單片機原理與應用《課程簡介》：單片機已成為電子系統中進行數據采集、信息處理、通信聯絡和實施控制的重要器件。通常利用單片機技術在各種系統、儀器設備或裝置中，形成嵌入式智能系統或子系統。因此，單片機技術是電類專業特別是電子信息類學生必須具備的基本功。本課程以51系列單片機為模型，主要向學生介紹單片機的基本結構、工作原理、指令系統與程序設計、系統擴展與工程應用。作為微機原理與接口技術的后續課程，本課程強調實踐環節，側重系統構成與應用設計。力求通過實踐環節，軟、硬結合，培養初步的單片機開發能力，并使其前導課程講授的基本概念得到綜合與深化。由于課時的限制，綜合性的應用設計安排在后續課程《微機應用系統設計》中進行。 課 程 內 容：第一章 單片微型計算機概述單片機的發展與應用 MCS-51系列單片機簡介第二章 MCS-51系列單片機結構MCS-51單片機基本結構 CPU 時序簡介 存儲器空間結構 片內RAM與SFR時鐘電路與復位電路 并行I/O口與總線擴展第三章 MCS-51單片機指令系統指令系統簡介數據傳送指令 數據處理指令 位處理指令 程序控制指令匯編語言程序設計方法 程序調試的常用方法第四章 SCB-I 單片單板機SCB-I 單片單板機結構簡介 監控系統簡介SCB-I 單片單板機的基本操作 第五章 單片機常用接口電路的軟、硬件設計LED顯示接口電路與應用編程鍵盤接口電路與應用編程計數器/定時器工作原理及其應用編程MCS-51中斷系統及其應用編程8255擴展并行接口及其應用編程串行通信接口及其應用編程A/D與D/A轉換接口及其應用編程*第六章 單片機應用系統設計舉例第七章 單片機開發工具簡介* 加“*”為選講內容教學要求：1、 了解單片機的一般性概念及單片機技術的發展。2、 掌握51系列單片機的基本結構與工作原理。3、 掌握51系列單片機的指令系統與程序設計的基本方法。4、 以單片單板機為樣板，掌握51系列單片機的系統擴展設計。5、 通過實驗，掌握單片機常用接口電路的軟硬件設計及其應用。6、 以上為本課程的基本要求。作為提高要求，對有能力、有興趣的學生，若能較快地完成基本實驗，可在規定課時內安排有一定難度的綜合性實驗，以提高其應用設計的能力。 課時安排和考核方式：1、 講課40學時，實驗20學時，課內外學時比 1:2 ；（實驗從第七周開始，7個基本實驗，選做1個綜合實驗）2、 考核方式平時考查 20實驗考核 40（含實驗過程、實驗驗收與實驗報告）期末筆試 40參考書：《MCS-51單片機應用設計》 張毅剛 等編 哈爾濱工業大學出版社《MCS-51系列單片機原理及應用》 孫涵芳 徐愛卿 編著 北京航空航天大學出版社《單片微機與測控技術》 趙秀菊 等編 東南大學出版社《單片微型機原理、應用與實驗》 張友德 等編 復旦大學出版社 《單片機實驗》 肖璋 雷兆宜 編 暨南大學講義
上傳時間： 2014-01-08
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PIC系列單片機手冊 第1 章 簡介 1-1簡介 ................................................................................................................................................................. 1-2本手冊的宗旨 ................................................................................................................................................... 1-3器件結構 .......................................................................................................................................................... 1-4開發支持 .......................................................................................................................................................... 1-6器件種類 .......................................................................................................................................................... 1-7格式和符號的約定 ......................................................................................................................................... 1-12相關文檔 ........................................................................................................................................................ 1-14相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 1-17版本歷史 ........................................................................................................................................................ 1-18第2 章 振蕩器 2-1簡介 ................................................................................................................................................................. 2-2振蕩器配置 ...................................................................................................................................................... 2-2晶體振蕩器 / 陶瓷諧振器 ................................................................................................................................. 2-4外部RC 振蕩器 ............................................................................................................................................. 2-124MHz 內部 RC 振蕩器 ................................................................................................................................... 2-13休眠模式對片內振蕩器的影響 ........................................................................................................................ 2-17器件復位對片內振蕩器的影響 ........................................................................................................................ 2-17設計技巧 ........................................................................................................................................................ 2-18相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 2-19版本歷史 ........................................................................................................................................................ 2-20第3 章 復位 3-1簡介 ................................................................................................................................................................. 3-2上電復位、上電延時定時器、 起振定時器、欠壓復位和奇偶校驗錯誤復位 ...................................................... 3-4寄存器和狀態位的值 ...................................................................................................................................... 3-10設計技巧 ........................................................................................................................................................ 3-16相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 3-17版本歷史 ........................................................................................................................................................ 3-18 第4 章 架構 4-1簡介 ................................................................................................................................................................. 4-2時序圖/ 指令周期 ............................................................................................................................................ 4-5指令流/ 流水線 ................................................................................................................................................ 4-6I/O 端口描述 .................................................................................................................................................... 4-7設計技巧 ........................................................................................................................................................ 4-12相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 4-13版本歷史 ........................................................................................................................................................ 4-14 第5 章 CPU 和ALU 5-1簡介 ................................................................................................................................................................. 5-2指令的一般格式 ............................................................................................................................................... 5-4中央處理單元（CPU） .................................................................................................................................... 5-4指令時鐘 .......................................................................................................................................................... 5-4算術邏輯單元（ALU） .................................................................................................................................... 5-5狀態寄存器 ...................................................................................................................................................... 5-6OPTION_REG 寄存器 ..................................................................................................................................... 5-8電源控制寄存器 ............................................................................................................................................... 5-9設計技巧 ........................................................................................................................................................ 5-10相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 5-11版本歷史 ........................................................................................................................................................ 5-12第6 章 存儲器構成 6-1簡介 ................................................................................................................................................................. 6-2程序存儲器構成 ............................................................................................................................................... 6-2數據存儲器構成 ............................................................................................................................................... 6-8初始化 ........................................................................................................................................................... 6-14設計技巧 ........................................................................................................................................................ 6-16相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 6-17版本歷史 ........................................................................................................................................................ 6-18第7 章 數據EEPROM 7-1簡介 ................................................................................................................................................................. 7-2控制寄存器 ...................................................................................................................................................... 7-3EEADR ............................................................................................................................................................ 7-4EECON1 和EECON2 寄存器 .......................................................................................................................... 7-4從EEPROM 數據存儲器中讀數據 .................................................................................................................... 7-5向EEPROM 數據存儲器中寫數據 .................................................................................................................... 7-5寫校驗 ............................................................................................................................................................. 7-6誤寫操作保護 ................................................................................................................................................... 7-7代碼保護配置下的數據EEPROM 操作 ............................................................................................................. 7-7初始化 ............................................................................................................................................................. 7-7設計技巧 .......................................................................................................................................................... 7-8相關應用筆記 ................................................................................................................................................... 7-9版本歷史 ........................................................................................................................................................ 7-10第8 章 中斷 8-1簡介 ................................................................................................................................................................. 8-2控制寄存器 ...................................................................................................................................................... 8-5中斷響應延時 ................................................................................................................................................. 8-10INT 和外部中斷 .............................................................................................................................................. 8-10中斷的現場保護 ............................................................................................................................................. 8-11初始化 ........................................................................................................................................................... 8-14設計技巧 ........................................................................................................................................................ 8-16相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 8-17版本歷史 ........................................................................................................................................................ 8-18第9 章 I/O 端口 9-1簡介 ................................................................................................................................................................. 9-2PORTA 和TRISA 寄存器 ................................................................................................................................ 9-4PORTB 和TRISB 寄存器 ................................................................................................................................ 9-6PORTC 和TRISC 寄存器 ................................................................................................................................ 9-8PORTD 和TRISD 寄存器 ................................................................................................................................ 9-9PORTE 和TRISE 寄存器 ............................................................................................................................... 9-10PORTF 和 TRISF 寄存器 ............................................................................................................................... 9-11PORTG 和TRISG 寄存器 .............................................................................................................................. 9-12GPIO 和TRISGP 寄存器 ............................................................................................................................... 9-13I/O 編程注意事項 ........................................................................................................................................... 9-14初始化 ........................................................................................................................................................... 9-16設計技巧 ........................................................................................................................................................ 9-17相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 9-19版本歷史 ........................................................................................................................................................ 9-20第10 章 并行從動端口 10-1簡介 ............................................................................................................................................................... 10-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 10-3操作 ............................................................................................................................................................... 10-4休眠模式下的操作 ......................................................................................................................................... 10-5復位的影響 .................................................................................................................................................... 10-5PSP 波形 ....................................................................................................................................................... 10-5設計技巧 ........................................................................................................................................................ 10-6相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 10-7版本歷史 ........................................................................................................................................................ 10-8 第11 章 TIMER0 11-1簡介 ............................................................................................................................................................... 11-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 11-3操作 ............................................................................................................................................................... 11-4TMR0 中斷 .................................................................................................................................................... 11-5Timer0 外部時鐘的使用 ................................................................................................................................. 11-6TMR0 的預分頻器 ......................................................................................................................................... 11-7設計技巧 ...................................................................................................................................................... 11-10相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 11-11版本歷史 ...................................................................................................................................................... 11-12第12 章 TIMER1 12-1簡介 ............................................................................................................................................................... 12-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 12-3Timer1 工作在定時器模式 ..............................................................................................................................12-4Timer1 工作在同步計數器模式 ....................................................................................................................... 12-4Timer1 工作在異步計數器模式 ....................................................................................................................... 12-5Timer1 振蕩器 ............................................................................................................................................... 12-7休眠操作 ........................................................................................................................................................ 12-9用CCP 觸發器的輸出將Timer1 復位 ............................................................................................................. 12-9Timer1 寄存器（TMR1H:TMR1L）的復位 .................................................................................................... 12-9Timer1 預分頻器 ............................................................................................................................................ 12-9初始化 ......................................................................................................................................................... 12-10設計技巧 ...................................................................................................................................................... 12-12相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 12-13版本歷史 ...................................................................................................................................................... 12-14第13 章 TIMER2 13-1簡介 ............................................................................................................................................................... 13-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 13-3定時器時鐘源 ................................................................................................................................................. 13-4定時器TMR2 和PR2 周期寄存器 .................................................................................................................. 13-4TMR2 匹配輸出 ............................................................................................................................................. 13-4將Timer2 的預分頻器和后分頻器清零 ........................................................................................................... 13-4休眠操作 ........................................................................................................................................................ 13-4初始化 ........................................................................................................................................................... 13-5設計技巧 ........................................................................................................................................................ 13-6相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 13-7版本歷史 ........................................................................................................................................................ 13-8第14 章 比較/ 捕捉/ 脈寬調制(CCP) 14-1簡介 ............................................................................................................................................................... 14-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 14-3捕捉模式 ........................................................................................................................................................ 14-4比較模式 ........................................................................................................................................................ 14-6PWM 模式 ..................................................................................................................................................... 14-8初始化 ......................................................................................................................................................... 14-12設計技巧 ...................................................................................................................................................... 14-15相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 14-17版本歷史 ...................................................................................................................................................... 14-18第15 章 同步串行口（SSP） 15-1簡介 ............................................................................................................................................................... 15-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 15-3SPITM 模式 .................................................................................................................................................... 15-6SSP 模塊的I2CTM 操作 ............................................................................................................................... 15-16初始化 ......................................................................................................................................................... 15-26設計技巧 ...................................................................................................................................................... 15-28相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 15-29版本歷史 ...................................................................................................................................................... 15-30第16 章 基本同步串行口（BSSP） 16-1簡介 ............................................................................................................................................................... 16-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 16-3SPITM 模式 .................................................................................................................................................... 16-6SSP 模塊 的I2CTM 操作 ............................................................................................................................... 16-15初始化 ......................................................................................................................................................... 16-23設計技巧 ...................................................................................................................................................... 16-24相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 16-25版本歷史 ...................................................................................................................................................... 16-26第17 章 主同步串行口（MSSP） 17-1簡介 ............................................................................................................................................................... 17-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 17-4SPITM 模式 .................................................................................................................................................... 17-9SSP 模塊的 I2C™ 操作 ............................................................................................................................... 17-18I2CTM 總線的連接注意事項 ........................................................................................................................... 17-56初始化 ......................................................................................................................................................... 17-57設計技巧 ...................................................................................................................................................... 17-58相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 17-59版本歷史 ...................................................................................................................................................... 17-60第18 章 USART 18-1簡介 ............................................................................................................................................................... 18-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 18-3USART 波特率發生器（BRG） ..................................................................................................................... 18-5USART 異步工作模式 ................................................................................................................................... 18-8USART 同步主控模式 .................................................................................................................................. 18-15USART 同步從動模式 ................................................................................................................................. 18-19初始化 ......................................................................................................................................................... 18-21設計技巧 ...................................................................................................................................................... 18-22相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 18-23版本歷史 ...................................................................................................................................................... 18-24第19 章 參考電壓模塊 19-1簡介 ............................................................................................................................................................... 19-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 19-3配置參考電壓 ................................................................................................................................................. 19-4參考電壓精度 ................................................................................................................................................. 19-5休眠模式下的操作 ......................................................................................................................................... 19-5復位的影響 .................................................................................................................................................... 19-5連接注意事項 ................................................................................................................................................. 19-6初始化 ........................................................................................................................................................... 19-7設計技巧 ........................................................................................................................................................ 19-8相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 19-9版本歷史 ...................................................................................................................................................... 19-10第20 章 比較器 20-1簡介 ............................................................................................................................................................... 20-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 20-3設置比較器模式 ............................................................................................................................................. 20-4比較器工作原理 ............................................................................................................................................. 20-6比較器參考源 ................................................................................................................................................. 20-6比較器的響應時間 ......................................................................................................................................... 20-8比較器輸出 .................................................................................................................................................... 20-8比較器中斷 .................................................................................................................................................... 20-9休眠狀態下比較器的操作 ............................................................................................................................... 20-9復位的影響 .................................................................................................................................................... 20-9模擬輸入連接方式注意事項 .......................................................................................................................... 20-10初始化 ......................................................................................................................................................... 20-11設計技巧 ...................................................................................................................................................... 20-12相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 20-13版本歷史 ...................................................................................................................................................... 20-14第21 章 8 位A/D 轉換器 21-1簡介 ............................................................................................................................................................... 21-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 21-3操作 ............................................................................................................................................................... 21-5A/D 采集時間要求 .......................................................................................................................................... 21-6A/D 轉換時鐘的選擇 ...................................................................................................................................... 21-8配置模擬輸入端口 ......................................................................................................................................... 21-9A/D 轉換 ...................................................................................................................................................... 21-10休眠期間的A/D 轉換 ................................................................................................................................... 21-12A/D 精度/ 誤差 ............................................................................................................................................ 21-13復位對A/D 轉換的影響 ................................................................................................................................ 21-13CCP 觸發器的使用 ...................................................................................................................................... 21-14連接注意事項 ............................................................................................................................................... 21-14傳遞函數 ...................................................................................................................................................... 21-14初始化 ......................................................................................................................................................... 21-15設計技巧 ...................................................................................................................................................... 21-16相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 21-17版本歷史 ...................................................................................................................................................... 21-18第22 章 基本型8 位A/D 轉換器 22-1簡介 ............................................................................................................................................................... 22-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 22-3A/D 采集時間要求 .......................................................................................................................................... 22-6A/D 轉換時鐘的選擇 ...................................................................................................................................... 22-8配置模擬輸入端口 ....................................................................................................................................... 22-10A/D 轉換 ...................................................................................................................................................... 22-11休眠期間的A/D 轉換 ................................................................................................................................... 22-14A/D 轉換精度/ 誤差 ..................................................................................................................................... 22-15復位對A/D 轉換的影響 ................................................................................................................................ 22-16連接時的考慮事項 ....................................................................................................................................... 22-16傳遞函數 ...................................................................................................................................................... 22-16初始化 ......................................................................................................................................................... 22-17設計技巧 ...................................................................................................................................................... 22-18相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 22-19版本歷史 ...................................................................................................................................................... 22-20第23 章 10 位A/D 轉換器 23-1簡介 ............................................................................................................................................................... 23-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 23-3操作 ............................................................................................................................................................... 23-5A/D 采集時間要求 .......................................................................................................................................... 23-6A/D 轉換時鐘的選擇 ...................................................................................................................................... 23-8模擬輸入引腳的設置 ...................................................................................................................................... 23-9A/D 轉換的編程舉例 .................................................................................................................................... 23-10休眠期間的A/D 轉換 ................................................................................................................................... 23-14復位對A/D 轉換的影響 ................................................................................................................................ 23-14A/D 轉換精度與誤差 .................................................................................................................................... 23-15連接時的考慮事項 ....................................................................................................................................... 23-16傳遞函數 ...................................................................................................................................................... 23-16初始化 ......................................................................................................................................................... 23-17設計技巧 ...................................................................................................................................................... 23-18相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 23-19版本歷史 ...................................................................................................................................................... 23-20第24 章 積分型A/D 轉換器 24-1簡介 ............................................................................................................................................................... 24-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 24-3轉換過程 ........................................................................................................................................................ 24-6其它模擬模塊 ............................................................................................................................................... 24-12校準參數 ...................................................................................................................................................... 24-13設計技巧 ...................................................................................................................................................... 24-14相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 24-15版本歷史 ...................................................................................................................................................... 24-16第25 章 LCD 25-1簡介 ............................................................................................................................................................... 25-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 25-3LCD 定時 ....................................................................................................................................................... 25-6LCD 中斷 ..................................................................................................................................................... 25-12像素控制 ...................................................................................................................................................... 25-13電壓發生器 .................................................................................................................................................. 25-15休眠模式下的操作 ....................................................................................................................................... 25-16復位的影響 .................................................................................................................................................. 25-17LCD 模塊的設置 .......................................................................................................................................... 25-17判別比 ......................................................................................................................................................... 25-18LCD 電壓發生器 .......................................................................................................................................... 25-20對比度 ......................................................................................................................................................... 25-22LCD 玻璃基板 .............................................................................................................................................. 25-22初始化 ......................................................................................................................................................... 25-23設計技巧 ...................................................................................................................................................... 25-24相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 25-25版本歷史 ...................................................................................................................................................... 25-26第26 章 看門狗定時器與休眠模式 26-1簡介 ............................................................................................................................................................... 26-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 26-3看門狗定時器（WDT）的操作 ....................................................................................................................... 26-4休眠省電模式 ................................................................................................................................................. 26-7初始化 ........................................................................................................................................................... 26-9設計技巧 ...................................................................................................................................................... 26-10相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 26-11版本歷史 ...................................................................................................................................................... 26-12第27 章 器件配置位 27-1簡介 ............................................................................................................................................................... 27-2配置字位 ........................................................................................................................................................ 27-4編程校驗/ 代碼保護 ....................................................................................................................................... 27-8識別碼ID 的位置 ........................................................................................................................................... 27-9設計技巧 ...................................................................................................................................................... 27-10相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 27-11版本歷史 ...................................................................................................................................................... 27-12第28 章 在線串行編程 28-1簡介 ............................................................................................................................................................... 28-2進入在線串行編程模式 .................................................................................................................................. 28-3應用電路 ........................................................................................................................................................ 28-4編程器 ........................................................................................................................................................... 28-6編程環境 ........................................................................................................................................................ 28-6其它優點 ........................................................................................................................................................ 28-7PICmicro® OTP 型單片機的現場編程 ............................................................................................................. 28-8FLASH 型 PICmicro® 單片機的現場編程 ...................................................................................................... 28-10設計技巧 ...................................................................................................................................................... 28-12相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 28-13版本歷史 ...................................................................................................................................................... 28-14第29 章 指令集 29-1簡介 ............................................................................................................................................................... 29-2指令格式 ........................................................................................................................................................ 29-4作為源/ 目標寄存器的特殊功能寄存器 ........................................................................................................... 29-6Q 周期操作 .................................................................................................................................................... 29-7指令描述 ........................................................................................................................................................ 29-8設計技巧 ...................................................................................................................................................... 29-45相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 29-47版本歷史 ...................................................................................................................................................... 29-48第30 章 電氣規范 30-1簡介 ............................................................................................................................................................... 30-2絕對最大值 .................................................................................................................................................... 30-3器件選型表 .................................................................................................................................................... 30-4器件電壓規范 ................................................................................................................................................. 30-5器件電流特性 ................................................................................................................................................. 30-6輸入閾值電平 ................................................................................................................................................. 30-9I/O 電流特性 ................................................................................................................................................ 30-10輸出驅動電壓 ............................................................................................................................................... 30-11I/O 引腳的容性負載 ..................................................................................................................................... 30-12數據EEPROM / 閃存 .................................................................................................................................. 30-13LCD ............................................................................................................................................................. 30-14比較器和參考電壓 ....................................................................................................................................... 30-15時序參數符號 ............................................................................................................................................... 30-16外部時鐘時序波形圖和時序要求示例 ............................................................................................................ 30-17上電和復位時序波形圖及要求示例 ............................................................................................................... 30-19定時器Timer0 和Timer1 時序波形圖及要求示例 ......................................................................................... 30-20CCP 的時序圖及要求 ................................................................................................................................... 30-21并行從動端口 (PSP) 時序圖及要求 .............................................................................................................. 30-22SSP 和 MSSP SPITM 模式時序波形圖及要求示例 ....................................................................................... 30-23SSP I2CTM 模式時序波形圖及要求示例 ........................................................................................................ 30-27MSSP I2CTM 模式時序波形圖及要求示例 ..................................................................................................... 30-30USART/SCI 時序波形圖及要求示例 ............................................................................................................. 30-328 位 A/D 時序波形圖及要求示例 ................................................................................................................... 30-3410 位A/D 時序波形圖及要求示例 ................................................................................................................. 30-36積分型A/D 時序波形圖及要求示例 ............................................................................................................... 30-38LCD 時序波形圖及要求示例 ......................................................................................................................... 30-40相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 30-41版本歷史 ...................................................................................................................................................... 30-42第31 章 器件特性 31-1簡介 ............................................................................................................................................................... 31-2特性和電氣規范 ............................................................................................................................................. 31-2DC 和AC 特性圖表 ....................................................................................................................................... 31-2版本歷史 ...................................................................................................................................................... 31-22第32 章 開發工具 32-1簡介 ............................................................................................................................................................... 32-2集成開發環境（IDE） ................................................................................................................................... 32-3MPLAB® 軟件語言支持 ................................................................................................................................. 32-6MPLAB® SIM 軟件模擬器 ............................................................................................................................... 32-8MPLAB® 硬件仿真器支持 ............................................................................................................................... 32-9MPLAB® 編程器支持 ................................................................................................................................... 32-10輔助工具 ...................................................................................................................................................... 32-11開發板 ......................................................................................................................................................... 32-12針對其它Microchip 產品的開發工具 ............................................................................................................ 32-14相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 32-15版本歷史 ...................................................................................................................................................... 32-16第33 章 代碼開發 33-1版本歷史 ........................................................................................................................................................ 33-2第34 章 附錄 34-1I2CTM 概述...................................................................................................................................................... 34-2LCD 玻璃基板生產商.................................................................................................................................... 34-11改進的器件特性............................................................................................................................................ 34-13版本歷史....................................................................................................................................................... 34-19第35 章 術語表 35-1版本歷史 ...................................................................................................................................................... 35-14目錄
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單片機應用系統抗干擾技術:第1章 電磁干擾控制基礎. 1.1 電磁干擾的基本概念1 1.1.1 噪聲與干擾1 1.1.2 電磁干擾的形成因素2 1.1.3 干擾的分類2 1.2 電磁兼容性3 1.2.1 電磁兼容性定義3 1.2.2 電磁兼容性設計3 1.2.3 電磁兼容性常用術語4 1.2.4 電磁兼容性標準6 1.3 差模干擾和共模干擾8 1.3.1 差模干擾8 1.3.2 共模干擾9 1.4 電磁耦合的等效模型9 1.4.1 集中參數模型9 1.4.2 分布參數模型10 1.4.3 電磁波輻射模型11 1.5 電磁干擾的耦合途徑14 1.5.1 傳導耦合14 1.5.2 感應耦合（近場耦合）15 .1.5.3 電磁輻射耦合（遠場耦合）15 1.6 單片機應用系統電磁干擾控制的一般方法16 第2章 數字信號耦合與傳輸機理 2.1 數字信號與電磁干擾18 2.1.1 數字信號的開關速度與頻譜18 2.1.2 開關暫態電源尖峰電流噪聲22 2.1.3 開關暫態接地反沖噪聲24 2.1.4 高速數字電路的EMI特點25 2.2 導線阻抗與線間耦合27 2.2.1 導體交直流電阻的計算27 2.2.2 導體電感量的計算29 2.2.3 導體電容量的計算31 2.2.4 電感耦合分析32 2.2.5 電容耦合分析35 2.3 信號的長線傳輸36 2.3.1 長線傳輸過程的數學描述36 2.3.2 均勻傳輸線特性40 2.3.3 傳輸線特性阻抗計算42 2.3.4 傳輸線特性阻抗的重復性與阻抗匹配44 2.4 數字信號傳輸過程中的畸變45 2.4.1 信號傳輸的入射畸變45 2.4.2 信號傳輸的反射畸變46 2.5 信號傳輸畸變的抑制措施49 2.5.1 最大傳輸線長度的計算49 2.5.2 端點的阻抗匹配50 2.6 數字信號的輻射52 2.6.1 差模輻射52 2.6.2 共模輻射55 2.6.3 差模和共模輻射比較57 第3章 常用元件的可靠性能與選擇 3.1 元件的選擇與降額設計59 3.1.1 元件的選擇準則59 3.1.2 元件的降額設計59 3.2 電阻器60 3.2.1 電阻器的等效電路60 3.2.2 電阻器的內部噪聲60 3.2.3 電阻器的溫度特性61 3.2.4 電阻器的分類與主要參數62 3.2.5 電阻器的正確選用66 3.3 電容器67 3.3.1 電容器的等效電路67 3.3.2 電容器的種類與型號68 3.3.3 電容器的標志方法70 3.3.4 電容器引腳的電感量71 3.3.5 電容器的正確選用71 3.3.6 電容器使用注意事項73 3.4 電感器73 3.4.1 電感器的等效電路74 3.4.2 電感器使用的注意事項74 3.5 數字集成電路的抗干擾性能75 3.5.1 噪聲容限與抗干擾能力75 3.5.2 施密特集成電路的噪聲容限77 3.5.3 TTL數字集成電路的抗干擾性能78 3.5.4 CMOS數字集成電路的抗干擾性能79 3.5.5 CMOS電路使用中注意事項80 3.5.6 集成門電路系列型號81 3.6 高速CMOS 54/74HC系列接口設計83 3.6.1 54/74HC 系列芯片特點83 3.6.2 74HC與TTL接口85 3.6.3 74HC與單片機接口85 3.7 元器件的裝配工藝對可靠性的影響86 第4章 電磁干擾硬件控制技術 4.1 屏蔽技術88 4.1.1 電場屏蔽88 4.1.2 磁場屏蔽89 4.1.3 電磁場屏蔽91 4.1.4 屏蔽損耗的計算92 4.1.5 屏蔽體屏蔽效能的計算99 4.1.6 屏蔽箱的設計100 4.1.7 電磁泄漏的抑制措施102 4.1.8 電纜屏蔽層的屏蔽原理108 4.1.9 屏蔽與接地113 4.1.10 屏蔽設計要點113 4.2 接地技術114 4.2.1 概述114 4.2.2 安全接地115 4.2.3 工作接地117 4.2.4 接地系統的布局119 4.2.5 接地裝置和接地電阻120 4.2.6 地環路問題121 4.2.7 浮地方式122 4.2.8 電纜屏蔽層接地123 4.3 濾波技術126 4.3.1 濾波器概述127 4.3.2 無源濾波器130 4.3.3 有源濾波器138 4.3.4 鐵氧體抗干擾磁珠143 4.3.5 貫通濾波器146 4.3.6 電纜線濾波連接器149 4.3.7 PCB板濾波器件154 4.4 隔離技術155 4.4.1 光電隔離156 4.4.2 繼電器隔離160 4.4.3 變壓器隔離 161 4.4.4 布線隔離161 4.4.5 共模扼流圈162 4.5 電路平衡結構164 4.5.1 雙絞線在平衡電路中的使用164 4.5.2 同軸電纜的平衡結構165 4.5.3 差分放大器165 4.6 雙絞線的抗干擾原理及應用166 4.6.1 雙絞線的抗干擾原理166 4.6.2 雙絞線的應用168 4.7 信號線間的串擾及抑制169 4.7.1 線間串擾分析169 4.7.2 線間串擾的抑制173 4.8 信號線的選擇與敷設174 4.8.1 信號線型式的選擇174 4.8.2 信號線截面的選擇175 4.8.3 單股導線的阻抗分析175 4.8.4 信號線的敷設176 4.9 漏電干擾的防止措施177 4.10 抑制數字信號噪聲常用硬件措施177 4.10.1 數字信號負傳輸方式178 4.10.2 提高數字信號的電壓等級178 4.10.3 數字輸入信號的RC阻容濾波179 4.10.4 提高輸入端的門限電壓181 4.10.5 輸入開關觸點抖動干擾的抑制方法181 4.10.6 提高器件的驅動能力184 4.11 靜電放電干擾及其抑制184 第5章 主機單元配置與抗干擾設計 5.1 單片機主機單元組成特點186 5.1.1 80C51最小應用系統186 5.1.2 低功耗單片機最小應用系統187 5.2 總線的可靠性設計191 5.2.1 總線驅動器191 5.2.2 總線的負載平衡192 5.2.3 總線上拉電阻的配置192 5.3 芯片配置與抗干擾193 5.3.1去耦電容配置194 5.3.2 數字輸入端的噪聲抑制194 5.3.3 數字電路不用端的處理195 5.3.4 存儲器的布線196 5.4 譯碼電路的可靠性分析197 5.4.1 過渡干擾與譯碼選通197 5.4.2 譯碼方式與抗干擾200 5.5 時鐘電路配置200 5.6 復位電路設計201 5.6.1 復位電路RC參數的選擇201 5.6.2 復位電路的可靠性與抗干擾分析202 5.6.3 I/O接口芯片的延時復位205 5.7 單片機系統的中斷保護問題205 5.7.1 80C51單片機的中斷機構205 5.7.2 常用的幾種中斷保護措施205 5.8 RAM數據掉電保護207 5.8.1 片內RAM數據保護207 5.8.2 利用雙片選的外RAM數據保護207 5.8.3 利用DS1210實現外RAM數據保護208 5.8.4 2 KB非易失性隨機存儲器DS1220AB/AD211 5.9 看門狗技術215 5.9.1 由單穩態電路實現看門狗電路216 5.9.2 利用單片機片內定時器實現軟件看門狗217 5.9.3 軟硬件結合的看門狗技術219 5.9.4 單片機內配置看門狗電路221 5.10 微處理器監控器223 5.10.1 微處理器監控器MAX703～709/813L223 5.10.2 微處理器監控器MAX791227 5.10.3 微處理器監控器MAX807231 5.10.4 微處理器監控器MAX690A/MAX692A234 5.10.5 微處理器監控器MAX691A/MAX693A238 5.10.6 帶備份電池的微處理器監控器MAX1691242 5.11 串行E2PROM X25045245 第6章 測量單元配置與抗干擾設計 6.1 概述255 6.2 模擬信號放大器256 6.2.1 集成運算放大器256 6.2.2 測量放大器組成原理260 6.2.3 單片集成測量放大器AD521263 6.2.4 單片集成測量放大器AD522265 6.2.5 單片集成測量放大器AD526266 6.2.6 單片集成測量放大器AD620270 6.2.7 單片集成測量放大器AD623274 6.2.8 單片集成測量放大器AD624276 6.2.9 單片集成測量放大器AD625278 6.2.10 單片集成測量放大器AD626281 6.3 電壓/電流變換器（V/I）283 6.3.1 V/I變換電路..283 6.3.2 集成V/I變換器XTR101284 6.3.3 集成V/I變換器XTR110289 6.3.4 集成V/I變換器AD693292 6.3.5 集成V/I變換器AD694299 6.4 電流/電壓變換器（I/V）302 6.4.1 I/V變換電路302 6.4.2 RCV420型I/V變換器303 6.5 具有放大、濾波、激勵功能的模塊2B30/2B31305 6.6 模擬信號隔離放大器313 6.6.1 隔離放大器ISO100313 6.6.2 隔離放大器ISO120316 6.6.3 隔離放大器ISO122319 6.6.4 隔離放大器ISO130323 6.6.5 隔離放大器ISO212P326 6.6.6 由兩片VFC320組成的隔離放大器329 6.6.7 由兩光耦組成的實用線性隔離放大器333 6.7 數字電位器及其應用336 6.7.1 非易失性數字電位器x9221336 6.7.2 非易失性數字電位器x9241343 6.8 傳感器供電電源的配置及抗干擾346 6.8.1 傳感器供電電源的擾動補償347 6.8.2 單片集成精密電壓芯片349 6.8.3 A/D轉換器芯片提供基準電壓350 6.9 測量單元噪聲抑制措施351 6.9.1 外部噪聲源的干擾及其抑制351 6.9.2 輸入信號串模干擾的抑制352 6.9.3 輸入信號共模干擾的抑制353 6.9.4 儀器儀表的接地噪聲355 第7章 D/A、A/D單元配置與抗干擾設計 7.1 D/A、A/D轉換器的干擾源357 7.2 D/A轉換原理及抗干擾分析358 7.2.1 T型電阻D/A轉換器359 7.2.2 基準電源精度要求361 7.2.3 D/A轉換器的尖峰干擾362 7.3 典型D/A轉換器與單片機接口363 7.3.1 并行12位D/A轉換器AD667363 7.3.2 串行12位D/A轉換器MAX5154370 7.4 D/A轉換器與單片機的光電接口電路377 7.5 A/D轉換器原理與抗干擾性能378 7.5.1 逐次比較式ADC原理378 7.5.2 余數反饋比較式ADC原理378 7.5.3 雙積分ADC原理380 7.5.4 V/F ADC原理382 7.5.5 ∑Δ式ADC原理384 7.6 典型A/D轉換器與單片機接口387 7.6.18 位并行逐次比較式MAX 118387 7.6.28 通道12位A/D轉換器MAX 197394 7.6.3 雙積分式A/D轉換器5G14433399 7.6.4 V/F轉換器AD 652在A/D轉換器中的應用403 7.7 采樣保持電路與抗干擾措施408 7.8 多路模擬開關與抗干擾措施412 7.8.1 CD4051412 7.8.2 AD7501413 7.8.3 多路開關配置與抗干擾技術413 7.9 D/A、A/D轉換器的電源、接地與布線416 7.10 精密基準電壓電路與噪聲抑制416 7.10.1 基準電壓電路原理417 7.10.2 引腳可編程精密基準電壓源AD584418 7.10.3 埋入式齊納二極管基準AD588420 7.10.4 低漂移電壓基準MAX676/MAX677/MAX678422 7.10.5 低功率低漂移電壓基準MAX873/MAX875/MAX876424 7.10.6 MC1403/MC1403A、MC1503精密電壓基準電路430 第8章 功率接口與抗干擾設計 8.1 功率驅動元件432 8.1.1 74系列功率集成電路432 8.1.2 75系列功率集成電路433 8.1.3 MOC系列光耦合過零觸發雙向晶閘管驅動器435 8.2 輸出控制功率接口電路438 8.2.1 繼電器輸出驅動接口438 8.2.2 繼電器—接觸器輸出驅動電路439 8.2.3 光電耦合器—晶閘管輸出驅動電路439 8.2.4 脈沖變壓器—晶閘管輸出電路440 8.2.5 單片機與大功率單相負載的接口電路441 8.2.6 單片機與大功率三相負載間的接口電路442 8.3 感性負載電路噪聲的抑制442 8.3.1 交直流感性負載瞬變噪聲的抑制方法442 8.3.2 晶閘管過零觸發的幾種形式445 8.3.3 利用晶閘管抑制感性負載的瞬變噪聲447 8.4 晶閘管變流裝置的干擾和抑制措施448 8.4.1 晶閘管變流裝置電氣干擾分析448 8.4.2 晶閘管變流裝置的抗干擾措施449 8.5 固態繼電器451 8.5.1 固態繼電器的原理和結構451 8.5.2 主要參數與選用452 8.5.3 交流固態繼電器的使用454 第9章 人機對話單元配置與抗干擾設計 9.1 鍵盤接口抗干擾問題456 9.2 LED顯示器的構造與特點458 9.3 LED的驅動方式459 9.3.1 采用限流電阻的驅動方式459 9.3.2 采用LM317的驅動方式460 9.3.3 串聯二極管壓降驅動方式462 9.4 典型鍵盤/顯示器接口芯片與單片機接口463 9.4.1 8位LED驅動器ICM 7218B463 9.4.2 串行LED顯示驅動器MAX 7219468 9.4.3 并行鍵盤/顯示器專用芯片8279482 9.4.4 串行鍵盤/顯示器專用芯片HD 7279A492 9.5 LED顯示接口的抗干擾措施502 9.5.1 LED靜態顯示接口的抗干擾502 9.5.2 LED動態顯示接口的抗干擾506 9.6 打印機接口與抗干擾技術508 9.6.1 并行打印機標準接口信號508 9.6.2 打印機與單片機接口電路509 9.6.3 打印機電磁干擾的防護設計510 9.6.4 提高數據傳輸可靠性的措施512 第10章 供電電源的配置與抗干擾設計 10.1 電源干擾問題概述513 10.1.1 電源干擾的類型513 10.1.2 電源干擾的耦合途徑514 10.1.3 電源的共模和差模干擾515 10.1.4 電源抗干擾的基本方法516 10.2 EMI電源濾波器517 10.2.1 實用低通電容濾波器518 10.2.2 雙繞組扼流圈的應用518 10.3 EMI濾波器模塊519 10.3.1 濾波器模塊基礎知識519 10.3.2 電源濾波器模塊521 10.3.3 防雷濾波器模塊531 10.3.4 脈沖群抑制模塊532 10.4 瞬變干擾吸收器件532 10.4.1 金屬氧化物壓敏電阻（MOV）533 10.4.2 瞬變電壓抑制器（TVS）537 10.5 電源變壓器的屏蔽與隔離552 10.6 交流電源的供電抗干擾方案553 10.6.1 交流電源配電方式553 10.6.2 交流電源抗干擾綜合方案555 10.7 供電直流側抑制干擾措施555 10.7.1 整流電路的高頻濾波555 10.7.2 串聯型直流穩壓電源配置與抗干擾556 10.7.3 集成穩壓器使用中的保護557 10.8 開關電源干擾的抑制措施559 10.8.1 開關噪聲的分類559 10.8.2 開關電源噪聲的抑制措施560 10.9 微機用不間斷電源UPS561 10.10 采用晶閘管無觸點開關消除瞬態干擾設計方案564 第11章 印制電路板的抗干擾設計 11.1 印制電路板用覆銅板566 11.1.1 覆銅板材料566 11.1.2 覆銅板分類568 11.1.3 覆銅板的標準與電性能571 11.1.4 覆銅板的主要特點和應用583 11.2 印制板布線設計基礎585 11.2.1 印制板導線的阻抗計算585 11.2.2 PCB布線結構和特性阻抗計算587 11.2.3 信號在印制板上的傳播速度589 11.3 地線和電源線的布線設計590 11.3.1 降低接地阻抗的設計590 11.3.2 減小電源線阻抗的方法591 11.4 信號線的布線原則592 11.4.1 信號傳輸線的尺寸控制592 11.4.2 線間串擾控制592 11.4.3 輻射干擾的抑制593 11.4.4 反射干擾的抑制594 11.4.5 微機自動布線注意問題594 11.5 配置去耦電容的方法594 11.5.1 電源去耦595 11.5.2 集成芯片去耦595 11.6 芯片的選用與器件布局596 11.6.1 芯片選用指南596 11.6.2 器件的布局597 11.6.3 時鐘電路的布置598 11.7 多層印制電路板599 11.7.1 多層印制板的結構與特點599 11.7.2 多層印制板的布局方案600 11.7.3 20H原則605 11.8 印制電路板的安裝和板間配線606 第12章 軟件抗干擾原理與方法 12.1 概述607 12.1.1 測控系統軟件的基本要求607 12.1.2 軟件抗干擾一般方法607 12.2 指令冗余技術608 12.2.1 NOP的使用609 12.2.2 重要指令冗余609 12.3 軟件陷阱技術609 12.3.1 軟件陷阱609 12.3.2 軟件陷阱的安排610 12.4 故障自動恢復處理程序613 12.4.1 上電標志設定614 12.4.2 RAM中數據冗余保護與糾錯616 12.4.3 軟件復位與中斷激活標志617 12.4.4 程序失控后恢復運行的方法618 12.5 數字濾波619 12.5.1 程序判斷濾波法620 12.5.2 中位值濾波法620 12.5.3 算術平均濾波法621 12.5.4 遞推平均濾波法623 12.5.5 防脈沖干擾平均值濾波法624 12.5.6 一階滯后濾波法626 12.6 干擾避開法627 12.7 開關量輸入/輸出軟件抗干擾設計629 12.7.1 開關量輸入軟件抗干擾措施629 12.7.2 開關量輸出軟件抗干擾措施629 12.8 編寫軟件的其他注意事項630 附錄 電磁兼容器件選購信息632
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本資料是關于Nexys3板卡的培訓資料。Nexys 開發板是基于最新技術Spartan-6 FPGA的數字系統開發平臺。它擁有48M字節的外部存儲器（包括2個非易失性的相變存儲器），以及豐富的I/O器件和接口，可以適用于各式各樣的數字系統。 板上自帶AdeptTM高速USB2接口可以為開發板提供電源，也可以燒錄程序到FPGA，用戶數據的傳輸速率可以達到38M字節/秒。 Nexys3開發板可以通過添加一些低成本的外設Pmods （可以多達30幾個）和Vmods （最新型外設）來實現額外的功能，例如A/D和D/A轉換器，線路板，電機驅動裝置，和實現裝置等等。另外，Nexys3完全兼容所有的賽靈思工具，包括免費的WebPackTM，ChipscopeTM，EDKTM（嵌入式處理器設計套件），以及其他工具。 圖 Nexys3板卡介紹
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上傳時間： 2013-10-24
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基于GAL器件的步進電機控制器的研究與設計 采用GAL控制脈沖分配的邏輯設計 若采用集成電路芯片來實現三相六拍步進電機的 控制,所用器件較多! 電路一般比較復雜# 為了滿足電機 轉速的二分頻! 在同一時鐘頻率控制下! 必須利用一個 3 型觸發器! 通過; 參與組合邏輯來實現# 其邏輯電路 如圖D 所示# ;H 為控制信號!
上傳時間： 2013-11-10
上傳用戶：非洲之星
MCS51系列、MCS96系列等單片機由于都不帶SPI串行總線接口而限制了其在SPI總線接口器件的使用。文中介紹了SPI串行總線的特征和時序，并以串行E2PROM為例，給出了在51系列單片機上利用I/O口線實現SPI串行總線接口的方法和軟件設計程序(匯編語言)。
上傳時間： 2015-05-24
上傳用戶：bakdesec
附有本人超級詳細解釋（看不懂的面壁十天?。? 一、 實際問題: 希爾排序(Shell Sort)是插入排序的一種。因D．L．Shell于1959年提出而得名。它又稱“縮小增量分類法”，在時間效率上比插入、比較、冒泡等排序算法有了較大改進。能對無序序列按一定規律進行排序。 二、數學模型: 先取一個小于n的整數d1作為第一個增量，把文件的全部記錄分成d1個組。所有距離為dl的倍數的記錄放在同一個組中。先在各組內進行直接插人排序；然后，取第二個增量d2<d1重復上述的分組和排序，直至所取的增量dt=1(dt<dt-l<…<d2<d1)，即所有記錄放在同一組中進行直接插入排序為止。該方法實質上是一種分組插入方法。 三、算法設計: 1、將相隔某個增量dlta[k]的元素構成一個子序列。在排序過程中，逐次減小這個增量，最后當h減到1時，進行一次插入排序，排序就完成。增量序列一般采用：dlta[k]=2t-k+1-1,其中t為排序趟數，1≤k≤t≤[log2 (n+1)]，其中n為待排序序列的長度。按增量序列dlta[0..t-1]。 2、按增量dlta[k]（1≤k≤t≤[log2 (n+1)]）進行一趟希爾插入排序。 3、在主函數中控制程序執行流程。 4、時間復雜度：1≤k≤t≤[log2 (n+1)]時為O（n3/2）。
上傳時間： 2013-12-11
上傳用戶：天涯
//在tc3.0++在運行 //a數組用于隨機產生1-6數表示每個方格后面的圖形.用inita()函數來實現 //c數組用于記錄方格的狀態,用字符L(lock)表示沒有打開的方格 //D(delete)表示已消去的方格.O(open)表示打開的方格. //變量m表示按回車鍵的有效次數.也是記憶力參數,越小記憶力越好 //變量xpos,ypos用于表示當前光標所在的位置 //(x1,y1),(x2,y2)用于記錄打開的兩個方格的位置 //judge()函數用于控制光標范圍,使其不能移出長方形 //win()函數用于判斷游戲是否過關，通過判斷每個方格是否全是 D 狀態 //xago,yago 用于記錄移動前的位置 //ax,ay表示行列式的行與列,用它們來控制游戲的關數,ax位于3-6之間，ay位于4-7之間 //z來控制方格后的圖形 //第一關后面的圖形用1-6代表的圖形.第二關后面的圖形用0-9十個數。第三關后面的圖形用A-O十五個字母, //第四關后面的圖形用A-T二十一個字母
上傳時間： 2015-06-19
上傳用戶：hgy9473
本書第二部分講述的是在Wi n 3 2平臺上的Wi n s o c k編程。對于眾多的基層網絡協議， Wi n s o c k是訪問它們的首選接口。而且在每個Wi n 3 2平臺上，Wi n s o c k都以不同的形式存在著。 Wi n s o c k是網絡編程接口，而不是協議。它從U n i x平臺的B e r k e l e y（B S D）套接字方案借鑒了 許多東西，后者能訪問多種網絡協議。在Wi n 3 2環境中，Wi n s o c k接口最終成為一個真正的 “與協議無關”接口，尤其是在Winsock 2發布之后。
上傳時間： 2015-07-08
上傳用戶：thinode
