MCS-51系列单片机实用接口技术

章节摘录

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前言

随着电子技术的迅速发展，特别是随大规模集成电路产生而出现的微型计算机，给人类生活带来了根本性的改变。如果说微型计算机的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么可以毫不夸张他说，单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。目前，单片机以其高可靠性、高性能价格比，在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用，并已走人家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可见到单片机的踪影。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中，MC51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。目前，可用于MCS-51系列单片机开发的硬件越来越多，与其配套的各类开发系统、各种软件也日趋完善，因此，可以极方便地利用现有资源，开发出用于不同目的的各类应用系统。尽管目前有关MCS51系列单片机的书籍品种繁多，但侧重面各不一样。有的着重于从原理上进行分析和介绍，而在具体应用等方面有些欠缺；有的虽介绍了一些应用系统实例，但在全面性和系统性方面有些不足；特别是随着电子技术的迅速发展，器件更新换代快，如何将功能更强、性能更优的新型器件、芯片用于应用系统，是设计者所面临的实际问题。针对目前这种状况，我们觉得有必要推出一部系统、实用、新颖、内容齐全、面向实际工程应用的MCS51单片机应用和开发方面的技术书籍。为此，我们组织了长期从事单片机技术开发、研究和教学工作的中青年专家，根据他们在单片机应用开发第一线所积累的实际经验，编写了《MCS51系列单片机实用接口技术》一书。相信本书必将以翔实而全面的资料、严谨的结构、众多的实例，而为广大读者青睐。

书籍目录

目录

第一章 MCS－51系列单片机组成原理

1.1概述

1.1.1单片机主流产品系列

1.1.2单片机芯片技术的发展概况

1.1.3单片机的应用领域

1.2MCS－51单片机硬件结构

1.2.1MCS－51单片机硬件结构的特点

1.2.2MCS－51单片机的引脚描述及片外总线结构

1.2.3MCS－51片内总体结构

1.2.4MCS－51单片机中央处理器及其振荡器、时钟电路和CPU时序

1.2.5MCS－51单片机的复位状态及几种复位电路设计

1.2.6存储器、特殊功能寄存器及位地址空间

1.2.7输入/输出（I/O）口

1.3MCS－51单片机指令系统分析

1.3.1指令系统的寻址方式

1.3.2指令系统的使用要点

1.3.3指令系统分类总结

1.4串行接口与定时/计数器

1.4.1串行接口简介

1.4.2定时器/计数器的结构

1.4.3定时器/计数器的四种工作模式

1.4.4定时器/计数器对输入信号的要求

1.4.5定时器/计数器的编程和应用

1.5中断系统

1.5.1中断请求源

1.5.2中断控制

1.5.3中断的响应过程

1.5.4外部中断的响应时间

1.5.5外部中断方式的选择

第二章 MCS－51单片机系统扩展

2.1概述

2.2程序存贮器的扩展

2.2.1外部程序存贮器的扩展原理及时序

2.2.2地址锁存器

2.2.3EPROM扩展电路

2.2.4EEPROM扩展电路

2.3外部数据存贮器的扩展

2.3.1外部数据存贮器的扩展方法及时序

2.3.2静态RAM扩展

2.3.3动态RAM扩展

2.4外部I/O口的扩展

2.4.1I/O口扩展概述

2.4.2I/O口地址译码技术

2.4.38255A可编程并行I/O扩展接口

2.4.48155/8156可编程并行I/O扩展接口

2.4.58243并行I/O扩展接口

2.4.6用TTL芯片扩展I/O接口

2.4.7用串行口扩展I/O接口

2.4.8中断系统扩展

第三章 MCS－51单片机应用系统的开发

3.1单片机应用系统的设计

3.1.1设计前的准备工作

3.1.2应用系统的硬件设计

3.1.3应用系统的软件设计

3.1.4应用系统的抗干扰设计

3.2单片机应用系统的开发

3.2.1仿真系统的功能

3.2.2开发手段的选择

3.2.3应用系统的开发过程

3.3SICE―IV型单片机仿真器

3.3.1SICE－IV仿真器系统结构

3.3.2SICE－IV的仿真特性和软件功能

3.3.3SICE－IV与主机和终端的连接使用方法

3.4KHK－ICE－51单片机仿真开发系统

3.4.1KHK―ICE－51仿真器系统结构

3.4.2仿真器系统功能特点

3.4.3KHK－ICE－51仿真系统的安装及其使用

3.5单片机应用系统的调试

3.5.1应用系统联机前的静态调试

3.5.2外部数据存储器RAM的测试

3.5.3程序存储器的调试

3.5.4输出功能模块调试

3.5.5可编程I/O接口芯片的调试

3.5.6外部中断和定时器中断的调试

3.6用户程序的编辑、汇编、调试、固化及运行

3.6.1源程序的编辑

3.6.2源程序的汇编

3.6.3用户程序的调试

3.6.4用户程序的固化

3.6.5用户程序的运行

第四章 键盘及其接口技术

4.1键盘输入应解决的问题

4.1.1键盘输入的特点

4.1.2按键的确认

4.1.3消除按键抖动的措施

4.2独立式按键接口设计

4.3矩阵式键盘接口设计

4.3.1矩阵键盘工作原理

4.3.2按键的识别方法

4.3.3键盘的编码

4.3.4键盘工作方式

4.3.5矩阵键盘接口实例及编程要点

4.3.6双功能及多功能键设计

4.3.7键盘处理中的特殊问题一重键和连击

4.48279键盘、显示器接口芯片及应用

4.4.18279的组成和基本工作原理

4.4.28279管脚、引线及功能说明

4.4.38279编程

4.4.48279键盘接口实例

4.5功能开关及拨码盘接口设计

第五章 显示器接口设计

5.1LED显示器

5.1.1LED段显示器结构与原理

5.1.2LED显示器及显示方式

5.1.3LED显示器接口实例

5.1.4LED显示器驱动技术

5.2单片机应用系统中典型键盘、显示接口技术

5.2.1用8255和串行口扩展的键盘、显示器电路

5.2.2由锁存器组成的键盘、显示器接口电路

5.2.3由8155构成的键盘、显示器接口电路

5.2.4用8279组成的显示器实例

5.3液晶显示LCD

5.3.1LCD的基本结构及工作原理

5.3.2LCD的驱动方式

5.3.34位LCD静态驱动芯片ICM7211系列简介

5.3.4点阵式液晶显示控制器HD61830介绍

5.3.5点阵式液晶显示模块介绍

5.4荧光管显示

5.5LED大屏幕显示器

第六章 打印机接口设计

6.1打印机简介

6.1.1打印机的基本知识

6.1.2打印机的电路构成

6.1.3打印机的接口信号

6.1.4打印机的打印命令

6.2TPμP－40A微打与单片机接口设计

6.2.1TPμP系列微型打印机简介

6.2.2TPμP－40A打印功能及接口信号

6.2.3TPμP－40A工作方式及打印命令

6.2.48031与TPμP－40A的接口

6.2.5打印编程实例

6.3XLF微型打印机与单片机接口设计

6.3.1XLF微打简介

6.3.2XLF微打接口信号及与8031接口设计

6.3.3XLF微打控制命令

6.3.4打印机编程

6.4标准宽行打印机与8031接口设计

6.4.1TH3070接口引脚信号及时序

6.4.2与8031的简单接口

6.4.3通过打印机适配器完成8031与打印机的接口

6.4.4对打印机的编程

第七章 模拟输入通道接口技术

7.1传感器

7.1.1传感器的分类

7.1.2温度传感器

7.1.3光电传感器

7.1.4湿度传感器

7.1.5其他传感器

7.2模拟信号放大技术

7.2.1基本放大器电路

7.2.2集成运算放大器

7.2.3常用运算放大器及应用举例

7.2.4测量放大器

7.2.5程控增益放大器

7.2.6隔离放大器

7.3多通道模拟信号输入技术

7.3.1多路开关

7.3.2常用多路开关

7.3.3模拟多路开关

7.3.4常用模拟多路开关

7.3.5多路模拟开关应用举例

7.3.6多路开关的选用

7.4采样/保持电路设计

7.4.1采样/保持原理

7.4.2集成采样/保持器

7.4.3常用集成采样/保持器

7.4.4采样保持器的应用举例

7.5有源滤波器的设计

7.5.1滤波器分类

7.5.2有源滤波器的设计

7.5.3常用有源滤波器设计举例

7.5.4集成有源滤波器

第八章 D/A转换器与MCS－51单片机的接口设计与实践

8.1D/A转换器的基本原理及主要技术指标

8.1.1D/A转换器的基本原理与分类

8.1.2D/A转换器的主要技术指标

8.2D/A转换器件选择指南

8.2.1集成D/A转换芯片介绍

8.2.2D/A转换器的选择要点及选择指南表

8.2.3D/A转换器接口设计的几点实用技术

8.38位D/A转换器DAC080/0831/0832与MCS－51单片机的接口设计

8.3.1DAC0830/0831/0832的应用特性与引脚功能

8.3.2DAC0830/0831/0832与8031单片机的接口设计

8.3.3DAC0830/0831/0832的调试说明

8.3.4DAC0830/0831/0832应用举例

8.48位D/A转换器AD558与MCS－51单片机的接口设计

8.4.1AD558的应用特性与引脚功能

8.4.2AD558与8031单片机的接口及调试说明

8.4.38位D/A转换器DAC0800系列与8031单片机的接口

8.510位D/A转换器AD7522与MCS－51的硬件接口设计

8.5.1AD7522的应用特性及引脚功能

8.5.2AD7522与8031单片机的接口设计

8.610位D/A转换器AD7520/7530/7533与MCS一51单片机的接口设计

8.6.1AD7520/7530/7533的应用特性与引脚功能

8.6.2AD7520系列与8031单片机的接口

8.6.3DAC1020/DAC1220/AD7521系列D/A转换器接口设计

8.712位D/A转换器DAC1208/1209/1210与MCS－51单片机的接口设计

8.7.1DAC1208/1209/1210的内部结构与引脚功能

8.7.2DAC1208/1209/1210与8031单片机的接口设计

8.7.312位D/A转换器DAC1230/1231/1232的应用设计说明

8.7.412位D/A转换器AD7542与8031单片机的接口设计

8.812位串行DAC－AD7543与MCS－51单片机的接口设计

8.8.1AD7543的应用特性与引脚功能

8.8.2AD7543与8031单片机的接口设计

8.914位D/A转换器AD75335与MCS－51单片机的接口设计

8.9.1AD8635的内部结构与引脚功能

8.9.2AD7535与8031单片机的接口设计

8.1016位D/A转换器AD1147/1148与MCS－51单片机的接口设计

8.10.1AD1147/AD1148的内部结构及引脚功能

8.10.2AD1147/AD1148与8031单片机的接口设计

8.10.3AD1147/AD1148接口电路的应用调试说明

8.10.416位D/A转换器AD1145与8031单片机的接口设计

第九章 A/D转换器与MCS－51单片机的接口设计与实践

9.1A/D转换器的基本原理及主要技术指标

9.1.1A/D转换器的基本原理与分类

9.1.2A/D转换器的主要技术指标

9.2面对课题如何选择A/D转换器件

9.2.1常用A/D转换器简介

9.2.2A/D转换器的选择要点及应用设计的几点实用技术

9.38位D/A转换器ADC0801/0802/0803/0804/0805与MCS－51单片机的接口设计

9.3.1ADC0801～ADC0805芯片的引脚功能及应用特性

9.3.2ADC0801～ADC0805与8031单片机的接口设计

9.48路8位A/D转换器ADC0808/0809与MCS一51单片机的接口设计

9.4.1ADC0808/0809的内部结构及引脚功能

9.4.2ADC0808/0809与8031单片机的接口设计

9.4.3接口电路设计中的几点注意事项

9.4.416路8位A/D转换器ADC0816/0817与MCS－51单片机的接口设计

9.510位A/D转换器AD571与MCS－51单片机的接口设计

9.5.1AD571芯片的引脚功能及应用特性

9.5.2AD571与8031单片机的接口

9.5.38位A/D转换器AD570与8031单片机的硬件接口

9.612位A/D转换器ADC1210/1211与MCS－51单片机的接口设计

9.6.1ADC1210/1211的引脚功能与应用特性

9.6.2ADC1210/1211与8031单片机的硬件接口

9.6.3硬件接口电路的设计要点及几点说明

9.712位A/D转换器AD574A/1374/1674A与MCS－51单片机的接口设计

9.7.1AD574A的内部结构与引脚功能

9.7.2AD574A的应用特性及校准

9.7.3AD574A与8031单片机的硬件接口设计

9.7.4AD574A的应用调试说明

9.7.5AD674A/AD1674与8031单片机的接口设计

9.8高速12位A/D转换器AD578/AD678/AD1678与MCS―51单片机的接口设计

9.8.1AD578的应用特性与引脚功能

9.8.2AD578高速A/D转换器与8031单片机的接口设计

9.8.3AD578高速A/D转换器的应用调试说明

9.8.4AD678/AD1678采样A/D转换器与8031单片机的接口设计

9.914位A/D转换器AD679/1679与MCS－51单片机的接口设计

9.9.1AD679/AD1679的应用特性及引脚功能

9.9.2AD679/1679与8031单片机的接口设计

9.9.3AD679/1679的调试说明

9.1016位ADC－ADC1143与MCS－51单片机的接口设计

9.10.1ADC1143的应用特性及引脚功能

9.10.2ADC1143与8031单片机的接口设计

9.113位半积分A/D转换器5G14433与MCS－51单片机的接口设计

9.11.15G14433的内部结构及引脚功能

9.11.25G14433的外部电路连接与元件参数选择

9.11.35G14433与8031单片机的接口设计

9.11.45G14433的应用举例

9.124位半积分A/D转换器ICL7135与MCS―51单片机的接口设计

9.12.1ICL7135的内部结构及芯片引脚功能

9.12.2ICL7135的外部电路连接与元件参数选择

9.12.3ICL7135与8031单片机的硬件接口设计

9.124ICL7135的应用举例

9.1312位双积分A/D转换器ICL7109与MCS―51单片机的接口设计

9.13.1ICL7109的内部结构与芯片引脚功能

9.13.2ICL7109的外部电路连接与元件参数选择

9.13.3ICL7109与8031单片机的硬件接口设计

9.1416位积分型ADC一ICL7104与MCS－51单片机的接口设计

9.14.1ICL7104的主要应用特性及引脚功能

9.14.2ICL7104与8031单片机的接口设计

9.14.3其它积分型A/D转换器简介

第十章 V/F转换器接口技术

10.1V/F转换的特点及应用环境

10.2V/F转换原理及用V/F转换器实现A/D转换的方法

10.2.1V/F转换原理

10.2.2用V/F转换器实现A/D转换的方法

10.3常用V/F转换器简介

10.3.1VFC32

10.3.2LMX31系列V/F转换器

10.3.3AD650

10.3.4AD651

10.4V/F转换应用系统中的通道结构

10.5LM331应用实例

10.5.1线路原理

10.5.2软件设计

10.6AD650应用实例

10.6.1AD650外围电路设计

10.6.2定时/计数器（8253―5简介）

10.6.3线路原理

10.6.4软件设计

第十一章 串行通讯接口技术

11.1串行通讯基础

11.1.1异步通讯和同步通讯

11.1.2波特率和接收/发送时钟

11.1.3单工、半双工、全双工通讯方式

11.14信号的调制与解调

11.1.5通讯数据的差错检测和校正

11.1.6串行通讯接口电路UART、USRT和USART

11.2串行通讯总线标准及其接口

11.2.1串行通讯接口

11.2.2RS－232C接口

11.2.3RS－449、RS－422、RS－423及RS485

11.2.420mA电流环路串行接口

11.3MCS－51单片机串行接口

11.3.1串行口的结构

11.3.2串行接口的工作方式

11.3.3串行通讯中波特率设置

11.4MCS－51单片机串行接口通讯技术

11.4.1单片机双机通讯技术

11.4.2单片机多机通讯技术

11.5IBMPC系列机与单片机的通讯技术

11.5.1异步通讯适配器

11.5.2IBM－PC机与8031双机通讯技术

11.5.3IBM―PC机与8031多机通讯技术

11.6MCS－51单片机串行接口的扩展

11.6.1Intel8251A可编程通讯接口

11.6.2扩展多路串行口的硬件设计

11.6.3通讯软件设计

第十二章 应用系统设计中的实用技术

12.1MCS－51单片机低功耗系统设计

12.1.1CHMOS型单片机80C31/80C51/87C51的组成与使用要点

12.1.2CHMOS型单片机的空闲、掉电工作方式

12.1.3CHMOS型单片机的I/O接口及应用系统实例

12.1.4HMOS型单片机的节电运行方式

12.2逻辑电平接口技术

12.2.1集电极开路门输出接口

12.2.2TTL、HTL、ECL、CMOS电平转换接口

12.3电压/电流转换

12.3.1电压/0～10mA转换

12.3.2电压1～5V/4～20mA转换

12.3.30～10mA/0～5V转换

12.344～20mA/0～5V转换

12.3.5集成V/I转换电路

12.4开关量输出接口技术

12.4.1输出接口隔离技术

12.4.2低压开关量信号输出技术

12.4.3继电器输出接口技术

12.4.4可控硅（晶闸管）输出接口技术

12.4.5固态继电器输出接口

12.4.6集成功率电子开关输出接口

12.5集成稳压电路

12.5.1电源隔离技术

12.5.2三端集成稳压器

12.5.3高精度电压基准

12.6量程自动转换技术

12.6.1自动转换量程的硬件电路

12.6.2自动转换量程的软件设计

附录A MCS－51单片机指令速查表

附录B 常用EPROM固化电压参考表

参考文献

编辑推荐

《MCS-51系列单片机实用接口技术》中大部分接口软、硬件设计实例都是作者多年来从事单 片机应用和开发工作的经验总结，实用性和工程性较强，尤其是对应用系统中必备的键盘、 显示器、打印机、A/D、D/A通讯接口设计、模拟信号处理及开发系统应用举例甚多，目的是让将要开始和正在从事单片机应用开发的科研人员根据自己的实际需要来选择应用，一书在手即可基本完成单片机应用系统的开发工作。《MCS-51系列单片机实用接口技术》主要面向从事单片机应用开发工作的广大工程技术人员，也可作为大专院校有关 专业的教材或教学参考书。

作者简介

内 容 简 介

本书全面、系统地介绍了MCS－51系列单片机应用系统的各种实用接口技术及其配置。

内容包括：MCS－51系列单片机组成原理：应用系统扩展、开发与调试；键盘输入接口的设计

及调试；打印机和显示器接口及设计实例；模拟输入通道接口技术；A/D、D/A、接口技术及

在控制系统中的应用设计；V/F转换器接口技术、串行通讯接口技术以及其它与应用系统设

计有关的实用技术等。

本书是为满足广大科技工作者从事单片机应用系统软件、硬件设计的需要而编写的，

具有内容新颖、实用、全面的特色。所有的接口设计都包括详细的设计步骤、硬件线路图及

故障分析，并附有测试程序清单。书中大部分接口软、硬件设计实例都是作者多年来从事单

片机应用和开发工作的经验总结，实用性和工程性较强，尤其是对应用系统中必备的键盘、

显示器、打印机、A/D、D/A通讯接口设计、模拟信号处理及开发系统应用举例甚多，目的是

让将要开始和正在从事单片机应用开发的科研人员根据自己的实际需要来选择应用，一书

在手即可基本完成单片机应用系统的开发工作。

本书主要面向从事单片机应用开发工作的广大工程技术人员，也可作为大专院校有关

专业的教材或教学参考书。

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