從0開始教你用單片機(jī)

前言

單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要積累一定的經(jīng)驗(yàn)，而不能紙上談兵，因此，在學(xué)習(xí)了單片機(jī)的基本理論以后，就可以實(shí)踐一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，做一些設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在學(xué)習(xí)了本書的姊妹篇《從0開始教你學(xué)單片機(jī)》或相關(guān)單片機(jī)基本理論以后，就可以學(xué)習(xí)本書，進(jìn)一步學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理論。學(xué)習(xí)本書最好有下列基礎(chǔ)：① 了解單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)；② 學(xué)習(xí)過(guò)匯編語(yǔ)言；③ 知道單片機(jī)中斷處理方法；④ 了解一般數(shù)字電路的基礎(chǔ)。本書不討論以上內(nèi)容。一般的單片機(jī)系統(tǒng)都包括下列幾部分：① 復(fù)位電路和時(shí)鐘電路：這是單片機(jī)系統(tǒng)的最基本的組成部分，這兩部分一般有固定的設(shè)計(jì)電路；② 電源：這部分的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)方法也比較多，在系統(tǒng)需要大功率電源時(shí)，最好把單片機(jī)所需要的電源和外部功率器件的電源分開；③ 外部存儲(chǔ)器：如果設(shè)計(jì)較小的系統(tǒng)，可能不需要設(shè)計(jì)外部存儲(chǔ)器，但由于51系列單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器較少，因此在很多情況下需要外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器的種類比較多，需要選擇合適的存儲(chǔ)器；④ 串行通信接口：主要解決單片機(jī)系統(tǒng)和外部通信問(wèn)題，也包括單片機(jī)和其他外部芯片的通信問(wèn)題；⑤ 外部信號(hào)接口：主要包括外部模擬信號(hào)接口和開關(guān)信號(hào)接口，模擬信號(hào)接口需要使用A/D轉(zhuǎn)換器，開關(guān)信號(hào)接口可能需要電平轉(zhuǎn)換；⑥ 控制與驅(qū)動(dòng)：主要指單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)外輸出的信號(hào)，在多數(shù)情況下，這些信號(hào)需要驅(qū)動(dòng)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(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的讀者可以自己設(shè)計(jì)PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)，PID的軟件程序也比較簡(jiǎn)單，只是調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)比較復(fù)雜。本書在討論單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還舉例說(shuō)明了一些設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路，以幫助讀者了解在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中解決問(wèn)題的方法。請(qǐng)?jiān)陂喿x正文的同時(shí)，仔細(xì)分析這些例子，希望通過(guò)這些設(shè)計(jì)舉例幫助讀者提高設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)過(guò)程中選用。本書在編寫過(guò)程中得到劉濤、鄭玉峰、周春來(lái)、孫蓬嬌和王庚蘭的大力協(xié)助，也得到北京航空航天大學(xué)出版社的大力幫助，在此一并表示感謝。讀者交流請(qǐng)使用zxhjeket@yahoo.com.cn。

內(nèi)容概要

本書是《從0開始教你學(xué)單片機(jī)》的姊妹篇。在《從0開始教你學(xué)單片機(jī)》的基礎(chǔ)上，本書主要講述單片機(jī)的應(yīng)用和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法?！　纹瑱C(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先涉及單片機(jī)復(fù)位設(shè)計(jì)和系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)，這是本書前3章的內(nèi)容；第4章講述系統(tǒng)的時(shí)鐘設(shè)計(jì)，包括內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘；第5章討論串行通信方法；第6章討論單片機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)方法；第7章討論系統(tǒng)的隔離與驅(qū)動(dòng)，這是單片機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)方法。    本書可作為單片機(jī)初學(xué)者的教材，供初學(xué)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的廣大愛好者學(xué)習(xí)使用。

書籍目錄

第0章 有關(guān)本書的提示第1章 復(fù)位電路設(shè)計(jì)　1.1 系統(tǒng)復(fù)位的意義　1.2 簡(jiǎn)單復(fù)位設(shè)計(jì)　1.3 更可靠的復(fù)位設(shè)計(jì)　　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(cè)芯片　　1.4.1 電源監(jiān)測(cè)芯片MAX　　1.4.2 雙電源監(jiān)測(cè)芯片MAX　　1.4.3 看門狗芯片DS　1.5 軟件復(fù)位　本章小結(jié)第2章 電源設(shè)計(jì)方法　2.1 一般電源設(shè)計(jì)　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(fù)電源設(shè)計(jì)　　2.4.1 使用變壓器的負(fù)電源設(shè)計(jì)　　2.4.2 由正電源生成負(fù)電源　本章小結(jié)第3章 特殊電源電路設(shè)計(jì)和電壓基準(zhǔn)　3.1 無(wú)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(yīng)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(fù)對(duì)稱輸出電壓　3.4 電壓基準(zhǔn)　　3.4.1 兩端式電壓基準(zhǔn)　　3.4.2 三端式電壓基準(zhǔn)　本章小結(jié)第4章 內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘　4.1 概述　　4.1.1 時(shí)鐘概述　　4.1.2 單片機(jī)時(shí)鐘　　4.1.3 時(shí)鐘周期　4.2 內(nèi)部時(shí)鐘　4.3 外部時(shí)鐘　　4.3.1 串行時(shí)鐘芯片ISL　　4.3.2 并行時(shí)鐘芯片DS　本章小結(jié)第5章 串行通信應(yīng)用第6章 單片機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器第7章 系統(tǒng)的隔離與驅(qū)動(dòng)第8章 幾種常用的標(biāo)準(zhǔn)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(gè)脈動(dòng)的高頻電源，把這個(gè)電源進(jìn)行整流和濾波，就得到了低壓直流電源。這個(gè)濾波一般會(huì)使用電感，而這個(gè)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(duì)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(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般會(huì)選用成品開關(guān)電源而不會(huì)自己去設(shè)計(jì)它。選用開關(guān)電源一般主要考慮以下幾個(gè)方面：①系統(tǒng)需要幾路電源輸出？首先考慮單片機(jī)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(fù)電壓，根據(jù)這些提出對(duì)開關(guān)電源的要求。②每路電源需要多大電流？電流需求應(yīng)該留有一定的余量，但余量太大可能造成不必要的浪費(fèi)。大電流時(shí)必須考慮開關(guān)電源的散熱。③多路電源時(shí)，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(jī)》可作為單片機(jī)初學(xué)者的教材，供初學(xué)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的廣大愛好者學(xué)習(xí)使用。

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