电子工程师自学速成——设计篇(第2版)电子书

内容提要

前言

第1章 单片机快速入门

1.1 单片机简介

1.1.1 什么是单片机

1.1.2 单片机应用系统的组成

1.1.3 单片机的分类

1.1.4 单片机的应用领域

1.2 一个按键控制一只LED亮灭的单片机应用系统开发全过程

1.2.1 明确控制要求并选择合适型号的单片机

1.2.2 设计单片机电路原理图

1.2.3 制作单片机电路

1.2.4 用Keil 软件编写单片机控制程序

1.2.5 计算机、下载（烧录）器和单片机的连接

1.2.6 用烧录软件将程序写入单片机

1.2.7 单片机电路的供电与测试

第2章 数制与C51语言基础

2.1 数制与数制的转换

2.1.1 十进制数

2.1.2 二进制数

2.1.3 十六进制数

2.1.4 二进制数与十进制数的转换

2.1.5 二进制数与十六进制数的转换

2.1.6 单片机的数的表示及运算

2.2 C51语言入门

2.2.1 常量

2.2.2 变量

2.2.3 运算符

2.2.4 关键字

2.2.5 数组

2.2.6 循环语句（while、do while、for语句）

2.2.7 选择语句（if、switch…case语句）

第3章 51单片机的硬件系统

3.1 8051单片机的引脚功能与内部结构

3.1.1 引脚功能说明

3.1.2 单片机与片外存储器的连接与控制

3.1.3 内部结构说明

3.2 8051单片机I/O端口的结构与工作原理

3.2.1 P0端口

3.2.2 P1端口

3.2.3 P2端口

3.2.4 P3端口

3.3 8051单片机的存储器

3.3.1 存储器的存储单位与编址

3.3.2 片内外程序存储器的使用与编址

3.3.3 片内外数据存储器的使用与编址

3.3.4 数据存储器的分区

3.3.5 特殊功能寄存器（SFR）

第4章 51单片机编程软件的使用

4.1 Keil C51软件的安装

4.1.1 Keil C51软件的版本及获取

4.1.2 Keil C51软件的安装

4.2 程序的编写与编译

4.2.1 启动Keil C51软件并新建工程文件

4.2.2 新建源程序文件并与工程关联起来

4.2.3 编写程序

4.2.4 编译程序

4.3 程序的仿真与调试

4.3.1 编写或打开程序

4.3.2 仿真设置

4.3.3 编译程序

4.3.4 仿真调试程序

第5章 单片机驱动发光二极管的电路及编程

5.1 LED（发光二极管）介绍

5.1.1 外形与符号

5.1.2 性质

5.1.3 检测

5.1.4 限流电阻的阻值计算

5.2 单片机点亮单个LED的电路与程序详解

5.2.1 单片机点亮单个LED的电路

5.2.2 采用位操作方式编写点亮单个LED的程序及详解

5.2.3 采用字节操作方式编写点亮单个LED的程序及详解

5.2.4 单个LED以固定频率闪烁发光的程序及详解

5.2.5 单个LED以不同频率闪烁发光的程序及详解

5.3 单片机点亮多个LED的电路与程序详解

5.3.1 单片机点亮多个LED的电路

5.3.2 采用位操作方式点亮多个LED的程序及详解

5.3.3 采用字节操作方式点亮多个LED的程序及详解

5.3.4 多个LED以不同频率闪烁发光的程序及详解

5.3.5 多个LED左移和右移的程序及详解

5.3.6 LED循环左移和右移的程序及详解

5.3.7 LED移动并闪烁发光的程序及详解

5.3.8 用查表方式控制LED多样形式发光的程序及详解

5.3.9 LED花样发光的程序及详解

5.4 采用PWM（脉宽调制）方式调节LED亮度的原理与程序详解

5.4.1 采用PWM方式调节LED亮度的原理

5.4.2 采用PWM方式调节LED亮度的程序及详解

第6章 单片机驱动LED数码管的电路及编程

6.1 单片机驱动一位LED数码管的电路与程序详解

6.1.1 一位LED数码管的外形、结构与检测

6.1.2 单片机连接一位LED数码管的电路

6.1.3 单个数码管静态显示一个字符的程序及详解

6.1.4 单个数码管动态显示多个字符的程序及详解

6.1.5 单个数码管环形转圈显示的程序及详解

6.1.6 单个数码管显示逻辑电平的程序及详解

6.2 单片机驱动8位LED数码管的电路与程序详解

6.2.1 多位LED数码管外形、结构与检测

6.2.2 单片机连接8位共阴型数码管的电路

6.2.3 8位数码管显示1个字符的程序及详解

6.2.4 8位数码管逐位显示8个字符的程序及详解

6.2.5 8位数码管同时显示8个字符的程序及详解

6.2.6 8位数码管动态显示8个以上字符的程序及详解

第7章 中断功能的使用与编程

7.1 中断的基本概念与处理过程

7.1.1 什么是中断

7.1.2 中断的基本概念

7.1.3 中断的处理过程

7.2 8051单片机的中断系统结构与控制寄存器

7.2.1 中断系统的结构

7.2.2 中断源寄存器

7.2.3 中断允许寄存器IE

7.2.4 中断优先级控制寄存器IP

7.3 中断编程举例

7.3.1 中断编程使用的电路例图

7.3.2 外部中断0以低电平方式触发中断的程序及详解

7.3.3 外部中断1以下降沿方式触发中断的程序及详解

第8章 定时器/计数器的使用及编程

8.1 定时器/计数器的定时与计数功能

8.1.1 定时功能

8.1.2 计数功能

8.2 定时器/计数器的结构原理

8.2.1 定时器/计数器的结构

8.2.2 定时器/计数器的工作原理

8.3 定时器/计数器的控制寄存器与四种工作方式

8.3.1 定时器/计数器控制寄存器（TCON）

8.3.2 工作方式控制寄存器（TMOD）

8.3.3 定时器/计数器的工作方式

8.4 定时器/计数器的应用及编程

8.4.1 产生1kHz方波信号的程序及详解

8.4.2 产生50kHz方波信号的程序及详解

8.4.3 产生周期为1s方波信号的程序与长延时的方法

第9章 按键电路及编程

9.1 独立按键输入电路与程序详解

9.1.1 开关输入产生的抖动及软、硬件解决方法

9.1.2 单片机连接8个独立按键和8个LED的电路

9.1.3 一个按键点动控制一个LED亮灭的程序及详解

9.1.4 一个按键锁定控制一个LED亮灭的程序及详解

9.1.5 四路抢答器的程序及详解

9.1.6 独立按键控制LED和LED数码管的电路

9.1.7 两个按键控制一位数字增、减并用8位数码管显示的程序及详解

9.1.8 两个按键控制多位数字增、减并用8位数码管显示的程序及详解

9.1.9 按键长按与短按产生不同控制效果的程序及详解

9.1.10 8个独立按键控制LED和LED数码管显示的程序及详解

9.2 矩阵键盘输入电路与程序详解

9.2.1 单片机连接16键矩阵键盘和8位数码管的电路

9.2.2 矩阵键盘行列扫描方式输入及显示的程序及详解

9.2.3 中断触发键盘行列扫描的矩阵键盘输入及显示电路与程序详解

9.2.4 矩阵键盘密码锁的程序及详解

第10章 LED点阵和液晶显示屏的使用及编程

10.1 双色LED点阵的使用及编程

10.1.1 双色LED点阵的外形、结构原理与检测

10.1.2 单片机配合74HC595芯片驱动双色LED点阵的电路

10.1.3 双色点阵显示一种颜色字符的程序及详解

10.1.4 双色点阵交替显示两种颜色字符的程序及详解

10.1.5 字符移入和移出点阵的程序及详解

10.2 1602字符型液晶显示屏的使用及编程

10.2.1 1602字符型液晶显示屏的硬、软件资源

10.2.2 单片机驱动1602液晶显示屏的电路

10.2.3 1602液晶显示屏静态显示字符的程序及详解

10.2.4 1602液晶显示屏逐个显现字符的程序及详解

10.2.5 1602液晶显示屏字符滚动显示的程序及详解

10.2.6 矩阵键盘输入与1602液晶显示屏显示的电路及程序详解

第11章 步进电机的使用及编程

11.1 步进电机与驱动芯片介绍

11.1.1 步进电机的结构与工作原理

11.1.2 驱动芯片ULN2003

11.1.3 五线四相步进电机

11.2 单片机驱动步进电机的电路及编程

11.2.1 由按键、单片机、驱动芯片和数码管构成的步进电机驱动电路

11.2.2 用单4拍方式驱动步进电机正转的程序及详解

11.2.3 用双4拍方式驱动步进电机自动正反转的程序及详解

11.2.4 外部中断控制步进电机正反转的程序及详解

11.2.5 用按键控制步进电机启动、加速、减速、停止的程序及详解

第12章 串行通信的使用及编程

12.1 概述

12.1.1 并行通信和串行通信

12.1.2 串行通信的两种方式

12.1.3 串行通信的数据传送方向

12.2 串行通信口的结构与原理

12.2.1 串行通信口的结构

12.2.2 串行通信口的工作原理

12.3 串行通信口的控制寄存器

12.3.1 串行控制寄存器（SCON）

12.3.2 电源控制寄存器（PCON）

12.4 四种工作方式与波特率的设置

12.4.1 方式0

12.4.2 方式1

12.4.3 方式2

12.4.4 方式3

12.4.5 波特率的设置

12.5 串行通信的应用编程

12.5.1 利用串行通信的方式0实现产品计数显示的电路及编程

12.5.2 利用串行通信的方式1实现双机通信的电路及编程

第13章 I2C总线通信的使用及编程

13.1 I2C总线介绍

13.1.1 概述

13.1.2 I2C总线通信协议

13.1.3 I2C总线的数据传送格式

13.2 I2C总线存储器24C02（E2PROM）

13.2.1 外形与引脚功能说明

13.2.2 器件地址的设置

13.2.3 读/写操作

13.3 单片机与24C02的I2C总线通信电路及编程

13.3.1 模拟I2C总线通信的程序及详解

13.3.2 利用I2C总线从24C02读/写一个数据并用LED显示的电路及程序详解

13.3.3 利用I2C总线从24C02读/写多个数据的电路及程序详解

13.3.4 利用24C02存储按键的操作信息的电路及程序详解

第14章 A/D与D/A电路及编程

14.1 A/D（模/数）与D/A（数/模）转换

14.1.1 A/D转换

14.1.2 D/A转换

14.2 A/D与D/A转换芯片PCF8591

14.2.1 外形与引脚功能说明

14.2.2 器件地址和功能设置

14.3 由PCF8591芯片构成的A/D和D/A转换电路及编程

14.3.1 单片机、PCF8591芯片与8位数码管构成的A/D和D/A转换及显示电路

14.3.2 1路A/D转换并显示转换值的程序及详解

14.3.3 4路电压测量显示的程序及详解

14.3.4 D/A转换输出显示的程序及详解

第15章 STC89C5x系列单片机介绍

15.1 概述

15.1.1 两种版本与封装形式

15.1.2 引脚功能说明

15.1.3 STC89C5x系列单片机的型号命名规则

15.1.4 STC89C5x系列单片机的常用型号的主要参数

15.2 STC89C5x系列单片机的I/O端口

15.2.1 I/O端口上电复位状态与灌电流、拉电流

15.2.2 P4端口的使用

15.2.3 I/O端口与外部电路的连接

15.3 STC89C5x系列单片机的存储器

15.3.1 程序存储器

15.3.2 数据存储器

15.3.3 STC89C5x系列单片机的特殊功能寄存器

第16章 电路绘图设计软件基础

16.1 Protel 99 SE的组成与设计流程

16.1.1 Protel 99 SE的运行环境

16.1.2 Protel 99 SE的组成

16.1.3 Protel 99 SE设计电路的流程

16.2 Protel 99 SE的文件管理与系统参数设置

16.2.1 设计数据库文件的建立、关闭与打开

16.2.2 Protel 99 SE设计界面的介绍

16.2.3 文件管理

16.2.4 系统参数的设置

第17章 设计电路原理图

17.1 电路原理图编辑器

17.1.1 电路原理图编辑器界面介绍

17.1.2 图纸大小的设置

17.1.3 图纸方向、标题栏、边框和颜色的设置

17.1.4 图纸网格的设置

17.1.5 图纸文件信息的设置

17.1.6 光标与网格形状和颜色的设置

17.1.7 系统字体的设置

17.2 电路原理图的设计

17.2.1 装载元件库

17.2.2 查找元件

17.2.3 放置元件

17.2.4 元件的编辑

17.2.5 绘制导线和节点

17.2.6 电源和接地符号的放置

17.2.7 输入/输出端口的放置

17.2.8 元件标号的查找、替换与重排

17.3 图形的绘制和文本、图片的编辑

17.3.1 直线的绘制

17.3.2 矩形的绘制

17.3.3 多边形的绘制

17.3.4 椭圆弧线的绘制

17.3.5 椭圆的绘制

17.3.6 扇形的绘制

17.3.7 曲线的绘制

17.3.8 文本的插入与设置

17.3.9 图片的插入与设置

17.4 层次原理图的设计

17.4.1 主电路与子电路

17.4.2 由上向下设计层次原理图

17.4.3 由下向上设计层次原理图

17.5 原理图报表的生成

17.5.1 ERC报表的生成

17.5.2 网络表的生成

17.5.3 元件清单表的生成

17.5.4 交叉参考元件表的生成

17.5.5 层次项目组织表的生成

17.5.6 原理图的打印输出

第18章 制作新元件

18.1 元件库编辑器

18.1.1 元件库编辑器的启动

18.1.2 元件库编辑器介绍

18.2 新元件的制作与使用

18.2.1 绘制新元件

18.2.2 修改已有的元件

18.2.3 绘制复合元件

18.2.4 新元件的使用

18.3 元件报表的生成与元件库的管理

18.3.1 元件报表的生成

18.3.2 元件库的管理

第19章 手工设计PCB电路

19.1 PCB设计基础

19.1.1 PCB的基础知识

19.1.2 PCB的设计过程

19.1.3 PCB编辑器

19.1.4 PCB设计前的设置

19.1.5 PCB编辑器参数设置

19.2 手工设计PCB的具体方法

19.2.1 放置对象

19.2.2 手工布局

19.2.3 手工布线

第20章 自动设计PCB电路

20.1 基础知识

20.1.1 PCB的自动设计流程

20.1.2 利用原理图生成网络表

20.2 自动设计PCB的具体方法

20.2.1 自动规划PCB

20.2.2 装载元件封装和网络表

20.2.3 自动布局元件

20.2.4 手工调整布局

20.2.5 自动布线

20.2.6 手工调整布线

20.3 PCB的显示

20.3.1 单层显示模式

20.3.2 三维显示模式

20.4 PCB报表的生成及PCB的打印

20.4.1 引脚报表的生成

20.4.2 电路板信息报表的生成

20.4.3 网络状态报表的生成

20.4.4 设计层次报表的生成

20.4.5 NC钻孔报表的生成

20.4.6 元件报表的生成

20.4.7 电路特性报表的生成

20.4.8 元件位置报表的生成

20.4.9 PCB的打印

第21章 制作新元件封装

21.1 元件封装库编辑器

21.1.1 元件封装库编辑器的启动

21.1.2 元件封装库编辑器介绍

21.2 制作新元件封装的方法

21.2.1 手工制作新元件封装

21.2.2 利用向导制作新元件封装

21.3 元件封装的管理

21.3.1 查找元件封装

21.3.2 更改元件封装名称

21.3.3 放置元件封装

21.3.4 删除元件封装

21.3.5 编辑元件封装引脚焊盘