從0開始教你用單片機

前言

單片機系統(tǒng)設計需要積累一定的經(jīng)驗，而不能紙上談兵，因此，在學習了單片機的基本理論以后，就可以實踐一些系統(tǒng)設計的方法，做一些設計實驗。在學習了本書的姊妹篇《從0開始教你學單片機》或相關(guān)單片機基本理論以后，就可以學習本書，進一步學習單片機系統(tǒng)設計方法和設計理論。學習本書最好有下列基礎：① 了解單片機基本結(jié)構(gòu)；② 學習過匯編語言；③ 知道單片機中斷處理方法；④ 了解一般數(shù)字電路的基礎。本書不討論以上內(nèi)容。一般的單片機系統(tǒng)都包括下列幾部分：① 復位電路和時鐘電路：這是單片機系統(tǒng)的最基本的組成部分，這兩部分一般有固定的設計電路；② 電源：這部分的設計比較復雜，設計方法也比較多，在系統(tǒng)需要大功率電源時，最好把單片機所需要的電源和外部功率器件的電源分開；③ 外部存儲器：如果設計較小的系統(tǒng)，可能不需要設計外部存儲器，但由于51系列單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器較少，因此在很多情況下需要外部數(shù)據(jù)存儲器，存儲器的種類比較多，需要選擇合適的存儲器；④ 串行通信接口：主要解決單片機系統(tǒng)和外部通信問題，也包括單片機和其他外部芯片的通信問題；⑤ 外部信號接口：主要包括外部模擬信號接口和開關(guān)信號接口，模擬信號接口需要使用A/D轉(zhuǎn)換器，開關(guān)信號接口可能需要電平轉(zhuǎn)換；⑥ 控制與驅(qū)動：主要指單片機系統(tǒng)對外輸出的信號，在多數(shù)情況下，這些信號需要驅(qū)動元件。除了以上內(nèi)容外，本書最后還介紹了工業(yè)控制的一般方法，主要是PID（比例、積分、微分）調(diào)節(jié)方法，這是目前廣泛流行的工業(yè)控制方法。有初步設計經(jīng)驗的讀者可以自己設計PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)，PID的軟件程序也比較簡單，只是調(diào)節(jié)實驗比較復雜。本書在討論單片機系統(tǒng)設計的過程中，還舉例說明了一些設計方法和設計思路，以幫助讀者了解在系統(tǒng)設計過程中解決問題的方法。請在閱讀正文的同時，仔細分析這些例子，希望通過這些設計舉例幫助讀者提高設計能力。在每章的后面，列舉了本章內(nèi)容所涉及的部分芯片，供讀者在設計過程中選用。本書在編寫過程中得到劉濤、鄭玉峰、周春來、孫蓬嬌和王庚蘭的大力協(xié)助，也得到北京航空航天大學出版社的大力幫助，在此一并表示感謝。讀者交流請使用zxhjeket@yahoo.com.cn。

內(nèi)容概要

本書是《從0開始教你學單片機》的姊妹篇。在《從0開始教你學單片機》的基礎上，本書主要講述單片機的應用和系統(tǒng)設計方法?！　纹瑱C系統(tǒng)設計首先涉及單片機復位設計和系統(tǒng)電源設計，這是本書前3章的內(nèi)容；第4章講述系統(tǒng)的時鐘設計，包括內(nèi)部時鐘和外部時鐘；第5章討論串行通信方法；第6章討論單片機系統(tǒng)的存儲器設計方法；第7章討論系統(tǒng)的隔離與驅(qū)動，這是單片機系統(tǒng)和外部接口方面的內(nèi)容；第8章闡述幾種常用的標準芯片；第9章討論A/D內(nèi)容，講述了幾種不同類型的A/D轉(zhuǎn)換器；第10章討論工業(yè)控制方法，介紹了PID調(diào)節(jié)的一般設計方法。    本書可作為單片機初學者的教材，供初學單片機系統(tǒng)設計的廣大愛好者學習使用。

書籍目錄

第0章 有關(guān)本書的提示第1章 復位電路設計　1.1 系統(tǒng)復位的意義　1.2 簡單復位設計　1.3 更可靠的復位設計　　1.3.1 使用施密特電路　　1.3.2 使用二極管　1.4 使用電源監(jiān)測芯片　　1.4.1 電源監(jiān)測芯片MAX　　1.4.2 雙電源監(jiān)測芯片MAX　　1.4.3 看門狗芯片DS　1.5 軟件復位　本章小結(jié)第2章 電源設計方法　2.1 一般電源設計　2.2 穩(wěn)壓二極管電路　2.3 可調(diào)式穩(wěn)壓器件　　2.3.1 三端可調(diào)式穩(wěn)壓器件LM　　2.3.2 可關(guān)斷的可調(diào)穩(wěn)壓器件TC　2.4 負電源設計　　2.4.1 使用變壓器的負電源設計　　2.4.2 由正電源生成負電源　本章小結(jié)第3章 特殊電源電路設計和電壓基準　3.1 無變壓器電源電路　　3.1.1 使用限流電阻　　3.1.2 使用專用器件　3.2 開關(guān)式穩(wěn)壓電源的應用　　3.2.1 開關(guān)電源的工作原理 　　3.2.2 開關(guān)電源的選擇　3.3 電源專用芯片　　3.3.1 由低電壓生成高電壓　　3.3.2 由單一電壓生成正負對稱輸出電壓　3.4 電壓基準　　3.4.1 兩端式電壓基準　　3.4.2 三端式電壓基準　本章小結(jié)第4章 內(nèi)部時鐘和外部時鐘　4.1 概述　　4.1.1 時鐘概述　　4.1.2 單片機時鐘　　4.1.3 時鐘周期　4.2 內(nèi)部時鐘　4.3 外部時鐘　　4.3.1 串行時鐘芯片ISL　　4.3.2 并行時鐘芯片DS　本章小結(jié)第5章 串行通信應用第6章 單片機系統(tǒng)的存儲器第7章 系統(tǒng)的隔離與驅(qū)動第8章 幾種常用的標準芯片第9章 A/D轉(zhuǎn)換器第10章 一般工業(yè)控制方法

章節(jié)摘錄

插圖：（4）輸出整流濾波變壓器副端輸出一個脈動的高頻電源，把這個電源進行整流和濾波，就得到了低壓直流電源。這個濾波一般會使用電感，而這個整流一般不使用整流橋。3.2.2開關(guān)電源的選擇在大多數(shù)情況下，如果系統(tǒng)對成本要求不是很苛刻，并且所需要的電流不是很小，都可以考慮使用開關(guān)電源。如果系統(tǒng)要求的電流比較大，例如2 A以上，則優(yōu)先考慮使用開關(guān)電源。在單片機系統(tǒng)設計中，一般會選用成品開關(guān)電源而不會自己去設計它。選用開關(guān)電源一般主要考慮以下幾個方面：①系統(tǒng)需要幾路電源輸出？首先考慮單片機系統(tǒng)需要幾路電源，這些電源都是多大電壓，是不是需要負電壓，根據(jù)這些提出對開關(guān)電源的要求。②每路電源需要多大電流？電流需求應該留有一定的余量，但余量太大可能造成不必要的浪費。大電流時必須考慮開關(guān)電源的散熱。③多路電源時，各路之間是否需要隔離，如果不隔離各路之間就是共地的；如果隔離各路之間就沒有電的聯(lián)系，并且每一路都有自己的地線。

編輯推薦

《從0開始教你用單片機》可作為單片機初學者的教材，供初學單片機系統(tǒng)設計的廣大愛好者學習使用。

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