單片機接口擴展設計與Proteus模擬——深入理解51單片機項目開發（C語言版·微課視頻

本書以MCS-51為模型機，介紹單片機的接口擴展技術。原理設計以AT89C51為主控芯片，選用KEIL uVision3.0 為開發平臺，以C51作為開發語言。 1、本書目的不在於介紹單片機的基本原理和技術，而著眼於在51單片機片內資源的基礎上，講述單片機功能資源接口擴展，以解決單片機開發中存在的資源不足問題，包括：如何為51單片機擴展USB接口？如何擴展多路RS232/RS485標準串行通信接口，使單片機具有多機遠程通信能力？如何實現多路模擬量同步輸出？如何擴展帶光隔離功率接口？如何為利用內部定時計數器為51系統設計看門狗？。 2、本書呈現給讀者一個資源足夠豐富的單片機系統，包括： 16KBROM+4KBRAM單元，32路I/O（可獨立使用）單元，16路外部中斷源單元，6路定時計數器單元，4路或8路TTL/CMOS串行通信接口單元，4路RS485通信單元，6路模擬量同步輸出單元等。各單元綜合考慮，預留地址空間，單獨封裝，可獨立使用。 3、在書中給出整體系統中，地址、中斷等公共資源不相互重復，便於讀者根據具體設計需要，裁剪取捨相應單元，構造自己需要的應用系統。 4、每個單元給出完整原理圖和完整程序。方案獨特，解決特殊問題。各模塊自成一體，在I/O線、埠地址、中斷上相互獨立，互不影響，各模塊既具有完整的功能，有可以組合成一個整體運行。各模塊有獨特的功能，又可集成在一起成為一個整體運行。在設計中考慮資源冗餘，便於擴展和取捨。 5、按模塊功能講解關鍵器件和設計思想 ，使讀者在基本單片機基礎上，解決實際工程設計中的技術問題，真正實現從入門到精通。 四、市場需求 單片機是國內電子信息類專業本科生重要專業基礎課，市場龐大而穩定。作者長期從事高校單片機教學和科研工作，熟悉教學內容、教學規律和教學要求，根據需求不斷調整教學內容，具有良好的市場適應性和市場前景。本書以MCS-51為模型機，介紹單片機的接口擴展技術。原理設計以AT89C51為主控芯片，選用KEIL uVision3.0 為開發平臺，以C51作為開發語言。 1、本書目的不在於介紹單片機的基本原理和技術，而著眼於在51單片機片內資源的基礎上，講述單片機功能資源接口擴展，以解決單片機開發中存在的資源不足問題，包括：如何為51單片機擴展USB接口？如何擴展多路RS232/RS485標準串行通信接口，使單片機具有多機遠程通信能力？如何實現多路模擬量同步輸出？如何擴展帶光隔離功率接口？如何為利用內部定時計數器為51系統設計看門狗？。 2、本書呈現給讀者一個資源足夠豐富的單片機系統，包括： 16KBROM+4KBRAM單元，32路I/O（可獨立使用）單元，16路外部中斷源單元，6路定時計數器單元，4路或8路TTL/CMOS串行通信接口單元，4路RS485通信單元，6路模擬量同步輸出單元等。各單元綜合考慮，預留地址空間，單獨封裝，可獨立使用。 3、在書中給出整體系統中，地址、中斷等公共資源不相互重復，便於讀者根據具體設計需要，裁剪取捨相應單元，構造自己需要的應用系統。 4、每個單元給出完整原理圖和完整程序。方案獨特，解決特殊問題。各模塊自成一體，在I/O線、埠地址、中斷上相互獨立，互不影響，各模塊既具有完整的功能，有可以組合成一個整體運行。各模塊有獨特的功能，又可集成在一起成為一個整體運行。在設計中考慮資源冗餘，便於擴展和取捨。 5、按模塊功能講解關鍵器件和設計思想 ，使讀者在基本單片機基礎上，解決實際工程設計中的技術問題，真正實現從入門到精通。 四、市場需求 單片機是國內電子信息類專業本科生重要專業基礎課，市場龐大而穩定。作者長期從事高校單片機教學和科研工作，熟悉教學內容、教學規律和教學要求，根據需求不斷調整教學內容，具有良好的市場適應性和市場前景。

目錄

第一部分接口地址解碼電路

第1章接口及埠編址方式

1.1接口及其基本功能

1.2埠與埠地址

1.3編址方式

1.4數據交換方式

1.5接口地址解碼電路設計

第2章外部總線擴展

2.1外部總線擴展原理與時序

2.2總線擴展器件

2.3總線擴展電路

2.4Proteus模擬

第3章主控單元及地址解碼電路

3.1主控單元

3.2地址解碼

3.2.174HC139

3.2.274HC138

3.2.374HC154

3.3Proteus模擬

第二部分接 口 擴 展

第4章存儲器

4.1程序存儲器和數據存儲器

4.1.1SRAM6116

4.1.2EPROM27C256

4.2存儲器單元電路

4.3Proteus模擬 

第5章I/O埠擴展

5.1可編程並行接口8255A

5.1.1基本特性

5.1.2撥碼開關與顯示接口

5.1.3打印機接口

5.1.4鍵盤編碼芯片74C922

5.2移位寄存器擴展並行輸入接口

5.2.1CD4014擴展並行輸入接口

5.2.274HC165擴展並行輸入接口

5.3移位寄存器擴展並行輸出接口

5.3.174HC164擴展並行輸出接口

5.3.274HC595並行輸出接口

第6章中斷擴展

6.1用優先權編碼器74HC148擴展外部中斷

6.2用緩沖器74HC244擴展外部中斷

6.3用8255A擴展外部中斷

第7章串行通信埠擴展

7.1雙機通信

7.1.1單片機雙機通信

7.1.2單片機與PC通信

7.2多通道TTL電平串行通信接口

7.2.1CD4051/CD4052

7.2.24路TTL電平串行通信接口

7.2.38路TTL電平串行通信接口

7.34路RS232C通信接口

7.3.1RS232C標準

7.3.2MAX232接口芯片

7.3.34路RS232C通信接口

7.44路RS422通信接口

7.4.1RS422標準

7.4.2RS422標準接口SN75179

7.4.34路RS422接口模塊

7.54路RS485通信接口

7.5.1RS485標準

7.5.2接口芯片MAX485

7.6串行LCD1602接口

7.7分時通信與顯示

第8章USB接口擴展

8.1CH340

8.1.1基本特性

8.1.2封裝及引腳

8.2USB接口擴展

8.34路USB擴展接口

第9章IIC總線擴展

9.1IIC總線規約

9.2AT24C02EEPROM

9.3PCF8591(ADC/DAC)

9.4IIC時鐘PCF8583

9.5IIC數字電位器AD5242

第10章看門狗接口

10.1看門狗的基本原理

10.2軟件看門狗

10.3用定時器8253設計看門狗

10.4MAX813L

第11章模擬量輸入接口

11.1ADC接口設計關鍵問題

11.2ADC0809(分辨率： 8位)

11.3AD574(分辨率： 12位)

11.4串行ADC LTC1864

第12章多路模擬量同步輸出接口

12.1DAC連接特性

12.2DAC0832

12.3單通道DAC擴展多通道模擬量輸出接口

12.46路模擬量同步輸出接口

12.5DAC0808 PWM調壓

第13章定時計數器

13.1多路分頻器

13.2動態刷新與顯示

13.3周期採樣與通信

第14章顯示

14.1LCD1602

14.2點陣與多位LED顯示

14.3十四段/十六段LED顯示

第15章傳感器接口

15.1溫度傳感器

15.1.1LM35和LM45

15.1.2IIC總線溫度傳感器DS1621

15.1.3SPI接口溫度傳感器TC72

15.1.4IIC總線溫度傳感器MCP9800

15.2壓力傳感器MCP4250/MPX4115

15.3距離傳感器

第16章功率輸出接口

16.1光耦合器驅動接口

16.1.1原理

16.1.2驅動接口

16.2功率晶體管接口

16.2.1功率電源

16.2.2電動機控制

16.3繼電器驅動接口

16.4晶閘管驅動接口

16.4.1單向晶閘管SCR

16.4.2雙向晶閘管TRIAC

第三部分綜 合 應 用

第17章C大調和弦合成器

17.1頻率與聲音

17.2系統設計

17.3參考程序

第18章日歷時鐘溫度計

18.1系統結構與電路

18.2參考程序

第19章智能家居綜合安防系統

19.1系統結構與電路

19.2參考程序

附錄AProteus與Keil聯合調試

A.1Proteus模擬原理圖設計

A.1.1原理圖

A.1.2用Proteus繪制原理圖

A.2Keil程序設計

A.3Proteus與Keil聯合調試

參考文獻