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目录1

第1章　单片机I/O接口的扩展1

1.1　单片机应用系统2

1.1.1　单片机系统概述2

1.1.2　单片机系统中的功能模块3

1.2　单片机I/O接口4

1.2.1　I/O接口功能5

1.2.2　接口的控制方式5

1.2.3　I/O接口芯片6

1.3　用单片机串口扩展I/O接口6

1.3.1 子程序1——用串口扩展并行输入口6

1.3.2　子程序2——用串口扩展并行输出口11

1.4　用并行数据端口扩展I/O接口14

1.4.1　子程序3——用8243扩展I/O接口14

1.4.2 子程序4——用8255A扩展I/O接口18

1.4.3　子程序5——用8155扩展I/O接口27

第2章　总线接口的扩展41

2.1 子程序6——异步通信的软件模拟42

2.1.1　异步通信简要介绍42

2.1.2　软件模拟异步通信43

2.2　子程序7——基于RS-232-C的串口通信51

2.2.1 RS-232-C接口标准52

2.2.2　RS-232-C传输接口电路的设计53

2.2.3　单片机与PC机通信程序设计55

2.2.4　PC机通信软件的开发58

2.3　子程序8——基于RS-485的多机通信65

2.3.1 RS-485接口标准66

2.3.2　通信系统及接口电路设计67

2.3.3　多机通信程序设计68

2.4　子程序9——I2C总线协议的软件实现75

2.4.1　I2C总线简要介绍76

2.4.2　I/O端口模拟I2C总线接口的软件设计78

2.5 子程序10——SPI总线在单片机系统中的实现83

2.5.1　SPI总线简要介绍83

2.5.2　SPI总线时序的软件实现85

2.6　子程序11——1-Wire总线协议的软件实现88

2.6.1　1-Wire总线简要介绍88

2.6.2　1-Wire总线时序的软件实现91

第3章　CAN总线接口95

3.1　CAN总线接口简要介绍96

3.1.1　CAN总线的特征96

3.1.2　CAN总线接口的结构97

3.1.3　CAN总线的设计方案选择97

3.2　SJA 1000总线控制器简要介绍97

3.2.2　SJA1000的内部结构98

3.2.1　SJA1000结构和主要特点98

3.2.3　SJA1000的引脚说明100

3.3　接口电路设计100

3.3.1　SJA1000与单片机接口电路设计100

3.3.2　前端物理接口电路的设计101

3.3.3　设计电路需要注意的问题102

3.4　控制程序总体设计103

3.4.1　BasicCAN方式下的寄存器103

3.4.2　设计流程104

3.5　子程序12——硬件驱动程序的设计105

3.6　子程序13——基本操作程序设计106

3.7　子程序14——初始化操作118

3.8　子程序15——通信程序设计120

3.8.1　写发送缓冲器120

3.8.2　读接收缓冲区121

3.9.1　数据帧122

3.9　CAN总线的数据格式122

3.9.2　远程帧125

3.9.3 出错帧125

3.9.4　过载帧126

第4章　存储器的扩展127

4.1　存储器综述128

4.1.1　半导体存储器128

4.1.2　半导体存储器的应用130

4.1.3　各种存储器性能比较132

4.1.4　智能卡133

4.2　子程序16——典型外部程序存储器的使用134

4.2.1 器件选择和接口电路的设计135

4.3　子程序17——典型外部数据存储器的使用136

4.2.2　外部存储器的访问136

4.3.1 器件选择和接口电路的设计137

4.3.2　外部数据存储器的读写138

4.4　子程序18——用铁电存储器扩展外部数据存储器140

4.4.1　铁电存储器FM1808接口电路的设计140

4.4.2　FM1808读写程序设计141

4.5　子程序19——I2C接口EEPROM的控制142

4.5.1　AT24C512简要介绍143

4.5.2　AT24C512工作时序144

4.5.3　读写程序146

4.6 子程序20——SPI接口EEPROM的控制155

4.6.1　AT93CXX简要介绍155

4.6.2　AT93CXX的控制时序157

4.6.3　读写程序160

4.7.1　 K9F6408U0A简要介绍165

4.7　子程序21——FLASH存储器K9F6408U0A的控制165

4.7.2　专用的命令功能和状态寄存器167

4.7.3　K9F6408U0A的程序设计168

4.8　子程序22——SLE4442逻辑加密IC卡的控制174

4.8.1 SLE4442简要介绍175

4.8.2　SLE4442内部结构176

4.8.3　程序设计177

第5章　键盘接口与控制185

5.1　键盘设计指南186

5.1.1　键盘的物理结构186

5.1.2　键盘的组成形式187

5.1.3　单片机输入接口解决方案191

5.2　独立式键盘的控制193

5.2.1　子程序23——独立式中断键盘的设计193

5.2.2 子程序24——独立式查询键盘的设计196

5.2.3　子程序25——独立式中断查询键盘的设计202

5.3　矩阵式键盘的控制206

5.3.1 子程序26——矩阵式扫描按键的设计206

5.3.2　子程序27——矩阵式中断扫描键盘的设计213

5.3.3　子程序28——矩阵式线反转法键盘的设计215

5.4　子程序29——矩阵式键盘的锁定217

5.4.1　键盘密码原理及单片机密码设置方法217

5.4.2　程序设计218

5.5　子程序30——改进型I/O端口复用键盘的控制221

5.5.1 I/O端口复用的原理和接口电路的设计221

5.5.2　程序设计222

5.6　子程序31——利用ZLG7279A实现键盘显示224

5.6.1 ZLG7289A简要介绍225

5.6.2　接口电路设计229

5.6.3　程序设计230

5.7　子程序32——PS/2键盘的设计233

5.7.1　PS/2接口标准234

5.7.2　硬件设计238

5.7.3　软件设计239

第6章　显示和打印机的接口与控制245

6.1　显示和打印接口设计指南246

6.1.1 LED显示接口246

6.1.2　LCD显示接口247

6.1.3　CRT显示器253

6.1.4　打印机255

6.2　子程序33——LED显示器在单片机系统中的应用257

6.2.1　PS7219简要介绍258

6.2.2　PS7219与单片机接口电路的设计260

6.2.3　控制程序设计260

6.3 子程序34——利用HT16XX实现段式液晶显示264

6.3.1　HT1621简要介绍264

6.3.2　接口电路设计267

6.3.3　控制程序设计268

6.4　子程序35——利用HD44780实现字符显示271

6.4.1　HD44780简单介绍271

6.4.2　HD44780接口电路的设计273

6.4.3　控制程序274

6.5 子程序36——利用SED1520实现点阵显示278

6.5.1 SED1520简要介绍279

6.5.2　液晶模块的内部结构及其与单片机接口电路283

6.5.3　控制程序编写285

6.6　子程序37——利用HD66421实现灰度字符显示297

6.6.1　HD66421简要介绍297

6.6.2　接口电路300

6.6.3　控制程序编写300

6.7　子程序38——CRT显示器在单片机系统中的应用303

6.7.1　OCA-93显示适配器简要介绍304

6.7.2　适配器的接口设计306

6.7.3　驱动程序设计307

6.8　子程序39——微型打印机在单片机系统中的应用308

6.8.1　CENTRONICS标准308

6.8.2　SP-M系列微型打印机介绍309

6.8.3　接口电路设计311

6.8.4　程序设计312

第7章　数据采集与控制317

7.1　数据采集技术概述318

7.1.1　模拟信号采集技术318

7.1.2　A/D转换技术321

7.1.3 A/D转换器件选型指南323

7.1.4　数字逻辑信号的采集324

7.2　子程序40——模拟量输入选择接口324

7.2.1　模拟开关的主要技术指标325

7.2.2　模拟开关的选型326

7.2.3　模拟开关接口电路的设计327

7.2.4　用CD4051实现多路模拟信号的输入329

7.3　子程序41——用模拟比较器实现A/D转换332

7.3.1　测量原理333

7.3.2　电路设计334

7.3.3　测量过程334

7.3.4　控制程序设计335

7.4　子程序42——8位并行接口ADC080X的接口与驱动338

7.4.1 ADC0808/ADC0809简要介绍339

7.4.2　ADC0808/0809与单片机的接口设计340

7.4.3　编写程序342

7.5　子程序43——SPI接口A/D转换器TLC2543的应用345

7.5.1 TLC2543简要介绍346

7.5.3　控制程序347

7.5.2 LC2543与单片机的接口电路347

7.6　子程序44——I2C接口A/D转换器ADS11XX的应用350

7.6.1　ADS11XX简要介绍351

7.6.2　ADS1100与单片机的接口电路353

7.6.3　ADS1100的控制方法353

7.6.4　ADS1100控制程序355

7.7　子程序45——16位A/D转换器AD7715的应用360

7.7.1　AD7715简要介绍360

7.7.2　AD7715与单片机的接口电路361

7.7.3　AD7715的寄存器362

7.7.4　AD7715控制程序设计364

7.8 子程序46——等精度数字频率计的实现367

7.8.1　等精度频率测量原理367

7.8.2　设计CPLD的逻辑功能368

7.8.3　频率信号预处理370

7.8.4　主控制器程序设计371

7.9　子程序47——1-wire测温芯片DS18XX的应用375

7.9.1 DS18XX简要介绍375

7.9.2 DS18B20简要介绍376

7.9.3 DS18B20的接口电路378

7.9.4　控制程序的设计379

7.10　子程序48——时钟日历芯片PCF8563的应用382

7.10.1　PCF8563简要介绍383

7.10.2　PCF8563硬件电路384

7.10.3　PCF8583的控制程序设计385

第8章　单片机后向通道接口与控制393

8.1　单片机后向通道概述394

8.1.1　模拟量的输出技术概述394

8.1.2　频率合成技术概述396

8.1.3　机电控制技术概述398

8.2.1　MAX530简要介绍399

8.2　子程序49——并行接口电压输出型D/A转换器的控制399

8.2.2　MAX530接口电路的设计401

8.2.3　控制程序的设计403

8.3 子程序50——并行接口电流输出型D/A转换器的控制405

8.3.1　DAC083X简要介绍406

8.3.2　DAC083X系列D/A转换器与单片机的接口电路407

8.3.3　控制程序的设计409

8.4　子程序51——串行接口电压输出型D/A转换器的控制412

8.4.1　MAX532简要介绍412

8.4.2　MAX532与单片机接口电路的设计413

8.4.3　控制程序414

8.5 子程序52——I2C接口的A/D及D/A转换器的应用417

8.5.1 PCF8591简要介绍418

8.5.3　控制程序的设计420

8.5.2 PCF8591与单片机接口电路的设计420

8.6　子程序53——基于AD9850的数字信号发生器426

8.6.1 AD9850简要介绍426

8.6.2　AD9850接口电路的设计430

8.6.3　控制程序设计433

8.7　子程序54——直流电机的开环控制437

8.7.1　直流电机驱动电路的基本原理437

8.7.2　直流电动机驱动芯片LMD18200简要介绍438

8.7.3　接口电路的设计441

8.7.4　直流电机的驱动442

8.8　子程序55——直流电机的闭环控制444

8.8.1 闭环控制系统工作原理444

8.8.2　光电编码器简要介绍445

8.8.3　接口电路的设计446

8.8.4　控制程序设计446