159
4.2.2 RS-422A接口標(biāo)準(zhǔn) 167
4.2.3 RS-485接口標(biāo)準(zhǔn) 170
4.2.4 RS-232C/RS-422A/RS-485三種接口標(biāo)準(zhǔn)電氣特性比較 173
4.2.5 RS-232C/RS-422A電氣特性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 174
4.3 異步串行通信在船舶導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用 176
4.3.1 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61162與NMEA0183 176
4.3.2 NMEA0183接口協(xié)議與數(shù)據(jù)格式 177
4.3.3 基于NMEA0183的常用導(dǎo)航設(shè)備輸出典型報(bào)文 178
4.3.4 NMEA0183數(shù)據(jù)接收實(shí)踐—GPS/BD模塊報(bào)文接收顯示 182
本章練習(xí)題 183
第5章 CAN總線及其在船舶導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用 185
5.1 CAN總線概述 186
5.1.1 CAN總線的由來(lái) 186
5.1.2 CAN總線的特點(diǎn) 187
5.1.3 CAN總線組網(wǎng)方法 187
5.2 CAN總線的報(bào)文幀 190
5.2.1 幀類型 190
5.2.2 數(shù)據(jù)幀與遠(yuǎn)程幀格式 191
5.2.3 總線仲裁 194
5.2.4 位同步 195
5.2.5 位填充 196
5.3 CAN控制器SJA1000及其應(yīng)用 197
5.3.1 SJA1000概述 197
5.3.2 SJA1000基本模式下的寄存器功能 199
5.3.3 SJA1000基本模式及應(yīng)用實(shí)踐 210
5.3.4 SJA1000擴(kuò)展模式及應(yīng)用實(shí)踐 222
5.4 CAN收發(fā)器82C250 233
5.5 CAN總線在船舶導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用 235
5.5.1 NMEA2000（IEC 61162-3）協(xié)議介紹 235
5.5.2 應(yīng)用舉例 237
本章練習(xí)題 240
第6章 交換式以太網(wǎng)及其在船舶導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用 242
6.1 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)概述 243
6.1.1 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 243
6.1.2 共享式以太網(wǎng) 245
6.1.3 交換式以太網(wǎng) 246
6.1.4 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 248
6.1.5 局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)與協(xié)議 249
6.1.6 數(shù)據(jù)的封裝 255
6.2 小型局域網(wǎng)組網(wǎng)實(shí)踐 258
6.2.1 IP地址和子網(wǎng)掩碼設(shè)置 258
6.2.2 設(shè)備配置與連接 259
6.2.3 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)連通性 260
6.2.4 用ARP查詢MAC地址 261
6.2.5 用UDP收發(fā)工具收發(fā)數(shù)據(jù) 262
6.3 交換式以太網(wǎng)在船舶導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用 265
6.3.1 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61162-450數(shù)據(jù)包 265
6.3.2 自定義數(shù)據(jù)格式舉例 266
本章練習(xí)題 270
參考文獻(xiàn) 271
附圖