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第1篇 入 门篇2

第1章 节日彩灯系统设计2

1.1系统设计要求及设计思路2

1.2硬件电路设计3

1.2.1主控电路3

1.2.2显示电路4

1.3软件开发流程及代码分析6

1.4本章小结15

第2章 简易电子琴16

2.1系统设计要求及设计思路16

2.2硬件电路设计17

2.2.1电源电路17

2.2.2单片机最小应用系统及按键电路17

2.2.3音色及功放电路18

2.3软件开发流程及代码分析19

2.4本章小结27

第3章 程控放大器系统设计29

3.1系统设计要求及设计思路29

3.2硬件电路设计30

3.2.1 D/A转换电路30

3.2.2放大电路32

3.3.3控制显示电路32

3.3软件开发流程及代码分析35

3.4本章小结41

第4章 多路抢答器42

4.1系统设计要求及设计思路42

4.2硬件电路设计43

4.2.1输入电路43

4.2.2显示电路44

4.2.3状态电路45

4.3软件开发流程及代码分析45

4.4本章小结49

第5章 交通灯系统设计50

5.1系统设计要求及设计思路50

5.2硬件电路设计51

5.2.1主控电路51

5.2.2显示电路51

5.3软件开发流程及代码分析52

5.4本章小结55

第6章 篮球计时计分器系统设计56

6.1系统设计要求及设计思路56

6.2硬件电路设计57

6.2.1主控电路57

6.2.2按键控制模块58

6.2.3显示模块58

6.2.4定时报警模块59

6.3软件开发流程及代码分析59

6.4本章小结65

第7章 锯齿波信号发生器66

7.1系统设计要求及设计思路66

7.2 DAC1230 D/A转换器简介67

7.2.1 DAC 1 230的结构67

7.2.2 DAC1230与单片机的连接方法与工作时序70

7.3 ICL7135 A/D转换器73

7.3.1 ICL7135的特点及内部结构73

7.3.2 ICL7135的外部电路75

7.3.3 ICL7135与单片机的连接76

7.4硬件工作原理78

7.3.1 D/A转换电路部分78

7.3.2主控制电路80

7.3.3频率显示电路80

7.3.4键盘电路81

7.3.5幅值测量与显示82

7.5软件开发流程及代码分析84

7.6本章小结92

第8章 单片机串行通信波特率自动识别系统93

8.1系统设计要求及设计思路93

8.2 MAX232芯片简介94

8.2.1 MAX232的内部组成96

8.2.2 MAX232的引脚排列及功能96

8.3 OCM12864液晶显示模块97

8.3.1 OCM12864的接口说明97

8.3.2 OCM12864的指令描述98

8.3.2 OCM 12864的接口时序99

8.3.4屏幕显示与DDRAM地址映射关系100

8.4系统硬件原理101

8.5系统软件开发流程及代码分析102

8.6本章小结112

第2篇 提高篇114

第9章 电子广告牌114

9.1系统设计要求及设计思路114

9.2 OCMJ4X8C液晶显示器简介114

9.2.1 OCMJ4X8C模块功能介绍115

9.2.2 OCMJ4X8C的引脚功能和指令集115

9.2.3 OCMJ4X8C的数据传输与接口时序117

9.2.4 OCMJ4X8C显示坐标关系118

9.2.5 OCMJ4X8C的显示步骤118

9.3硬件原理119

9.3.1广告牌与CPU模块119

9.3.2通信模块120

9.4软件开发流程及代码分析121

9.5本章小结126

第10章 基于双口RAM的高速数据采集卡128

10.1系统设计要求及设计思路128

10.2 IDT7005双口RAM简介128

10.2.1双口RAM简介128

10.2.2 IDT7005的结构及引脚功能130

10.2.3 IDT7005对访问竞争的控制132

10.3硬件电路设计135

10.3.1 2号单片机电路模块135

10.3.2双口RAM电路模块136

10.3.3 1号单片机电路模块136

10.4软件开发流程及代码分析137

10.5本章小结144

第11章 基于铁电存储器的数据采集与记录系统145

11.1系统设计要求及设计思路145

11.2铁电存储器简介145

11.2.1铁电存储器的发展146

11.2.2铁电存储器的优点146

11.2.3铁电存储器的内部结构146

11.2.4铁电存储器的读写操作147

11.2.5铁电存储器的电源147

11.2.6铁电存储器的分类148

11.3 FM1808铁电存储器简介148

11.3.1 FM1808的特点148

11.3.2 FM1808的引脚及功能148

11.3.3 FM1808的内部结构与功能表149

11.3.4 FM1808的时序149

11.4硬件电路设计151

11.5软件开发流程及代码分析152

11.6本章小结156

第12章 电表数据采集器157

12.1系统设计要求及设计思路157

12.1.1功率采集158

12.1.2信号的前处理159

12.1.3信号转换和处理159

12.1.4电能的显示和存储160

12.2 CAT24WC16简介160

12.3 I2 C协议161

12.3.1 12C总线的特点161

12.3.2 I2C总线的启动和停止条件162

12.3.3 12C总线的数据传送162

12.3.4仲裁和时钟发生163

12.3.5完整的数据传输165

12.4硬件电路设计166

12.4.1显示电路模块166

12.4.2多路模拟信号转换模块169

12.4.3电量的存储和主电路模块171

12.5软件开发流程及代码分析172

12.6本章小结184

第13章 快速温度检测仪186

13.1系统设计要求及设计思路186

13.2 8路高速A/D转换器TLC5510简介186

13.2.1 TLC5510的结构及工作原理187

13.2.2 TLC5510的引脚188

13.2.3 TLC5510的工作时序图189

13.2.4 TLC5510使用注意事项189

13.3 TC 1047A温度传感器简介189

13.3.1 TC 1047A的引脚及功能190

13.3.2 TC 1047A测量温度与输出电压间的关系190

13.4硬件电路设计191

13.4.1主电路电路模块191

13.4.2温度检测模块191

13.4.3 A/D转换模块192

13.5软件开发流程及代码分析193

13.6本章小结196

第14章 多功能电子万年历197

14.1系统设计要求及设计思路197

14.2时钟芯片DS 1302简介198

14.2.1 DS1302内部结构及工作原理198

14.2.2 DS 1302引脚排列及引脚功能198

14.2.3 DS1302的时钟/日历及RAM地址199

14.2.4 DS 1302的操作方法200

14.2.5 DS1302的电源控制201

14.3 LCD1602的简介202

14.3.1 OCM2X 16A的引脚功能与读写时序202

14.3.2 OCM2X 16的状态字203

14.3.3 OCM2X 16的RAM地址203

14.3.4 OCM2X 16的指令203

14.4硬件电路设计205

14.5系统软件开发流程及代码分析206

14.6本章小结216

第15章 语音电子开关身份认证系统217

15.1系统设计要求及设计思路217

15.2语音识别简介218

15.2.1语音信号的特点218

15.2.2语言采集、回放的原理218

15.3 JL-034B电容式麦克风简介218

15.4 ISD4002语音回放芯片简介219

15.4.1 ISD4002的引脚分布及其功能220

15.4.2 ISD4002的SPI协议221

15.4.3 ISD4002的命令221

15.4.4 ISD4002的上电顺序222

15.4.5 ISD4002的数据端口的控制位222

15.4.6 ISD4002的SPI总线时序223

15.4.7 ISD4002的典型应用——录放音系统电路223

15.4.8基于ISD4002的录放音系统的软件设计224

15.5 AP7003语音识别芯片简介230

15.5.1 AP7003的框图与引脚230

15.5.2 AP7003的按键模式与按键功能232

15.5.3 AP7003的操作方法233

15.6硬件电路设计234

15.6.1语音识别电路234

15.6.2主电路和开锁电路236

15.6.3语音回放电路236

15.6.4手动输入密码和修改密码电路237

15.7系统软件开发流程及代码分析245

15.8本章小结261

第16章 手持式高度计263

16.1系统设计要求及设计思路263

16.2 SCP1000-D01气体压力传感器简介263

16.2.1 SCP1000-D01的内部结构264

16.2.2 SCP1000-D01的引脚功能264

16.2.3 SCP1000-D01的内部寄存器265

16.2.4 SCP1000-D01的工作模式267

16.3硬件电路设计268

16.4系统软件开发流程及代码分析268

16.5本章小结276

第17章 超声波测距仪277

17.1系统设计要求及设计思路277

17.2超声波测距技术277

17.2.1超声波传感器的种类278

17.2.2超声波传感器测距原理278

17.3 SRF08型超声波测距模块简介278

17.3.1引脚排列279

17.3.2内部寄存器及命令279

17.4硬件电路设计280

17.5系统软件开发流程及代码分析281

17.5.1系统程序流程图282

17.5.2系统具体程序代码282

17.6本章小结289

第18章 数字式倾角测量仪290

18.1系统设计要求及设计思路290

18.2 SCA 100T-D02芯片简介290

18.2.1 SCA100T-D02的内部组成291

18.3.2 SCA100T-D02的引脚排列及功能291

18.3.3 SCA100T-D02的SPI接口操作292

18.3系统硬件原理294

18.4系统软件开发流程及代码分析296

18.5本章小结303

第19章 单片机USB数据采集系统304

19.1系统设计要求及设计思路304

19.2 USB协议简介305

19.2.1 USB协议的发展305

19.2.2 USB协议的技术规范305

19.3 FT245BM芯片简介308

19.3.1 FT245BM的内部组成309

19.3.2 FT245BM的引脚排列及功能310

19.3.3 FT245BM的操作时序311

19.4系统硬件原理312

19.5系统软件开发流程及代码分析314

19.6本章小结319

第20章 白光LED路灯照明控制器321

20.1系统设计要求及设计思路321

20.2 MCP4822 D/A转换器简介321

20.2.1 MCP4822的内部结构322

20.2.2 MCP4822的引脚功能323

20.2.3 MCP4822的工作原理323

20.3 LED驱动器MAX 1554简介324

20.4硬件电路设计325

20.4.1主电路与MCP4822模块325

20.4.2 MAX1554模块326

20.5软件开发流程及代码分析327

20.6本章小结333

第3篇 综合实例篇336

第21章 多点温度遥测采集系统336

21.1系统设计要求及设计思路336

21.2 DS 18B20温度传感器337

21.2.1 DS 18B20内部结构及测温原理337

21.2.2 DS 18B20的封装形式及引脚功能338

21.2.3 DS 18B20的存储器339

21.2.4 DS18B20的操作命令340

21.3 TC35i GSM模块341

21.3.1 GSM模块简介341

21.3.2 TC35i GSM模块主要技术指标342

21.3.3 TC35i GSM模块的组成框图与引脚功能343

21.3.4 TC35i GSM模块的开发技巧344

21.3.5 TC35i GSM模块的启动与开机顺序345

21.4 AT指令与短信编码简介345

21.4.1 AT指令简介345

21.4.2 短信编码348

21.5硬件电路设计349

21.5.1 TC35i与电源电路模块349

21.5.2温度采集模块351

21.5.3主电路与显示模块351

21.6系统软件开发流程及代码分析352

21.7本章小结375

第22章 出入管理控制系统376

22.1系统设计要求及设计思路376

22.2 DS1990A简介376

22.2.1 DS 1990A的封装形式377

22.2.2 DS1990A的硬件结构377

22.2.3 DS 1990A的信号方式378

22.2.4 DS1990A的处理流程以及命令操作380

22.3硬件电路设计381

22.4系统软件开发流程及代码分析383

22.4.1系统软件流程383

22.4.2系统软件代码分析385

22.5本章小结397

第23章 基于RS485总线的远距离水位监控系统398

23.1系统设计要求及设计思路398

23.2 RS485通信标准398

23.3 MAX485芯片简介400

23.3.1 MAX485的内部组成401

23.3.2 MAX485的引脚分布及功能401

23.4硬件电路设计401

23.4.1信号采集处理部分401

23.4.2主电路模块402

23.4.3 RS485通信模块403

23.4.4显示模块403

23.5系统软件开发流程及代码分析404

23.6本章小结410

第24章 自动感应门412

24.1系统设计要求及设计思路412

24.2电动机简介412

24.2.1电动机的分类413

24.2.2电动机控制原理413

24.3 34HS300步进电机及其控制器简介415

24.3.1 34HS300步进电机简介415

24.3.2 MS-2H090M两相混合式步进电动机驱动器简介416

24.4自动门传感器ADS-A简介420

24.5硬件电路设计421

24.6系统软件开发流程及代码分析421

24.7本章小结426

第25章流量检测系统427

25.1系统设计要求及设计思路427

25.2电磁流量计简介428

25.2.1电磁流量计的工作原理与组成428

25.2.2电磁流量计的特点429

25.2.3电磁流量计的分类429

25.3 HR-LDG系列电磁流量传感器简介429

25.3.1电磁流量计的选择430

25.3.2电磁流量计安装时注意事项430

25.3.3电磁流量计的接线431

25.4硬件电路设计432

25.5系统软件开发流程及代码分析434

25.6本章小结438

第26章 红外便携式抄表器440

26.1系统设计要求及设计思路440

26.2红外传输简介440

26.2.1红外传输的特点441

26.2.2红外传输协议441

26.2.3红外传输框图442

26.2.4红外收发器442

26.3 ZHX1010红外发射接收器简介443

26.4硬件电路设计445

26.5系统软件开发流程及代码分析447

26.5.1电表程序447

26.5.2手持抄表器程序459

26.6本章小结467

第27章 基于IC卡的考勤系统设计469

27.1系统设计要求及设计思路469

27.2非接触式IC卡简介470

27.2.1 Mifare1 IC S50的结构471

27.2.2 Mifare1 IC S50的密码认证471

27.2.3 Mifare1 IC S50的存储结构472

27.2.4 Mifare1 IC S50的存储器操作473

27.3 ZLG500A读卡模块简介474

27.3.1 ZLG500A读卡模块的引脚功能475

27.3.2 ZLG500三线串行读卡模块接口规范475

27.3.3 ZLG500读卡模块数据传输协议477

27.3.4 ZLG500和MCU命令C51函数478

27.4 MAX813L简介479

27.4.1 MAX813L的内部结构和引脚功能480

27.4.2 MAX813L的功能481

27.4.3 MAX813L的时序图482

27.5硬件电路设计483

27.5.1主机电路483

27.5.2读卡电路484

27.5.3显示电路484

27.5.4时钟电路485

27.5.5存储器电路485

27.5.6处理器监控电路485

27.6系统软件开发流程及代码分析486

27.7本章小结508

第28章 基于nRF401的烟雾检测报警系统509

28.1系统设计要求及设计思路509

28.2 MC14468芯片简介510

28.2.1 MC 14468的内部组成510

28.2.2 MC14468的引脚排列及功能511

28.3 nRF401芯片简介512

28.3.1 nRF401的内部组成513

28.3.2 nRF401的引脚图及功能定义513

28.3.3 nRF401的重要时序参数514

28.3.4 nRF401使用中注意事项515

28.4系统硬件原理516

28.5系统软件开发流程及代码分析519

28.6本章小结530

第29章 基于CAN总线和单片机的电梯主控器设计531

29.1系统设计要求及设计思路531

29.2电梯控制系统及主控器功能设计532

29.2.1电梯控制系统的控制规则532

29.2.2主控器的对应控制功能设计533

29.3 CAN控制器SJA1000芯片简介534

29.3.1 SJA1000的内部结构及引脚定义534

29.3.2 SJA1000的内部寄存器定义536

29.4 CAN收发器82C250简介541

29.5电梯主控制器的硬件设计542

29.5.1控制CPU与存储器的接口电路542

29.5.2控制CPU输入输出接口电路模块544

29.5.3 D/A转换模块544

29.5.4 CPLDEPM7128接口电路模块544

29.5.5通信控制器中键盘、LCD电路设计545

29.5.6双机通信模块电路设计546

29.5.7 CAN总线网络接口硬件电路设计548

29.6电梯主控制器的软件设计549

29.6.1电梯控制系统程序流程分析549

29.6.2电梯控制系统程序代码553

29.7本章小结561

第30章PROFIBUS-DP现场总线智能节点的设计562

30.1系统设计要求及设计思路562

30.2 PROFIBUS-DP现场总线及其通信协议简介563

30.2.1 PROFIBUS现场总线简介563

30.2.2 PROFIBUS-DP通信模型564

30.3智能从站专用通信接口芯片SPC3565

30.3.1 SPC3技术特点565

30.3.2 SPC3的内部结构和引脚定义566

30.3.3 SPC3的存储器组织568

30.4 PROFIBUS-DP现场总线智能节点的硬件设计574

30.4.1 AT89S52与SPC3的接口电路574

30.4.2 SPC3与RS485的接口电路575

30.4.3数据采集电路576

30.4.4供电电源电路577

30.5 PROFIBUS-DP现场总线智能节点的软件设计578

30.5.1软件设计概述578

30.5.2模块程序的介绍580

30.5.3 GSD文件的编制588

30.6本章小结590

第31章51单片机接入以太网的设计与实现591

31.1系统设计要求及设计思路591

31.2单片机实现TCP/IP协议分析592

31.3以太网接口控制芯片RTL8019AS594

31.3.1 RTL8019AS的内部结构594

31.3.2 RTL8019AS的引脚排列及功能595

31.3.3 RTL8019AS的寄存器组织597

31.4系统硬件构成603

31.4.1单片机存储器扩展603

31.4.2 RTL8019AS的电路连接603

31.4.2 93C46 EEPROM与RTL8019AS的连接604

31.4.3 LED指示模块605

31.4.4以太网接口模块605

31.5 51单片机TCP/IP的嵌入实现606

31.5.1接收和发送的数据帧格式606

31.5.2系统软件流程606

31.5.3系统软件程序分析608

31.6本章小结614

第32章 红外测温仪615

32.1系统设计要求及设计思路615

32.2 MLX90614红外测温传感器简介616

32.2.1 MLX90614的特性616

32.2.2 MLX90614的引脚分布与内部结构616

32.2.3 MLX90614的存储器和RAM617

32.2.4 MLX90614的SMBus协议618

32.2.5 MLX90614的接口电路619

32.3系统硬件电路设计620

32.4系统软件开发流程及代码分析620

32.5本章小结631