單片機原理及接口技術(shù)——基于C51+Proteus仿真

第1章 概述

1．1 單片機的概念

1．2 單片機的發(fā)展歷程及趨勢

1．2．1 單片機的發(fā)展歷程

1．2．2 單片機的發(fā)展趨勢

1．3 單片機的特點及分類

1．3．1 單片機的特點

1．3．2 單片機的分類

1．4 單片機的應(yīng)用

1．5 典型的單片機產(chǎn)品

1．5．1 MCS-51系列單片機

1．5．2 8051內(nèi)核的單片機

1．5．3 PIC內(nèi)核的單片機

習(xí)題1

第2章 51單片機的硬件結(jié)構(gòu)

2．1 MCS-51系列單片機簡介

2．2 80C51的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)

2．3 80C51的引腳功能

2．4 80C51單片機存儲器結(jié)構(gòu)

2．5 單片機的時鐘和復(fù)位電路

2．5．1 時鐘電路

2．5．2 指令時序

2．5．3 復(fù)位電路

2．6 單片機的低功耗節(jié)電方式

2．6．1 空閑模式設(shè)計

2．6．2 掉電模式設(shè)計

習(xí)題2

第3章 C51語言編程基礎(chǔ)

3．1 C51編程語言簡介

3．2 C51語言的數(shù)據(jù)類型

3．3 數(shù)據(jù)存儲類型

3．4 C51的運算量

3．4．1 常量

3．4．2 變量

3．5 數(shù)據(jù)存儲模式

3．6 C51語言絕對地址的訪問

3．7 C51語言的函數(shù)

3．7．1 函數(shù)的分類

3．7．2 函數(shù)的調(diào)用與聲明

3．7．3 函數(shù)的嵌套與遞歸

3．7．4 宏定義、文件包含及庫函數(shù)

3．8 C51語言的運算符

3．9 C51語言語句及程序結(jié)構(gòu)

3．9．1 表達式語句

3．9．2 復(fù)合語句

3．9．3 C51語言程序基本結(jié)構(gòu)

3．10 C51語言構(gòu)造數(shù)據(jù)類型

3．10．1 C51語言的數(shù)組

3．10．2 C51語言的指針

3．10．3 C51語言結(jié)構(gòu)

3．10．4 聯(lián)合

3．10．5 枚舉

習(xí)題3

第4章 80C51單片機I/O端口及應(yīng)用

4．1 P0口

4．2 P1口

4．3 P2口

4．4 P3口

4．5 I/O口簡單輸入/輸出設(shè)計

4．6 單片機I/O口控制電磁繼電器

4．7 單片機I/O口控制光耦

4．8 單片機I/O口控制雙向可控硅

4．8．1 晶閘管工作原理

4．8．2 單片機I/O口控制雙向可控硅接口設(shè)計

4．9 單片機I/O口控制固態(tài)繼電器

習(xí)題4

第5章 80C51單片機的中斷系統(tǒng)

5．1 中斷的概念

5．2 80C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

5．2．1 中斷源及中斷標志位

5．2．2 中斷控制寄存器

5．3 中斷響應(yīng)過程

5．4 中斷服務(wù)函數(shù)及應(yīng)用

5．4．1 中斷服務(wù)函數(shù)

5．4．2 外部中斷服務(wù)函數(shù)應(yīng)用設(shè)計

習(xí)題5

第6章 80C51單片機定時器/計數(shù)器

6．1 定時器/計數(shù)器T0和T1的結(jié)構(gòu)及工作原理

6．1．1 定時器/計數(shù)器T0和T1的結(jié)構(gòu)

6．1．2 80C51單片機定時器/計數(shù)器的工作原理

6．2 定時器/計數(shù)器T0和T1的控制寄存器

6．3 定時器/計數(shù)器T0和T1的工作方式

6．4 定時器/計數(shù)器T0和T1的應(yīng)用

習(xí)題6

第7章 單片機系統(tǒng)的并行擴展

7．1 MCS-51單片機的最小系統(tǒng)

7．2 MCS-51單片機系統(tǒng)并行擴展技術(shù)

7．2．1 并行擴展總線原理

7．2．2 I/O接口擴展概述

7．2．3 并行擴展地址譯碼技術(shù)

7．3 存儲器擴展技術(shù)

7．3．1 存儲器概述

7．3．2 程序存儲器的擴展

7．3．3 數(shù)據(jù)存儲器的擴展

7．4 I/O接口擴展概述

7．5 簡單74系列并行I/O接口的擴展

7．6 通用可編程I/O接口芯片82C55的擴展

7．6．1 并行I/O接口芯片82C55

7．6．2 并行I/O接口82C55的三種工作方式

7．6．3 80C51單片機與82C55的接口設(shè)計

習(xí)題7

第8章 人機交互接口設(shè)計

8．1 鍵盤接口

8．1．1 鍵盤的工作原理

8．1．2 鍵盤的接口電路

8．1．3 鍵盤的工作方式

8．2 LED數(shù)碼管顯示器接口

8．2．1 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)

8．2．2 LED數(shù)碼管的工作原理

8．3 鍵盤與LED數(shù)碼管顯示器接口綜合設(shè)計實例

8．3．1 利用并行I/O芯片82C55實現(xiàn)的鍵盤/顯示器接口

8．3．2 利用單片機串行口實現(xiàn)的鍵盤/顯示器接口

8．3．3 基于專用芯片HD7279A實現(xiàn)的鍵盤/顯示器接口

8．4 LCD 1602液晶顯示器接口

8．4．1 LCD1602液晶顯示模塊介紹

8．4．2 單片機控制LCD1602顯示舉例

習(xí)題8

第9章 80C51單片機與DAC、ADC接口芯片的設(shè)計

9．1 單片機與DAC0832的接口

9．1．1 D/A轉(zhuǎn)換器概述

9．1．2 80C51與8位DAC0832的接口設(shè)計

9．1．3 單片機與DAC0832接口的應(yīng)用設(shè)計

9．2 80C51單片機與ADC0809的接口

9．2．1 A/D轉(zhuǎn)換器概述

9．2．2 80C51與ADC0809的接口

9．2．3 單片機控制ADC0809的輸入采集設(shè)計

9．3 80C51單片機與串行ADC0832的接口

習(xí)題9

第10章 80C51單片機串口設(shè)計

10．1 串口通信基礎(chǔ)

10．2 單片機串口的結(jié)構(gòu)

10．2．1 80C51串口結(jié)構(gòu)

10．2．2 串口相關(guān)的特殊功能寄存器

10．3 串口工作方式

10．4 串口波特率設(shè)計

10．5 多機通信

10．6 串口應(yīng)用設(shè)計

10．6．1 串口方式0的應(yīng)用設(shè)計

10．6．2 串口方式1的應(yīng)用設(shè)計

10．6．3 串口方式2和3的多機通信應(yīng)用設(shè)計

10．6．4 單片機與PC異步串行通信設(shè)計

10．6．5 單片機與異步串口RS-232C的接口電路設(shè)計

10．6．6 單片機與異步串口RS-422A接口電路設(shè)計

10．6．7 單片機與異步串口RS-485接口電路設(shè)計

習(xí)題10

第11章 80C51單片機串行擴展技術(shù)

11．1 芯片級串行總線接口擴展

11．2 單總線串行擴展

11．2．1 單總線溫度數(shù)據(jù)采集芯片DS18B20

11．2．2 單總線溫度數(shù)據(jù)采集元件的接口電路

11．3 I2C總線串行擴展

11．3．1 I2C總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

11．3．2 I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則

11．3．3 80C51單片機模擬I2C串行總線傳送數(shù)據(jù)

11．3．4 具有I2C串行總線的EEPROM AT24C02的設(shè)計

11．4 SPI總線串行擴展

11．4．1 SPI串行外設(shè)接口總線

11．4．2 SPI接口Flash AT25F1024設(shè)計

習(xí)題11

第12章 單片機應(yīng)用實例

12．1 直流電動機的控制設(shè)計

12．2 單片機控制步進電機

12．3 單片機電子音樂設(shè)計

12．4 單片機頻率計設(shè)計

12．5 SPI射頻收發(fā)芯片nRF24L接口設(shè)計

習(xí)題12

第13章 Keil C51和Proteus虛擬仿真平臺的使用

13．1 集成開發(fā)環(huán)境Keil C51簡介

13．1．1 Keil 霽ision5運行環(huán)境介紹

13．1．2 Keil C51的安裝

13．1．3 Keil C51的使用

13．2 Proteus虛擬仿真平臺的使用

13．2．1 Proteus的功能與應(yīng)用軟件

13．2．2 Proteus ISIS編輯環(huán)境

13．2．3 Proteus的虛擬仿真調(diào)試工具

13．2．4 仿真工具欄

13．2．5 Proteus虛擬設(shè)計與仿真

13．2．6 Proteus與Keil的聯(lián)調(diào)

習(xí)題13

參考文獻2100433B

《單片機原理及接口技術(shù)：基于C51 Proteus仿真》以單片機實踐和創(chuàng)新應(yīng)用為目標?；贑51編程語言。以Proteus為虛擬仿真平臺，結(jié)合趣味實際案例，系統(tǒng)介紹了MCS-51單片機片內(nèi)功能部件及其應(yīng)用、系統(tǒng)擴展和接口技術(shù)，其中包括以總線形式擴展存儲器、各種并行接口、DAC和ADC等，并介紹了串口通信、各種異步串行擴展及通信協(xié)議設(shè)計案例。單總線、I^2C總線、SPI總線等擴展案例，以及SPI人機接口、SPI傳感器、SPIFlash、SPI無線射頻通信芯片、電磁繼電器、光耦輸入／輸出、可控硅、固態(tài)繼電器、各種電機等工程設(shè)計案例。同時對案例進行了軟、硬件設(shè)計和仿真驗證。

《單片機原理及接口技術(shù)：基于C51 Proteus仿真》可作為各類工科、專科院校的自動化、電氣工程、通信工程、電子工程、計算機、機電一體化、機械設(shè)計制造及自動化等專業(yè)單片機技術(shù)課程的教材或參考書，也可供從事單片機工程設(shè)計工作的技術(shù)人員參考。

緒論

0.1 仿真技術(shù)簡介

0.2 計算機仿真技術(shù)的發(fā)展概況

0.3 計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用

0.4 控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計的主要內(nèi)容及其應(yīng)用

0.5 基于MATLAB的控制系統(tǒng)仿真的現(xiàn)狀

習(xí)題

第1章 仿真軟件——MATLAB

1.1 MATLAB的功能特點

1.2 MATLAB的基本操作

1.3 MATLAB的控制語句

1.3.1 循環(huán)語句

1.3.2 程序流控制語句

1.3.3 條件轉(zhuǎn)移語句

1.4 MATLAB的繪圖功能

1.4.1 二維圖形

1.4.2 三維圖形

1.5 MATLAB的數(shù)值運算

1.5.1 矩陣運算

1.5.2 向量運算

1.5.3 關(guān)系和邏輯運算

1.5.4 多項式運算

1.5.5 數(shù)據(jù)分析

1.5.6 函數(shù)極值

1.5.7 代數(shù)方程求解

1.5.8 微分方程求解

1.5.9 函數(shù)積分

1.5.1 0函數(shù)繪圖

1.6 MATIAB的符號運算

1.6.1 符號表達式的生成

1.6.2 符號表達式的基本運算

1.6.3 符號表達式的微積分

1.6.4 符號表達式的變換

1.6.5 符號表達式的求解

1.7 MATLAB的圖形界面

1.8 MATLAB編譯器

1.8.1 創(chuàng)建MEX文件

1.8.2 創(chuàng)建EXE文件

本章小結(jié)

習(xí)題

第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其轉(zhuǎn)換

2.1 線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基本描述方法

2.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型問的相互轉(zhuǎn)換

2.3 系統(tǒng)模型的連接

2.4 典型系統(tǒng)的生成

2.5 系統(tǒng)的離散化和連續(xù)化

2.6 系統(tǒng)的特性值

本章小結(jié)

習(xí)題

第3章 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真

3.1 數(shù)值積分法

3.1.1 歐拉法

3.1.2 梯形法

3.1.3 預(yù)估-校正法

3.1.4 龍格-庫塔法

3.1.5 關(guān)于仿真數(shù)值積分法的幾點討論

3.2 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真程序

3.3 面向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的仿真

3.3.1 典型環(huán)節(jié)的確定

3.3.2 連接矩陣

3.3.3 確定系統(tǒng)的狀態(tài)方程

3.3.4 面向結(jié)構(gòu)圖的數(shù)字仿真程序

3.4 連續(xù)系統(tǒng)的快速仿真

3.4.1 增廣矩陣法的基本原理

3.4.2 典型輸入函數(shù)的增廣矩陣

本章小結(jié)

習(xí)題

第4章 連續(xù)系統(tǒng)按環(huán)節(jié)離散化的數(shù)字仿真

4.1 連續(xù)系統(tǒng)的離散化

4.2 典型環(huán)節(jié)的離散系數(shù)及其差分方程

4.3 非線性系統(tǒng)的數(shù)字仿真方法

4.4 連續(xù)系統(tǒng)按環(huán)節(jié)離散化的數(shù)字仿真程序

本章小結(jié)

習(xí)題

第5章 采樣控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真

5.1 采樣控制系統(tǒng)..；

5.2 模擬調(diào)節(jié)器的數(shù)字化仿真方法

5.3 采樣控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真程序

5.3.1 數(shù)字控制器的程序?qū)崿F(xiàn)

5.3.2 連續(xù)部分的程序?qū)崿F(xiàn)

5.3.3 程序框圖及仿真程序

5.4 關(guān)于純滯后環(huán)節(jié)的數(shù)字仿真

本章小結(jié)

習(xí)題

第6章 動態(tài)仿真集成環(huán)境——Simulink

6.1 simulink簡介

6.1.1 Simulink的啟動

6.1.2 Simulink庫瀏覽窗口的功能菜單

6.1.3 仿真模塊集

6.2 模型的構(gòu)造

6.2.1 模型編輯窗口

6.2.2 對象的選定

6.2.3 模塊的操作

6.2.4 模塊間的連線

6.2.5 模型的保存

6.2.6 模塊名字的處理

6.2.7 模塊內(nèi)部參數(shù)的修改

6.2.8 模塊的標量擴展

6.3 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真

6.3.1 利用Simulink菜單命令進行仿真

6.3.2 仿真結(jié)果分析

6.3.3 利用MAn.AB的指令操作方式進行仿真

6.3.4 模塊參數(shù)的動態(tài)交換

6.3.5 Simulink調(diào)試器

6.4 離散系統(tǒng)的數(shù)字仿真.；

6.5 仿真系統(tǒng)的線性化模型

6.6 創(chuàng)建子系統(tǒng)

6.7 封裝編輯器

6.7.1 參數(shù)（Parameters）頁面

6.7.2 圖標（Icon）頁面

6.7.3 初始化（Initialization）頁面

6.7.4 描述（Docurnentation）頁面

6.7.5 功能按鈕

6.8 條件子系統(tǒng)

本章小結(jié)

習(xí)題

第7章 控制系統(tǒng)的計算機輔助分析

7.1 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

7.2 控制系統(tǒng)的時域分析

7.3 根軌跡法

7.4 控制系統(tǒng)的頻域分析

7.5 系統(tǒng)的能控性和能觀測性分析

7.5.1 系統(tǒng)的能控性和能觀測性

7.5.2 將系統(tǒng)按能控和不能控進行分解

7.5.3 將系統(tǒng)按能觀測性和不能觀測性進行分解

7.6 系統(tǒng)模型的降階

7.6.1 平衡實現(xiàn)

7.6.2 模型降階

本章小結(jié)

習(xí)題

第8章 控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計

8.1 頻率法的串聯(lián)校正

8.1.1 基于頻率響應(yīng)法的串聯(lián)超前校正

8.1.2 基于頻率響應(yīng)法的串聯(lián)滯后校正

8.1.3 基于頻率響應(yīng)法的串聯(lián)滯后一超前校正

8.2 狀態(tài)反饋和狀態(tài)觀測器的設(shè)計

8.2.1 狀態(tài)反饋

8.2.2 狀態(tài)觀測器

8.2.3 帶狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)

8.2.4 離散系統(tǒng)的極點配置和狀態(tài)觀測器

8.2.5 系統(tǒng)解耦

8.2.6 系統(tǒng)估計器

8.2.7 系統(tǒng)控制器

8.3 最優(yōu)控制系統(tǒng)設(shè)計

8.3.1 狀態(tài)反饋的線性二次型最優(yōu)控制

8.3.2 輸出反饋的線性二次型最優(yōu)控制

本章小結(jié)

習(xí)題

第9章 基于MATLAB工具箱的控制系統(tǒng)分析與設(shè)計

9.1 控制系統(tǒng)工具箱簡介

9.2 線性時不變系統(tǒng)的對象模型

9.2.1 LTI對象

9.2.2 模型建立及模型轉(zhuǎn)換函數(shù)

9.2.3 LTI對象屬性的存取和設(shè)置

9.3 線性時不變系統(tǒng)瀏覽器——LTIViewer

9.4 單輸入單輸出系統(tǒng)設(shè)計工具——SISODesignTool

9.4.1 MNTLAB7.5的SISODesignTool

9.4.2 MATLAB6.5的SISODesignTool

9.5 非線性控制系統(tǒng)設(shè)計

9.5.1 SignalConstraint模塊及其應(yīng)用

9.5.2 NCDBlockset模塊及其應(yīng)用

9.5.3 求解其他非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計問題

本章小結(jié)

習(xí)題

第10章 Simulink的擴展工具——S－函數(shù)

10.1 S－函數(shù)簡介

10.2 S－函數(shù)的建立

10.2.1 用M文件創(chuàng)建S－函數(shù)

10.2.2 用C語言創(chuàng)建S－函數(shù)

10.3 S－函數(shù)編譯器

10.4 S－函數(shù)包裝程序

本章小結(jié)

習(xí)題

附錄AMATLAB函數(shù)一覽表

附錄BMATLAB函數(shù)分類索引

參考文獻2100433B

《計算機仿真技術(shù)與CAD:基于MATLAB的控制系統(tǒng)（第2版）》為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。全書全面論述控制系統(tǒng)計算機仿真的基本概念和原理，系統(tǒng)介紹了當(dāng)前國際控制界最為流行的面向工程與科學(xué)計算的高級語言MATLAB及其動態(tài)仿真集成環(huán)境Sirraalink，并以最新版MATLAB為平臺，詳細闡述控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其轉(zhuǎn)換、連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的仿真方法、控制系統(tǒng)的計算機輔助分析與設(shè)計；最后特別介紹基于圖形界面的MA"n．,AB工具箱的線性和非線性控制系統(tǒng)設(shè)計方法?！队嬎銠C仿真技術(shù)與CAD:基于MATLAB的控制系統(tǒng)（第2版）》取材先進實用，講解深入淺出，各章均有大量的例題，并提供了相應(yīng)的仿真程序，便于讀者掌握和鞏固所學(xué)知識。