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第1章 形形色色的人机界面器件及其功能特点1

1.1概述1

1.1.1人机界面器件的作用1

1.1.2人机界面器件的类型1

1.2静态类输入器件2

1.2.1拨码开关2

1.2.2拨动开关3

1.2.3钮子开关和船形开关4

1.2.4按键自锁开关（按键开关）4

1.2.5拨盘开关5

1.2.6琴键开关和波段开关5

1.2.7跳线开关6

1.3动态类输入器件7

1.3.1轻触开关（按钮开关）7

1.3.2微动开关9

1.3.3薄膜开关9

1.3.4导电橡胶开关10

1.3.5水银开关10

1.3.6振动开关11

1.3.7铁磁开关11

1.3.8霍尔开关12

1.3.9磁控开关13

1.3.10角度开关14

1.3.11温控开关14

1.3.12光敏开关15

1.3.13反射式光电检测开关15

1.3.14透射式光电检测开关17

1.3.15一体化红外遥控信号接收头18

1.3.16音频输入和声控开关19

1.4视觉类输出器件20

1.4.1分立式发光二极管LED20

1.4.2 LED数码管23

1.4.3 LED点阵模块24

1.4.4 LCD液晶显示器25

1.4.5基于HD44780的字符点阵式LCD模块28

1.4.6钨丝类信号指示灯38

1.5听觉类输出器件39

1.5.1压电蜂鸣器39

1.5.2电磁蜂鸣器40

1.5.3动圈式扬声器41

1.5.4讯响器和报警器42

1.6动作类输出器件42

1.6.1小型继电器42

1.6.2直流马达44

1.6.3步进马达45

第2章 常用人机界面器件的接口技术48

2.1开关类输入器件的接口方法和设计技巧48

2.1.1拨码开关48

2.1.2跳线开关49

2.1.3单列式按键开关50

2.1.4阵列式按键开关58

2.2 LED类输出器件的接口方法和设计技巧73

2.2.1分立LED的驱动73

2.2.2 LED数码管静态驱动方式75

2.2.3 LED数码管动态驱动方式79

2.2.4 LED点阵模块动态驱动方式86

2.3 LED数码管和按键开关组合接口方法和设计技巧89

2.3.1利用通用器件74HC 164和PCF8574/A89

2.3.2利用专用器件HD7279A90

2.4字符型LCD模块接口方法和设计技巧95

2.4.1 8位并行接口方法95

2.4.2 4位并行接口方法101

2.4.3 UART异步串行接口方法107

2.4.4 UART同步串行接口方法108

2.5音响输出接口方法和设计技巧108

2.5.1压电蜂鸣器的驱动109

2.5.2自带音源电磁蜂鸣器的驱动110

2.5.3无音源电磁蜂鸣器的驱动110

第3章 定时器/计数器及其应用开发技术112

3.1定时器/计数器模块的基本用途112

3.2 80C51中定时器/计数器TO和T1的特性113

3.3定时器/计数器TO和T1相关的寄存器114

3.4 TO和T1模块的电路结构和工作原理116

3.4.1循环累加计数寄存器117

3.4.2脉源选择电路117

3.4.3脉源控制电路118

3.5定时器/计数器的4种工作方式119

3.5.1方式1（16位计数寄存器）119

3.5.2方式0（13位计数寄存器）120

3.5.3方式2（8位自动重装载计数寄存器）121

3.5.4方式3（2×8位计数寄存器）121

3.6定时器/计数器模块的应用举例123

3.6.1用作硬件定时器的编程方法123

3.6.2用作硬件计数器的编程方法129

3.6.3输入捕捉功能的实现方法133

3.6.4输出比较功能的实现方法138

3.6.5脉宽调制功能的实现方法141

3.6.6定时器T0一分为二的应用方法144

第4章 中断功能及其应用技巧147

4.1中断的基本概念147

4.2 80C51的中断源和中断逻辑149

4.2.1中断源149

4.2.2中断逻辑149

4.2.3中断优先级150

4.3中断相关的寄存器151

4.4中断处理153

4.4.1中断功能的编程方法153

4.4.2中断响应的延迟时间156

4.4.3需要注意的一些问题157

4.5中断功能的应用举例158

4.5.1定时器/计数器溢出中断的编程方法和应用技巧158

4.5.2外部引脚中断的编程方法和应用技巧164

4.6外部中断的扩充方法和设计技巧170

4.6.1用T0和T1外部脉冲源的扩展法171

4.6.2用并行端口扩展法（触键中断功能的实现）175

第5章 串行接口及其应用技巧181

5.1串行通信的基本概念181

5.1.1串行通信的两种基本方式182

5.1.2串行通信中数据传送方向183

5.1.3串行通信中的控制方式184

5.1.4串行通信中的码型、编码方式和帧结构185

5.1.5串行通信中的检错和纠错方式186

5.1.6串行通信组网方式187

5.1.7串行通信接口电路和参数189

5.1.8串行通信的传输速率191

5.1.9串行通信协议192

5.2 80C51片内通用同步/异步收/发器USART模块193

5.2.1 USART模块相关的寄存器195

5.2.2 USART模块的电路结构197

5.2.3波特率发生器198

5.2.4 USART模块的工作原理201

5.2.5多机通信的实现原理205

5.2.6 UART接口的扩充方法和设计技巧208

5.3 USART模块的应用举例209

5.3.1双机异步通信的编程方法和设计技巧210

5.3.2多机异步通信的编程方法和设计技巧224

5.3.3同步串口扩展外围器件的编程方法和设计技巧228

第6章 并行总线、并行总线接口与并行总线扩展技术235

6.1并行总线概念235

6.1.1数据总线236

6.1.2地址总线236

6.1.3控制总线236

6.2并行总线接口237

6.3并行总线扩展技术238

6.3.1扩展外部程序存储器238

6.3.2扩展外部数据存储器243

6.3.3扩展并行I/O端口248

6.3.4几点补充说明256

第7章 复位源、复位源设计与复位源扩充技术259

7.1 80C51的工作状态及其状态迁移259

7.2复位源、复位操作和复位状态260

7.2.1什么叫复位源260

7.2.2复位操作有哪些具体内容261

7.2.3复位状态有哪些具体表现262

7.2.4几点补充说明262

7.3上电复位与复位延时262

7.3.1上电复位时序263

7.3.2上电延时复位电路设计264

7.4人工复位与复位电路266

7.4.1人工复位时序266

7.4.2人工复位电路设计267

7.5欠压检测、欠压复位与欠压中断267

7.5.1什么叫电源电压跌落268

7.5.2电源跌落会带来哪些具体危害268

7.5.3欠压复位电路及其设计268

7.5.4欠压检测门限的选定270

7.5.5欠压中断的设计271

7.5.6几点补充说明273

7.6如何外扩电压检测专用芯片273

7.7看门狗与看门狗复位277

7.7.1为何配备看门狗278

7.7.2程序失控的原因、后果和恢复278

7.7.3看门狗电路结构与工作原理280

7.7.4几点补充说明281

7.8如何为80C51增设看门狗282

7.9 3种非常规复位源扩充技术287

7.10各种复位方式的汇总归纳292

7.11复位标志的设置和应用293

第8章 时钟源和电源的设计及节电技术298

8.1系统时钟源设计298

8.1.1自建时钟源298

8.1.2外引时钟源300

8.1.3时钟振荡器原理分析302

8.1.4时钟源电路的设计考虑306

8.2系统电源设计308

8.2.1电源的获取方式和统筹规划308

8.2.2稳压电源的电路设计309

8.2.3芯片电源引脚特点和抗干扰措施314

8.3节电技术（睡眠与唤醒）315

8.3.1节电技术背景和概念315

8.3.2停机模式（PD模式）317

8.3.3待机模式（IDL模式）321

8.3.4节电模式下的引脚降耗安排328

第9章 片载程序存储器烧写技术和保护手段330

9.1兼容80C51单片机编程的背景知识330

9.1.1编程概念和编程工具330

9.1.2芯片内部的编程逻辑332

9.1.3 80C51的程序保护机制333

9.1.4芯片标记字节336

9.2传统的离线式并行编程技术337

9.3新兴的在线式串行编程技术——经单片机SPI接口340

9.4新兴的在线式串行编程技术——经单片机UART接口346

9.5 SPI和UART串行编程的对比357

9.6 ISP和IAP编程技术简介与对比359

9.6.1在系统内编程技术359

9.6.2在应用中编程技术359

9.6.3 ISP和IAP编程技术的对比360

参考文献361

附录A多功能8位7段LED数码管驱动器MAX7219/MAX7221364

A.1主要技术特点364

A.2引脚排列和引脚功能365

A.3内部结构366

A.4功能描述366

附录B64键矩阵键盘+8位LED数码管管理器HD7279A373

B.1 HD7279A的封装形式373

B.2 HD7279A的引脚功能374

B.3 HD7279A的控制指令375

B.4 HD7279A的串行接口信号时序379

附录C多功能单片机外围接口芯片8155381

C.1 8155的性能特点381

C.2 8155的内部结构和封装形式381

C.3 8155的引脚功能382

C.4 8155的寄存器地址分配383

C.5 8155的寄存器功能简介383

C.6 8155与80C51对接的典型电路386

附录D电压检测器HT70XX系列专用芯片387

D.1封装形式和引脚功能387

D.2内部结构和工作原理387

D.3选型参考388

D.4电气参数389

D.5应用举例392

附录E带延时复位功能的电源监控器MAX809/810393

E.1概述393

E.2内部结构和引脚功能393

E.3功能说明394

E.4特性参数和时序图394

E.4.1选型394

E.4.2极限参数395

E.4.3电气参数395

E.5应用举例397

附录F.带延时和人工复位的电源监控器MAX811/812398

F.1概述398

F.2内部结构和引脚功能398

F.3功能说明399

F.3.1电源引起的复位399

F.3.2人工复位输入400

F.4特性参数和时序图400

F.4.1选型400

F.4.2极限参数400

F.4.3电气参数401

F.5应用举例403

附录G带延时、人工复位及电源故障检测的电压监测器MAX707/708404

G.1概述404

G.2内部结构和引脚功能404

G.3功能说明405

G.3.1 RESET/RESET操作405

G.3.2人工复位406

G.3.3电源故障比较器406

G.4电气参数和时序图406

G.4.1极限参数406

G.4.2电气参数407

G.5应用举例408

附录H多功能系统监控器DS 1232409

H.1概述409

H.2内部结构和引脚功能409

H.3工作原理411

H.3.1电源故障检测411

H.3.2人工复位411

H.3.3看门狗定时器411

H.4电气参数和时序图411

H.4.1极限参数411

H.4.2电气参数412

H.5应用举例412

附录I多功能单片机监控器MAX705/706/813L414

I.1概述414

I.2内部结构和引脚功能415

I.3功能说明416

I.3.1 RESET/RESET操作416

I.3.2看门狗定时器417

I.3.3人工复位417

I.3.4电源失常比较器417

I.4电气参数和时序图418

I.4.1极限参数418

I.4.2电气参数418

I.5典型应用实例420