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第1章绪论1

1.1单片机的概念1

1.1.1 微型计算机的分类1

目录1

1.1.2单片机的组成2

1.1.3单片机的特点2

1.2单片机的发展概况3

1.2.1 4位单片机3

1.2.2 8位单片机3

1.2.3 16位单片机4

1.2.4 32位单片机4

1.3单片机的应用4

2.1 8XC196KX系列单片机概述7

第2章8XC196KX系列单片机结构7

2.2 8XC196KB单片机的功能结构及特点9

2.2.1 硬件结构9

2.2.2 软件结构15

2.2.3主要功能特点16

2.3 中央处理单元（CPU）17

2.3.1 CPU总线17

2.3.2寄存器算术逻辑单（RALU）17

2.3.3寄存器（RAM）18

2.3.4 窗口选择寄存器与窗口地址22

2.3.5 控制单元（CR）23

2.3.6时钟发生器23

2.3.7 复位24

2.4存储器及其接口功能26

2.4.1 存储器空间26

2.4.2存储器控制与管理26

2.4.3芯片配置寄存器（CCR）30

第3章指令系统33

3.1基本概念33

3.1.1操作数类型33

3.1.2程序状态字寄存器（PSW）34

3.2寻址方式35

3.2.1 约定说明35

3.2.2 6种寻址方式37

3.3.1数据传送指令38

3.3指令系统详述38

3.3.2算术运算指令43

3.3.3逻辑运算指令55

3.3.4 移位指令59

3.3.5调用与转移指令61

3.3.6特殊控制指令66

3.3.7 进入空闲／掉电方式指令68

第4章8XC196KB的功能部件69

4.1 8XC196KB中断系统69

4.1.1 中断系统结构框图69

4.1.2 中断系统功能69

4.1.3 中断登记寄存器和中断屏蔽寄存器74

4.1.4 中断时序和中断服务程序设计76

4.2.1 定时器78

4.2高速输入通道78

4.2.2 输入输出控制寄存器和状态寄存器81

4.2.3 高速输入通道专用寄存器83

4.2.4高速输入部件的结构及工作原理84

4.3高速输出通道86

4.3.1 有关的专用寄存器86

4.3.2 HSO部件的结构及其工作原理87

4.4输入输出接口和多功能接口89

4.4.1端口089

4.4.2端口190

4.5串行通信与并行通信91

4.5.1 用于串行通信的专用寄存器91

4.4.4端口3和端口491

4.4.3 端口291

4.5.2 串行接口电路的工作方式93

4.6模数（A/D）转换器95

4.6.1 模数（A/D）转换器逻辑框图95

4.6.2 工作原理95

4.6.3模数转换器专用寄存器96

4.7数模转换器97

4.7.1专用寄存器97

4.7.2 PWM波发生器及其工作原理98

4.8总线交换协议99

4.8.1 硬件支持99

4.8.2 总线转让过程100

4.8.3 总线的归还与禁止100

4.9.2掉电方式101

4.9特殊运行方式101

4.9.1 空闲方式101

4.9.3测试方式与在线仿真方式102

第5章单片机扩展技术103

5.1存储器扩展103

5.1.1存储器概述103

5.1.2 常用存储器芯片简介106

5.1.3存储器的地址译码方法111

5.1.4存储器与系统的连接115

5.2并行接口的扩展120

5.2.1 8255A芯片可编程并行I/O接口扩展120

5.2.2 8155/8156芯片可编程并行I/O接口扩展125

5.2.3 用串行口扩展并行I/O接口130

5.2.4 用74系列器件扩展并行I/O接口132

5.3串行接口的扩展134

5.3.1 8251芯片结构134

5.3.2 8251芯片的控制字和状态字136

5.3.3 8251芯片的工作模式137

5.3.4 8251芯片与单片机的接口方法138

5.4定时器／计数器的扩展140

5.4.1 8253芯片的结构和特性140

5.4.2 8253芯片的控制字141

5.4.3 8253芯片的工作模式142

5.4.4 8XC196KB单片机与8253芯片的接口方法143

6.1.1 消除按键抖动的措施146

第6章人机联系设备与接口146

6.1键盘及其接口技术146

6.1.2矩阵式键盘工作原理148

6.1.3按键的识别方法148

6.1.4 键盘工作方式149

6.1.5 键盘接口及编程方法150

6.1.6双功能键的设计及重键处理技术154

6.2显示器接口设计154

6.2.1 LED段显示器结构与原理155

6.2.2 LED显示器的显示方式157

6.2.3 LED显示器接口及编程方法158

6.3.1 用80C196串行口控制的键盘／显示器电路160

6.3单片机系统中键盘／显示器接口技术160

6.3.2 用8155芯片构成的键盘／显示器接口电路164

6.3.3 用8279芯片组成的键盘／显示器接口电路169

6.4打印机接口技术181

6.4.1 TPμP-40A微型打印机与8XC196单片机的接口181

6.4.2 PP40与8XC196单片机的接口185

第7章输入输出通道配置技术187

7.1模拟量输入通道187

7.1.1 信号处理装置188

7.1.2 多路转换器188

7.1.3前置放大器190

7.1.4采样／保持电路194

7.1.5 A/D转换器的性能指标及接口逻辑设计要点196

7.1.6 典型A/D转换器接口电路设计198

7.2模拟量输出通道211

7.2.1 D/A转换器的性能指标211

7.2.2 典型D/A接口电路设计212

7.3数字量输入输出通道223

7.3.1数字量输入通道223

7.3.2数字量输出通道224

第8章数据处理方法226

8.1数字滤波226

8.1.1 程序判断滤波226

8.1.2算术平均值滤波228

8.1.3加权平均值滤波230

8.1.4 中值滤波230

8.1.5去极值平均滤波232

8.1.6滑动平均滤波233

8.1.7低通数字滤波233

8.2标度变换233

8.2.1 线性参数标度变换234

8.2.2非线性参数标度变换234

8.3线性化处理236

8.3.1计算法236

8.3.2插值法237

8.4越限报警处理239

8.4.1全软件报警程序239

8.4.2直接报警程序242

第9章控制算法244

9.1.1 PID算法的数字化245

9.1数字PID及其算法245

9.1.2 PID算法程序设计247

9.1.3 PID控制规律的脉冲传递函数251

9.1.4 数字PID调节中的几个实际问题252

9.1.5 PID参数的整定255

9.2直接数字控制系统的脉冲传递函数260

9.3最小拍计算机控制系统的设计261

9.3.1 最小拍控制系统数字控制器分析261

9.3.2最小拍控制系统数字控制器的设计263

9.4最小拍无纹波计算机控制系统的设计267

9.4.1 单位阶跃输入最小拍无纹波系统的设计268

9.4.2单位速度输入最小拍无纹波系统的设计268

9.4.3 最小拍无纹波系统设计举例269

9.5大林（Dahlin）算法275

9.5.1 大林算法的D（z）基本形式275

9.5.2振铃现象及其消除方法277

9.5.3大林算法的设计步骤279

9.6数字控制器D（z）在单片机上的实现方法280

9.6.1 直接程序设计法281

9.6.2 串行程序设计法282

9.6.3并行程序设计法283

9.6.4数字控制器的设计285

9.7模糊控制技术286

9.7.1 模糊控制的基本思想287

9.7.2模糊逻辑的基本概念288

9.7.3模糊控制系统的基本组成289

9.7.4模糊控制的特点291

9.7.5模糊控制算法的设计292

9.7.6模糊控制器的一般设计方法299

第10章计算机控制系统的可靠性与抗干扰技术304

10.1可靠性与抗干扰技术概述304

10.1.1 干扰窜入计算机控制系统的主要途径304

10.1.2干扰的耦合方式306

10.2计算机控制系统的硬件抗干扰技术307

10.2.1过程通道干扰的抑制307

10.2.2反射波干扰的抑制309

10.3计算机控制系统的接地和电源保护技术312

10.3.1 计算机控制系统的接地技术312

10.2.3 空间干扰的抑制312

10.3.2 计算机控制系统的电源保护技术314

10.4计算机控制系统的软件抗干扰技术316

第11章计算机控制系统的设计320

11.1计算机控制系统设计方法320

11.2单片机温度控制系统325

11.2.1 系统组成及工作原理325

11.2.2 温度控制的算法和程序328

11.3伺服电机控制系统设计330

11.3.1工艺介绍330

11.3.2硬件设计331

11.3.3软件设计335

11.3.4六坐标机器人的分布式控制系统338

参考文献343