第1章初識(shí)單片機(jī)001
1.1單片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用001
1.1.1發(fā)展概況001
1.1.2發(fā)展趨勢(shì)002
1.1.3應(yīng)用領(lǐng)域003
1.2單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)004
1.2.1基本組成004
1.2.2中央處理器005
1.2.3引腳功能007
1.2.4存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)009
1.3單片機(jī)最小系統(tǒng)013
1.3.1電源013
1.3.2時(shí)鐘電路013
1.3.3復(fù)位電路013
1.4軟件開發(fā)工具Keil014
1.4.1工程項(xiàng)目的創(chuàng)建015
1.4.2項(xiàng)目文件的設(shè)置017
1.4.3編譯與連接019
1.5仿真與下載工具019
1.5.1仿真器019
1.5.2編程器020
1.5.3單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)模式020
1.6應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)流程020
1.6.1總體方案設(shè)計(jì)020
1.6.2硬件設(shè)計(jì)021
1.6.3軟件設(shè)計(jì)021
1.6.4系統(tǒng)調(diào)試021
1.6.5固化與運(yùn)行022

第2章單片機(jī)C語言基礎(chǔ)023
2.1C51語言簡(jiǎn)介023
2.1.1C51程序結(jié)構(gòu)024
2.1.2數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)類型026
2.1.3常量與變量027
2.1.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型028
2.1.5特殊功能寄存器的C51定義029
2.1.6位變量的C51定義030
2.1.7運(yùn)算符與表達(dá)式030
2.2C51的流程控制語句032
2.2.1表達(dá)式語句032
2.2.2復(fù)合語句033
2.2.3條件語句033
2.2.4開關(guān)語句034
2.2.5循環(huán)語句036
2.2.6跳轉(zhuǎn)語句037
2.3構(gòu)造數(shù)據(jù)038
2.3.1數(shù)組038
2.3.2指針039
2.3.3結(jié)構(gòu)041
2.3.4共用體041
2.3.5枚舉042
2.4函數(shù)與中斷子程序043
2.4.1函數(shù)043
2.4.2中斷子程序045

第3章輸入/輸出端口046
3.1輸入/輸出端口工作原理046
3.1.1P0口046
3.1.2P1口048
3.1.3P2口048
3.1.4P3口048
3.2輸出端口的應(yīng)用——聲光報(bào)警049
3.2.1實(shí)例說明049
3.2.2硬件電路設(shè)計(jì)049
3.2.3程序設(shè)計(jì)049
3.3輸入/輸出端口的應(yīng)用——8421BCD撥碼開關(guān)051
3.3.1實(shí)例說明051
3.3.2硬件電路設(shè)計(jì)051
3.3.3程序設(shè)計(jì)051

第4章中斷系統(tǒng)054
4.1中斷系統(tǒng)工作原理054
4.1.1中斷的概念054
4.1.2中斷的控制055
4.1.3中斷的響應(yīng)過程058
4.2外部中斷邊沿觸發(fā)方式的應(yīng)用——簡(jiǎn)易紅外報(bào)警裝置059
4.2.1實(shí)例說明059
4.2.2硬件電路設(shè)計(jì)059
4.2.3程序設(shè)計(jì)060
4.3外部中斷電平觸發(fā)方式的應(yīng)用——鍵控LED061
4.3.1實(shí)例說明061
4.3.2硬件電路設(shè)計(jì)061
4.3.3程序設(shè)計(jì)062
4.4多級(jí)中斷程序設(shè)計(jì)舉例063
4.4.1設(shè)計(jì)需求063
4.4.2初始化子程序設(shè)計(jì)063
4.4.3中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)064
4.4.4主程序設(shè)計(jì)064

第5章定時(shí)/計(jì)數(shù)器066
5.1定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作原理066
5.1.1定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)066
5.1.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制067
5.1.3定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作模式069
5.2定時(shí)方式的應(yīng)用——霓虹燈071
5.2.1實(shí)例說明071
5.2.2硬件電路設(shè)計(jì)071
5.2.3程序設(shè)計(jì)071
5.3計(jì)數(shù)方式的應(yīng)用——光電計(jì)數(shù)器075
5.3.1實(shí)例說明075
5.3.2硬件電路設(shè)計(jì)075
5.3.3程序設(shè)計(jì)076
5.4門控位的應(yīng)用——電機(jī)測(cè)速077
5.4.1實(shí)例說明077
5.4.2硬件電路設(shè)計(jì)078
5.4.3程序設(shè)計(jì)078

第6章串行通信接口080
6.1串行通信接口工作原理080
6.1.1串行通信的基本概念080
6.1.2串行通信接口的結(jié)構(gòu)082
6.1.3串行通信接口的工作方式083
6.1.4波特率的設(shè)定方法085
6.2串行接口的應(yīng)用——人機(jī)對(duì)話085
6.2.1實(shí)例說明085
6.2.2硬件電路設(shè)計(jì)086
6.2.3程序設(shè)計(jì)087
6.3串行接口的應(yīng)用——多機(jī)通信090
6.3.1RS-485串行通信標(biāo)準(zhǔn)090
6.3.2實(shí)例說明091
6.3.3硬件電路設(shè)計(jì)091
6.3.4自定義通信協(xié)議092
6.3.5程序設(shè)計(jì)093
6.4串行通信的軟件模擬100
6.4.1設(shè)計(jì)思路100
6.4.2串口發(fā)送程序設(shè)計(jì)100
6.4.3串口接收程序設(shè)計(jì)101

第7章存儲(chǔ)器及I/O口的擴(kuò)展104
7.1單片機(jī)外部并行總線結(jié)構(gòu)104
7.1.1單片機(jī)的三總線104
7.1.2外部總線擴(kuò)展的基本方法106
7.2外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展109
7.2.1程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展109
7.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展110
7.3并行I/O口擴(kuò)展原理112
7.3.1NEC8255芯片介紹 112
7.3.2NEC8255的擴(kuò)展方法115
7.4并行I/O口擴(kuò)展應(yīng)用——打印機(jī)接口117
7.4.1實(shí)例說明117
7.4.2硬件電路設(shè)計(jì)118
7.4.3軟件設(shè)計(jì)118

第8章鍵盤與顯示器的擴(kuò)展120
8.1鍵盤接口原理120
8.1.1鍵盤實(shí)現(xiàn)方法120
8.1.2鍵盤設(shè)計(jì)原理121
8.1.3鍵盤掃描方法124
8.2LED接口原理125
8.2.17段數(shù)碼管的工作原理125
8.2.27段數(shù)碼管的控制原理127
8.3鍵盤及顯示器的應(yīng)用——電子密碼鎖128
8.3.1實(shí)例說明130
8.3.2硬件電路設(shè)計(jì)130
8.3.3軟件設(shè)計(jì)130
8.41602字符型LCM的應(yīng)用——數(shù)字和字符的顯示137
8.4.11602字符型LCM 137
8.4.2實(shí)例說明141
8.4.3硬件電路設(shè)計(jì)141
8.4.4軟件設(shè)計(jì)141
8.512864點(diǎn)陣型LCM的應(yīng)用——漢字和圖形的顯示 145
8.5.112864點(diǎn)陣型LCM145
8.5.2實(shí)例說明147
8.5.3硬件電路設(shè)計(jì)148
8.5.4軟件設(shè)計(jì)148

第9章常用數(shù)據(jù)傳輸接口與技術(shù)158
9.1I2C 總線158
9.1.1I2C 總線協(xié)議159
9.1.2I2C 總線的軟件模擬163
9.1.3EEPROM芯片AT24C64166
9.1.4AT24C64的應(yīng)用——接觸式IC卡讀寫器169
9.2SPI總線181
9.2.1SPI總線協(xié)議181
9.2.2SPI總線的軟件模擬182
9.2.3時(shí)鐘芯片DS1302184
9.2.4DS1302的應(yīng)用——電子時(shí)鐘 187
9.31-Wire總線190
9.3.11-Wire總線器件簡(jiǎn)介191
9.3.21-Wire總線協(xié)議192
9.3.31-Wire總線的軟件模擬196
9.3.4數(shù)字溫度傳感器DS18B20198
9.3.5DS18B20的應(yīng)用——數(shù)字溫度計(jì)202

第10章A/D與D/A接口的擴(kuò)展206
10.1A/D轉(zhuǎn)換器概述206
10.1.1A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換原理206
10.1.2A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)208
10.2ADC0809的應(yīng)用——數(shù)字電壓表209
10.2.1A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809 209
10.2.2實(shí)例說明210
10.2.3硬件電路設(shè)計(jì)210
10.2.4軟件設(shè)計(jì)212
10.3D/A轉(zhuǎn)換器概述218
10.3.1D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換原理218
10.3.2D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)220
10.4DAC0832的應(yīng)用——波形發(fā)生器220
10.4.1D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832220
10.4.2實(shí)例說明226
10.4.3硬件電路設(shè)計(jì)226
10.4.4軟件設(shè)計(jì)227
10.5基于PWM技術(shù)的D/A轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)232
10.5.1設(shè)計(jì)原理233
10.5.2實(shí)例說明234
10.5.3硬件電路設(shè)計(jì)234
10.5.4軟件設(shè)計(jì)235

第11章Protel DXP概述238
11.1Protel DXP基礎(chǔ)知識(shí)238
11.1.1Protel的發(fā)展歷程238
11.1.2Protel DXP 的主要功能239
11.1.3Protel DXP 的新特性240
11.1.4Protel DXP 常用快捷鍵240
11.2Protel DXP的安裝243
11.2.1Protel DXP 運(yùn)行環(huán)境和安裝步驟243
11.2.2安裝升級(jí)包并激活軟件245
11.3Protel DXP界面介紹248
11.3.1菜單欄249
11.3.2工具欄249
11.3.3命令欄和狀態(tài)欄250
11.3.4標(biāo)簽欄250
11.3.5工作窗口250
11.3.6工作面板251
11.4Protel DXP設(shè)計(jì)電路板的一般工作流程252
11.4.1新建PCB項(xiàng)目文件253
11.4.2繪制原理圖254
11.4.3生成網(wǎng)絡(luò)表258
11.4.4設(shè)計(jì)PCB圖258
11.4.5輸出和打印263

第12章原理圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)264
12.1原理圖的菜單欄和工具欄265
12.1.1原理圖設(shè)計(jì)界面265
12.1.2菜單欄265
12.1.3標(biāo)準(zhǔn)工具欄266
12.1.4布線工具欄266
12.1.5實(shí)用工具欄273
12.2圖紙?jiān)O(shè)置280
12.2.1設(shè)置圖紙的大小281
12.2.2設(shè)置圖紙的方向281
12.2.3設(shè)置圖紙的標(biāo)題欄282
12.2.4設(shè)置圖紙的顏色283
12.2.5設(shè)置圖紙的字體283
12.2.6圖紙的放大與縮小283
12.2.7圖紙的移動(dòng)286
12.3柵格和光標(biāo)設(shè)置286
12.3.1柵格的設(shè)置286
12.3.2光標(biāo)的設(shè)置288

第13章原理圖設(shè)計(jì)的基本操作289
13.1加載元器件庫和放置元器件289
13.1.1加載元器件庫289
13.1.2放置元器件291
13.2調(diào)整元器件布局295
13.2.1選取元器件295
13.2.2取消選取元器件296
13.2.3移動(dòng)元器件297
13.2.4元器件的旋轉(zhuǎn)297
13.2.5元器件的復(fù)制粘貼299
13.2.6元器件的刪除300
13.3元器件的排列與對(duì)齊301
13.3.1元器件的左對(duì)齊301
13.3.2元器件的右對(duì)齊302
13.3.3元器件的水平居中對(duì)齊302
13.3.4元器件的水平等距分布302
13.3.5元器件的頂部對(duì)齊302
13.3.6元器件的底部對(duì)齊303
13.3.7元器件的垂直居中對(duì)齊303
13.3.8元器件的垂直等距分布303
13.3.9對(duì)齊到柵格303
13.3.10元器件的綜合排列對(duì)齊304
13.4編輯元器件屬性305
13.4.1設(shè)置元器件屬性305
13.4.2利用全局修改功能設(shè)置元器件屬性307
13.5原理圖布線308
13.5.1放置導(dǎo)線308
13.5.2放置節(jié)點(diǎn)309
13.5.3放置電源和接地符號(hào)310
13.5.4放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)312
13.5.5放置總線和總線入口313
13.5.6放置I/O端口314
13.5.7放置文字說明316
13.6更新元器件注釋317
13.6.1原理圖注釋配置318
13.6.2建議變化清單319
13.7綜合實(shí)訓(xùn)320
13.7.1實(shí)訓(xùn)例子320
13.7.2所用到的知識(shí)點(diǎn)321
13.7.3具體操作步驟321

第14章原理圖庫的建立與元器件的制作327
14.1原理圖庫的建立327
14.1.1啟動(dòng)原理圖庫327
14.1.2原理圖庫編輯器介紹328
14.2實(shí)用工具欄的使用331
14.2.1繪制直線332
14.2.2繪制貝塞爾曲線332
14.2.3繪制圓弧332
14.2.4繪制橢圓弧333
14.2.5繪制橢圓334
14.2.6繪制餅圖334
14.2.7繪制矩形335
14.2.8繪制多邊形335
14.2.9放置IEEE符號(hào)336
14.3集成電路元器件的制作337
14.3.1創(chuàng)建原理圖庫并添加元器件337
14.3.2繪制元器件的外形337
14.3.3放置引腳338
14.3.4設(shè)置元器件的屬性339
14.4其他元器件的制作341
14.4.1含有子元件的元器件的制作341
14.4.2利用現(xiàn)有的元器件制作新元器件342
14.5元器件報(bào)表與規(guī)則檢查345
14.5.1生成元器件報(bào)表345
14.5.2生成原理圖庫報(bào)表345
14.5.3生成元器件規(guī)則檢查報(bào)表345
14.6綜合實(shí)訓(xùn)347
14.6.1實(shí)訓(xùn)例子347
14.6.2所用到的知識(shí)點(diǎn)347
14.6.3具體操作步驟347

第15章層次原理圖的設(shè)計(jì)350
15.1層次原理圖簡(jiǎn)介350
15.1.1什么是層次原理圖350
15.1.2層次原理圖的設(shè)計(jì)方法352
15.2層次原理圖設(shè)計(jì)352
15.2.1自上而下的層次原理圖的設(shè)計(jì)353
15.2.2自下而上的層次原理圖的設(shè)計(jì)356
15.3層次原理圖之間的切換359
15.3.1由母原理圖切換到子原理圖359
15.3.2由子原理圖切換到母原理圖359
15.4綜合實(shí)訓(xùn)360
15.4.1實(shí)訓(xùn)內(nèi)容360
15.4.2所用到的知識(shí)點(diǎn)361
15.4.3具體操作步驟361

第16章生成報(bào)表和清單364
16.1電氣規(guī)則檢查365
16.1.1設(shè)置電氣規(guī)則檢查365
16.1.2生成電氣規(guī)則檢查報(bào)告368
16.2各種報(bào)表的生成370
16.2.1生成網(wǎng)絡(luò)表370
16.2.2生成元器件清單報(bào)表371
16.2.3生成元器件交叉參考報(bào)表372
16.2.4生成項(xiàng)目層次式報(bào)表374
16.3綜合實(shí)訓(xùn)375
16.3.1實(shí)訓(xùn)內(nèi)容375
16.3.2所運(yùn)用的知識(shí)點(diǎn)375
16.3.3具體操作步驟376

第17章PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)378
17.1PCB基礎(chǔ)知識(shí)378
17.1.1PCB的分類379
17.1.2PCB的相關(guān)術(shù)語381
17.1.3PCB的板層結(jié)構(gòu)382
17.1.4PCB設(shè)計(jì)的基本原則382
17.1.5PCB設(shè)計(jì)的流程384
17.2PCB環(huán)境參數(shù)的設(shè)置384
17.2.1PCB設(shè)計(jì)環(huán)境介紹384
17.2.2PCB環(huán)境參數(shù)設(shè)置387
17.3PCB設(shè)計(jì)工具的使用392
17.3.1繪制銅膜導(dǎo)線392
17.3.2繪制直導(dǎo)線393
17.3.3放置焊盤394
17.3.4放置過孔395
17.3.5繪制圓396
17.3.6繪制圓弧397
17.3.7放置坐標(biāo)原點(diǎn)398
17.3.8放置坐標(biāo)398
17.3.9放置尺寸標(biāo)注399
17.3.10放置字符串400
17.3.11放置元器件封裝400
17.3.12放置填充401
17.3.13放置敷銅401
17.3.14包地404
17.3.15補(bǔ)淚滴405
17.4PCB設(shè)計(jì)對(duì)象的編輯405
17.4.1移動(dòng)設(shè)計(jì)對(duì)象405
17.4.2選擇與取消選擇設(shè)計(jì)對(duì)象406
17.5PCB的三維顯示與密度分析407
17.5.1PCB的三維顯示407
17.5.2PCB布局的密度分析409
17.6綜合實(shí)訓(xùn)409
17.6.1實(shí)訓(xùn)內(nèi)容409
17.6.2所用到的知識(shí)點(diǎn)410
17.6.3具體操作步驟410

第18章PCB的設(shè)計(jì)412
18.1準(zhǔn)備原理圖與網(wǎng)絡(luò)表412
18.1.1準(zhǔn)備原理圖412
18.1.2生成網(wǎng)絡(luò)表412
18.2PCB板層設(shè)置與板框規(guī)劃414
18.2.1 PCB板層設(shè)置414
18.2.2 PCB板框規(guī)劃416
18.3元器件封裝庫與網(wǎng)絡(luò)表的載入417
18.3.1載入元器件封裝庫418
18.3.2載入網(wǎng)絡(luò)表418
18.4元器件的布局420
18.4.1元器件自動(dòng)布局421
18.4.2元器件手動(dòng)布局423
18.5PCB的布線424
18.5.1布線規(guī)則設(shè)置424
18.5.2自動(dòng)布線429
18.5.3手動(dòng)布線432
18.5.4撤銷布線433
18.6綜合實(shí)訓(xùn)433
18.6.1實(shí)訓(xùn)內(nèi)容433
18.6.2所用到的知識(shí)點(diǎn)434
18.6.3具體操作步驟434

第19章PCB元器件封裝的設(shè)計(jì)437
19.1元器件封裝基礎(chǔ)437
19.1.1元器件封裝的類型437
19.1.2 常用元器件的符號(hào)與封裝形式439
19.2元器件封裝的制作與集成元器件庫的創(chuàng)建442
19.2.1元器件封裝庫的創(chuàng)建442
19.2.2手工制作元器件封裝443
19.2.3利用向?qū)е谱髟�器件封裝445
19.2.4集成元器件庫的創(chuàng)建446
19.3綜合實(shí)訓(xùn)449
19.3.1實(shí)訓(xùn)內(nèi)容449
19.3.2所用到的知識(shí)點(diǎn)449
19.3.3具體操作步驟449

第20章生成PCB報(bào)表和打印輸出451
20.1生成各種PCB報(bào)表451
20.1.1生成電路板信息報(bào)表451
20.1.2生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)報(bào)表453
20.1.3生成元器件報(bào)表454
20.1.4生成光繪文件454
20.1.5生成NC鉆孔文件458
20.2PCB打印輸出459
20.2.1打開PCB文件459
20.2.2頁面設(shè)置459
20.2.3打印預(yù)覽460
20.2.4打印460
20.3綜合實(shí)訓(xùn)460
20.3.1實(shí)訓(xùn)內(nèi)容460
20.3.2所用到的知識(shí)點(diǎn)461
20.3.3具體操作步驟461

第21章電路仿真464
21.1電路仿真基礎(chǔ)464
21.1.1Protel DXP 2004電路仿真的特點(diǎn)464
21.1.2仿真分析的類型465
21.1.3仿真分析的步驟465
21.2仿真元器件參數(shù)設(shè)置466
21.2.1常用無源器件參數(shù)設(shè)置466
21.2.2常用電力電子器件參數(shù)設(shè)置467
21.2.3其他元器件參數(shù)設(shè)置469
21.3放置仿真激勵(lì)源471
21.3.1直流源471
21.3.2正弦波信號(hào)源471
21.3.3周期脈沖信號(hào)源472
21.3.4分段線性信號(hào)源472
21.3.5指數(shù)信號(hào)源473
21.3.6單頻調(diào)頻源474
21.3.7線性受控源474
21.3.8非線性受控源475
21.4仿真分析的設(shè)置475
21.4.1仿真器的設(shè)置475
21.4.2仿真分析類型的選擇478
21.5仿真分析484
21.5.1繪制原理圖484
21.5.2設(shè)置仿真激勵(lì)源485
21.5.3設(shè)置仿真節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)485
21.5.4設(shè)置仿真類型及參數(shù)485
21.5.5運(yùn)行仿真并分析仿真結(jié)果487
21.6綜合實(shí)訓(xùn)487
21.6.1實(shí)訓(xùn)內(nèi)容487
21.6.2所用到的知識(shí)點(diǎn)489
21.6.3具體操作步驟489

參考文獻(xiàn)491