单片机开发板制作与应用.pdf

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书籍描述

内容简介
单片机应用技术是一门实践性很强的学科,本书从如何制作单片机开发板开始,向读者详细介绍了一个单片机开发板从构思、确定方案、绘制原理图、绘制PCB版图、调试和使用的全过程。
以书中设计的单片机开发板为平台,精心安排了多个实验范例,并提供了范例的C语言参考程序,可以帮助初学者快速掌握单片机的应用技术。
从本书中,读者可以学到制作单片机开发系统的方法、电路设计软件Altium Desianer的使用方法。

目录
第Ⅰ篇 基 础 篇 / 1
第1章 常用电子仪器及工具 2
1.1 电烙铁 2
1.1.1 电烙铁的分类 2
1.1.2 电烙铁的使用 3
1.1.3 元件的焊接 5
1.1.4 电烙铁使用注意事项 6
1.2 示波器 6
1.2.1 荧光屏 8
1.2.2 电源系统 8
1.2.3 垂直偏转因数和水平
偏转因数 8
1.2.4 输入通道和输入耦合选择 9
1.2.5 示波器探头的使用 9
1.2.6 示波器使用注意事项
及技巧 10
1.3 信号发生器 11
1.3.1 FG-506型信号源简介 11
1.3.2 FG-506型信号源操作 12
1.4 数字万用表 13
1.4.1 电压的测量 13
1.4.2 电流的测量 13
1.4.3 电阻的测量 13
1.4.4 二极管的极性和短路测量 13
1.4.5 数字万用表使用注意事项 14

第2章 常用无源电子元件 15
2.1 电阻器 15
2.1.1 电阻器的分类 15
2.1.2 电阻器的命名 16
2.1.3 电阻器的主要技术指标 17
2.1.4 标称阻值的标注方法 19
2.1.5 常见电阻器介绍 21
2.1.6 电位器 23
2.2 电容器 25
2.2.1 电容器的分类 25
2.2.2 电容器的型号命名 25
2.2.3 电容器的容量标示 26
2.2.4 电容器的主要参数 26
2.2.5 常见电容器介绍 28
2.3 电感器 33
2.3.1 概述 33
2.3.2 电感器的分类 34
2.3.3 电感器的主要参数 34
2.3.4 电感器的型号、规格
及命名 34
2.3.5 常见电感器介绍 35

第3章 单片机概述 37
3.1 什么是单片机 37
3.2 单片机的历史及发展 37
3.2.1 单片机的发展历史 37
3.2.2 单片机的发展趋势 38
3.3 单片机的特点及应用 39
3.4 MCS-51系列单片机 40
3.5 AT89C51单片机的硬件结构 42
3.6 单片机开发系统组成 43
硬件制作篇/ 45
第4章 电路设计软件的使用 46
4.1 Altium Designer简介 46
4.1.1 Altium Designer设计
环境 46
4.1.2 创建项目 47
4.2 原理图设计 48
4.2.1 原理图设计流程 48
4.2.2 原理图文件的建立与设置 49
4.2.3 原理图设置 50
4.2.4 查找组件 52
4.2.5 绘制元件库 55
4.2.6 放置元件 59
4.2.7 放置电源和地符号 61
4.2.8 绘制原理图 61
4.2.9 编译项目 63
4.3 PCB设计 64
4.3.1 PCB的基本概念 64
4.3.2 PCB的设计流程 66
4.3.3 新建PCB文档 67
4.3.4 PCB图纸基本设置 68
4.3.5 PCB封装的查找与指定 70
4.3.6 PCB封装的绘制 73
4.3.7 生成网表和更新PCB 78
4.3.8 组件布局 80
4.3.9 布线规则设置 82
4.3.10 布线 88
4.3.11 PCB与原理图的相互
更新 97
4.3.12 PCB验证和错误检查 98

第5章 单片机开发板及下载器
的制作 100
5.1 单片机开发板的制作 100
5.1.1 单片机的选择 100
5.1.2 功能分析 100
5.1.3 开发板电路设计与制作 101
5.2 单片机开发板下载器的制作 106
5.2.1 下载器芯片的选择 106
5.2.2 下载器电路设计及制作 107
应用与实践篇/ 111
第6章 单片机Keil C51程序
开发 112
6.1 单片机的编程语言与工具 112
6.1.1 汇编语言 112
6.1.2 高级语言 113
6.1.3 Keil C51开发工具 114
6.2 C51编程基础 114
6.2.1 C51与标准C语言的
主要区别 114
6.2.2 C51的数据与数据类型 115
6.2.3 C51的存储类型与8051
存储器结构 118
6.2.4 C51中的绝对地址访问 122
6.2.5 C51的运算符及表达式 123
6.2.6 C51的分支与循环程序
结构 125
6.2.7 C51程序结构 126
6.2.8 C51与汇编语言的混合
编程 129
6.3 μVision2集成开发环境使用 130
6.4 向目标板中下载程序 137

第7章 STC89C51RC/RD+系列
单片机 140
7.1 概述 140
7.1.1 STC89C51RC/RD+简介 140
7.1.2 STC89C51RC/RD+系列
单片机的内部结构及
选型 141
7.1.3 STC89C51RC/RD+系列
单片机引脚及封装 141
7.1.4 STC89C51RC/RD+系列
单片机命名规则 144
7.2 省电模式及复位 146
7.2.1 STC89C51RC/RD+系列
单片机的省电模式 146
7.2.2 复位 146
7.3 片内存储器和特殊功能寄
存器(SFR) 148
7.3.1 程序存储器 148
7.3.2 数据存储器(SRAM) 149
7.3.3 特殊功能寄存器(SFR)
及其使用 152
7.3.4 特殊功能寄存器的使用 155
7.4 并行I/O口 158
7.4.1 STC89C51RC/RD+系列
单片机I/O口介绍 158
7.4.2 I/O口各种不同的工作
模式及配置介绍 160
7.4.3 P4口的使用 161
7.5 中断系统 161
7.5.1 中断系统的中断源 161
7.5.2 中断寄存器 163
7.5.3 中断处理 168
7.5.4 外部中断 169
7.6 定时器/计数器 169
7.6.1 定时器/计数器0/1 169
7.6.2 定时器/计数器2 173
7.7 串行口通信 178
7.7.1 串行口相关寄存器 178
7.7.2 串行口工作模式 181
7.7.3 串行口通信中波特率
的设置 183
7.7.4 单片机间的通信 185
第8章 实战应用 188
8.1 单片机最小系统 188
8.2 电源电路和去耦电容 189
8.3 I/O口应用 190
8.3.1 I/O口简介 190
8.3.2 片上I/O口输出应用 190
8.3.3 片上I/O口输入应用 194
8.3.4 I/O口串行扩展 196
8.3.5 流水灯 199
8.4 定时器/计数器 201
8.4.1 定时器/计数器应用要点 201
8.4.2 定时器/计数器应用实例 203
8.5 蜂鸣器 207
8.6 外部中断 209
8.6.1 外部中断简介 209
8.6.2 外部中断的响应 209
8.6.3 外部中断应用实例 211
8.7 数码管 212
8.7.1 数码管显示原理 212
8.7.2 数码管显示电路 213
8.7.3 数码管显示模块程序 214
8.8 键盘 215
8.8.1 键盘的工作原理 215
8.8.2 键盘的应用电路 219
8.8.3 键盘应用程序 219
8.9 LCD1602液晶显示器 221
8.9.1 LCD1602概述 221
8.9.2 LCD1602的功能说明 222
8.9.3 LCD1602应用电路 225
8.9.4 LCD1602模块程序 225
8.10 实时时钟 228
8.10.1 DS1302介绍 228
8.10.2 DS1302的读写操作 230
8.10.3 DS1302应用电路 231
8.10.4 DS1302应用程序 232
8.11 DS18B20温度传感器 237
8.11.1 DS18B20概述 237
8.11.2 DS18B20的内部结构和
测量原理 238
8.11.3 DS18B20的访问 240
8.11.4 DS18B20应用电路 243
8.11.5 DS18B20测温程序 244
8.11.6 DS18B20使用注意事项 247
8.12 I2C总线 247
8.12.1 I2C总线概述 247
8.12.2 I2C总线的数据传送 248
8.12.3 I2C总线C语言模拟 250
8.13 串行E2PROM 254
8.13.1 概述 254
8.13.2 引脚描述 254
8.13.3 串行E2PROM的
读写操作 255
8.13.4 E2PROM硬件电路 258
8.13.5 CAT24C02模块C程序 258
8.14 PCF8591模数转换器应用 262
8.14.1 概述 262
8.14.2 PCF8591的功能描述 263
8.14.3 PCF8591应用电路 266
8.14.4 PCF8591应用程序 267
8.15 红外通信 271
8.15.1 红外发光二极管 271
8.15.2 VS1838B红外接收头 273
8.15.3 红外通信实例 274
8.16 RS-232串行通信 279
8.16.1 数据通信的基本概念 279
8.16.2 RS-232简介 281
8.16.3 RS-232与TTL电平
的转换 283
8.16.4 RS-232串行口通信
实例 284
8.17 128×64字符液晶显示器 287
8.17.1 128×64字符液晶模块
引脚及外形 287
8.17.2 128×64字符液晶模块
接口时序 288
8.17.3 ST7920显示存储器及
坐标关系 290
8.17.4 ST7920 指令集 291
8.17.5 128×64字符液晶模块
的应用 293
8.17.6 128×64字符液晶模块
图形数据取模 298

第9章 单片机应用系统设计 300
9.1 单片机应用系统的设计步骤 300
9.2 单片机应用系统设计方法 301
9.2.1 典型单片机应用系统 301
9.2.2 硬件设计问题 302
9.2.3 软件设计问题 303
9.3 单片机应用系统的仿真
开发与调试 304
9.3.1 仿真开发系统简介 304
9.3.2 用户样机的仿真调试 306
9.4 单片机应用系统的抗干扰与
可靠性设计 308
9.4.1 单片机片内看门狗定
时器的使用 309
9.4.2 指令冗余和软件陷阱 309
9.4.3 软件滤波 310
9.4.4 开关量软件抗干扰设计 311
9.4.5 隔离 312
9.4.6 印制电路板布线原则 313
9.4.7 掉电保护和硬件
"看门狗" 315
9.4.8 单片机应用系统的低
功耗设计 317
9.5 单片机应用系统的I/O功率
驱动 321
9.5.1 单片机与外围集成数字
驱动电路的接口 321
9.5.2 单片机与光电耦合器
的接口 322
9.6 单片机应用系统的人机界面 325
9.7 单片机应用设计实例 326
9.7.1 水温测控系统的设计 326
9.7.2 超声波测距仪的设计 329
附录A ASCII码表 334
附录B 元器件清单 335
参考文献 336

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