電子工程師自學(xué)成才手冊(cè)（精通篇）

第1章 單片機(jī)快速入門(mén) 1

1.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介 1

1.1.1 什么是單片機(jī) 1

1.1.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成及工作過(guò)程 2

1.1.3 單片機(jī)的分類(lèi) 3

1.1.4 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 4

1.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程 5

1.2.1 明確控制要求并選擇合適型號(hào)的單片機(jī) 5

1.2.2 設(shè)計(jì)單片機(jī)電路原理圖 5

1.2.3 制作單片機(jī)電路 6

1.2.4 用Keil軟件編寫(xiě)單片機(jī)控制程序 7

1.2.5 計(jì)算機(jī)、下載（燒錄）器和單片機(jī)的連接 10

1.2.6 用燒錄軟件將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī) 13

1.2.7 單片機(jī)電路的供電與測(cè)試 15

1.3 C51語(yǔ)言基礎(chǔ) 17

1.3.1 常量 17

1.3.2 變量 19

1.3.3 運(yùn)算符 19

1.3.4 關(guān)鍵字 22

1.3.5 數(shù)組 23

1.3.6 循環(huán)語(yǔ)句 24

1.3.7 選擇語(yǔ)句 26

第2章 51單片機(jī)的硬件系統(tǒng) 28

2.1 8051單片機(jī)的引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu) 28

2.1.1 引腳功能說(shuō)明 28

2.1.2 單片機(jī)與片外存儲(chǔ)器的連接與控制 31

2.1.3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)說(shuō)明 32

2.2 8051單片機(jī)I/O端口的結(jié)構(gòu)與工作原理 35

2.2.1 P0端口 35

2.2.2 P1端口 37

2.2.3 P2端口 38

2.2.4 P3端口 38

2.3 8051單片機(jī)的存儲(chǔ)器 40

2.3.1 存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單位與編址 40

2.3.2 片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器的使用與編址 41

2.3.3 片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的使用與編址 41

2.3.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分區(qū) 42

2.3.5 特殊功能寄存器（SFR） 44

第3章 STC89C5x系列單片機(jī)介紹 49

3.1 概述 49

3.1.1 兩種版本與封裝形式 49

3.1.2 引腳功能說(shuō)明 50

3.1.3 STC89C5x系列單片機(jī)的型號(hào)命名規(guī)則 52

3.1.4 STC89C5x系列單片機(jī)常用型號(hào)的主要參數(shù) 52

3.2 STC89C5x系列單片機(jī)的I/O端口 53

3.2.1 I/O端口上電復(fù)位狀態(tài)與灌電流、拉電流 53

3.2.2 P4端口的使用 54

3.2.3 I/O端口與外部電路的連接 55

3.3 STC89C5x系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器 57

3.3.1 程序存儲(chǔ)器 57

3.3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 57

3.3.3 特殊功能寄存器 58

第4章 51單片機(jī)編程軟件的使用 61

4.1 Keil C51軟件的基本操作 61

4.1.1 Keil C51軟件的版本及獲取 61

4.1.2 Keil C51軟件的安裝 61

4.2 程序的編寫(xiě)與編譯 63

4.2.1 啟動(dòng)Keil C51軟件并新建工程文件 63

4.2.2 新建源程序文件 65

4.2.3 編寫(xiě)程序 66

4.2.4 編譯程序 67

4.3 程序的仿真與調(diào)試 69

4.3.1 軟件仿真設(shè)置 70

4.3.2 編譯程序 71

4.3.3 仿真、調(diào)試程序 71

第5章 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED的電路及編程 75

5.1 LED（發(fā)光二極管）介紹 75

5.1.1 外形與符號(hào) 75

5.1.2 性質(zhì) 75

5.1.3 檢測(cè) 76

5.1.4 限流電阻 76

5.2 點(diǎn)亮單個(gè)LED的電路與程序詳解 77

5.2.1 點(diǎn)亮單個(gè)LED的電路 77

5.2.2 采用位操作方式點(diǎn)亮單個(gè)LED的程序詳解 77

5.2.3 采用字節(jié)操作方式點(diǎn)亮單個(gè)LED的程序詳解 79

5.2.4 單個(gè)LED以固定頻率閃爍發(fā)光的程序詳解 80

5.2.5 單個(gè)LED以不同頻率閃爍發(fā)光的程序詳解 81

5.3 點(diǎn)亮多個(gè)LED的電路與程序詳解 82

5.3.1 點(diǎn)亮多個(gè)LED的電路 82

5.3.2 采用位操作方式點(diǎn)亮多個(gè)LED的程序詳解 83

5.3.3 采用字節(jié)操作方式點(diǎn)亮多個(gè)LED的程序詳解 83

5.3.4 多個(gè)LED以不同頻率閃爍發(fā)光的程序詳解 84

5.3.5 多個(gè)LED左移和右移的程序詳解 85

5.3.6 LED循環(huán)左移和右移的程序詳解 86

5.3.7 LED左右移動(dòng)并閃爍發(fā)光的程序詳解 88

5.3.8 采用查表方式控制LED多種形式發(fā)光的程序詳解 89

5.3.9 LED花樣發(fā)光的程序詳解 90

5.4 采用PWM方式調(diào)節(jié)LED亮度的原理與程序詳解 91

5.4.1 采用PWM方式調(diào)節(jié)LED亮度的原理 91

5.4.2 采用PWM方式調(diào)節(jié)LED亮度的程序詳解 91

第6章 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的電路及編程 94

6.1 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)1位LED數(shù)碼管的電路與程序詳解 94

6.1.1 1位LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與檢測(cè) 94

6.1.2 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)1位LED數(shù)碼管的電路 96

6.1.3 單個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示1個(gè)字符的程序詳解 96

6.1.4 單個(gè)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示多個(gè)字符的程序詳解 97

6.1.5 單個(gè)數(shù)碼管環(huán)形轉(zhuǎn)圈顯示的程序詳解 98

6.1.6 單個(gè)數(shù)碼管顯示邏輯電平的程序詳解 98

6.2 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)8位LED數(shù)碼管的電路與程序詳解 99

6.2.1 多位LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與檢測(cè) 99

6.2.2 單片機(jī)連接8位共陰極數(shù)碼管的電路 100

6.2.3 8位數(shù)碼管顯示1個(gè)字符的程序詳解 102

6.2.4 8位數(shù)碼管逐位顯示8個(gè)字符的程序詳解 103

6.2.5 8位數(shù)碼管同時(shí)顯示8個(gè)字符的程序及詳解 104

6.2.6 8位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示8個(gè)以上字符的程序及詳解 104

第7章 中斷與中斷編程 106

7.1 中斷的基本概念與處理過(guò)程 106

7.1.1 中斷的基本概念 106

7.1.2 中斷的處理過(guò)程 106

7.2 中斷的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制寄存器 107

7.2.1 中斷的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 107

7.2.2 中斷源寄存器 108

7.2.3 中斷允許寄存器IE 109

7.2.4 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP 110

7.3 中斷編程 111

7.3.1 外部中斷0以低電平方式觸發(fā)中斷的程序詳解 111

7.3.2 外部中斷1以下降沿方式觸發(fā)中斷的程序詳解 112

第8章 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的使用及編程 115

8.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)與計(jì)數(shù)功能 115

8.1.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)功能 115

8.1.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)功能 116

8.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理 116

8.2.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) 116

8.2.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理 117

8.3 與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器相關(guān)的控制寄存器 118

8.3.1 TCON寄存器 118

8.3.2 TMOD寄存器 119

8.4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式 120

8.5 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用及編程 124

8.5.1 產(chǎn)生1kHz方波信號(hào)的程序詳解 124

8.5.2 產(chǎn)生50kHz方波信號(hào)的程序詳解 125

8.5.3 產(chǎn)生周期為1s方波信號(hào)的程序詳解 126

第9章 按鍵電路及編程 128

9.1 獨(dú)立按鍵輸入電路與程序詳解 128

9.1.1 開(kāi)關(guān)輸入抖動(dòng)及解決方法 128

9.1.2 連接8個(gè)獨(dú)立按鍵和8個(gè)LED的單片機(jī)電路 129

9.1.3 一個(gè)按鍵點(diǎn)動(dòng)控制一個(gè)LED亮滅的程序詳解 130

9.1.4 一個(gè)按鍵鎖定控制一個(gè)LED亮滅的程序詳解 130

9.1.5 4路搶答器的程序詳解 131

9.1.6 獨(dú)立按鍵控制LED和LED數(shù)碼管的單片機(jī)電路 132

9.1.7 兩個(gè)按鍵控制1位數(shù)字增、減并用8位數(shù)碼管顯示的程序詳解 133

9.1.8 兩個(gè)按鍵控制多位數(shù)字增、減并用8位數(shù)碼管顯示的程序詳解 135

9.1.9 按鍵長(zhǎng)按與短按產(chǎn)生不同控制效果的程序詳解 137

9.1.10 8個(gè)獨(dú)立按鍵控制LED和LED數(shù)碼管顯示的程序詳解 139

9.2 矩陣鍵盤(pán)輸入電路與程序詳解 141

9.2.1 單片機(jī)16鍵矩陣鍵盤(pán)和8位數(shù)碼管的電路 141

9.2.2 矩陣鍵盤(pán)行列掃描方式輸入及顯示的程序詳解 143

9.2.3 采用中斷方式的矩陣鍵盤(pán)行列掃描輸入的電路及程序詳解 146

9.2.4 矩陣鍵盤(pán)密碼鎖的程序詳解 150

第10章 點(diǎn)陣和液晶顯示屏的使用及編程 155

10.1 雙色LED點(diǎn)陣的使用及編程 155

10.1.1 雙色LED點(diǎn)陣的基礎(chǔ)知識(shí) 155

10.1.2 單片機(jī)配合74HC595芯片驅(qū)動(dòng)雙色LED點(diǎn)陣的電路 162

10.1.3 雙色點(diǎn)陣顯示一種顏色字符的程序詳解 163

10.1.4 雙色點(diǎn)陣交替顯示兩種顏色字符的程序詳解 166

10.1.5 字符“0”～“9”移入和移出雙色點(diǎn)陣的程序詳解 168

10.2 1602字符型液晶顯示屏的使用及編程 171

10.2.1 1602字符型液晶顯示屏的基礎(chǔ)介紹 171

10.2.2 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)1602字符型液晶顯示屏的電路 176

10.2.3 1602字符型液晶顯示屏靜態(tài)顯示字符的程序詳解 177

10.2.4 1602字符型液晶顯示屏逐個(gè)顯示字符的程序詳解 179

10.2.5 1602字符型液晶顯示屏字符滾動(dòng)顯示的程序詳解 180

10.2.6 矩陣鍵盤(pán)輸入與1602字符型液晶顯示屏顯示的電路及程序詳解 181

第11章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的使用及編程 186

11.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)芯片介紹 186

11.1.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 186

11.1.2 驅(qū)動(dòng)芯片 189

11.1.3 五線(xiàn)四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 191

11.2 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電路及編程 192

11.2.1 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電路 192

11.2.2 用單四拍方式驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的程序詳解 193

11.2.3 用雙四拍方式驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)正反轉(zhuǎn)的程序詳解 194

11.2.4 用外部中斷控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的程序詳解 195

11.2.5 用按鍵控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、加速、減速、停止的程序詳解 197

第12章 串行通信的使用及編程 202

12.1 串行通信的基礎(chǔ)知識(shí) 202

12.1.1 并行通信和串行通信 202

12.1.2 串行通信的兩種方式 202

12.1.3 串行通信的數(shù)據(jù)傳送方向 204

12.2 串行通信口的結(jié)構(gòu)與原理 205

12.2.1 串行通信口的結(jié)構(gòu) 205

12.2.2 串行通信口的工作原理 206

12.3 串行通信口的控制寄存器 206

12.3.1 串行控制寄存器 206

12.3.2 電源控制寄存器 207

12.4 4種工作方式與波特率 208

12.4.1 方式0 208

12.4.2 方式1 209

12.4.3 方式2 210

12.4.4 方式3 210

12.4.5 波特率 210

12.5 串行通信的應(yīng)用編程 212

12.5.1 利用方式0實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品計(jì)數(shù)顯示的電路及編程 212

12.5.2 利用方式1實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信的電路及編程 214

第13章 I2C總線(xiàn)通信的使用及編程 217

13.1 I2C總線(xiàn)的基礎(chǔ)知識(shí) 217

13.1.1 I2C總線(xiàn)的通信協(xié)議 217

13.1.2 I2C總線(xiàn)的數(shù)據(jù)傳送格式 218

13.2 I2C總線(xiàn)存儲(chǔ)器24C02 219

13.2.1 外形與引腳功能 219

13.2.2 器件地址 220

13.2.3 讀/寫(xiě)操作 220

13.3 單片機(jī)與24C02的I2C總線(xiàn)通信電路及編程 223

13.3.1 模擬I2C總線(xiàn)通信的程序詳解 223

13.3.2 利用I2C總線(xiàn)從24C02讀寫(xiě)一個(gè)數(shù)據(jù)的電路及程序詳解 226

13.3.3 利用I2C總線(xiàn)從24C02讀寫(xiě)多個(gè)數(shù)據(jù)的電路及程序詳解 228

13.3.4 利用24C02存儲(chǔ)按鍵操作信息的電路及程序詳解 229

第14章 A/D（模/數(shù)）與D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換電路及編程 233

14.1 A/D與D/A轉(zhuǎn)換 233

14.1.1 A/D轉(zhuǎn)換 233

14.1.2 D/A轉(zhuǎn)換 235

14.2 A/D與D/A轉(zhuǎn)換芯片 235

14.2.1 外形與引腳功能說(shuō)明 236

14.2.2 器件地址和器件功能設(shè)置 236

14.2.3 單端輸入與差分輸入 237

14.3 A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路及編程 238

14.3.1 單片機(jī)、PCF8591芯片與8位數(shù)碼管構(gòu)成的A/D和D/A轉(zhuǎn)換及顯示電路 238

14.3.2 A/D轉(zhuǎn)換輸出顯示的程序詳解 239

14.3.3 4路電壓測(cè)量顯示的程序詳解 241

14.3.4 D/A轉(zhuǎn)換輸出顯示的程序詳解 244

第15章 電路繪圖設(shè)計(jì)軟件入門(mén) 247

15.1 概述 247

15.2 Protel 99 SE基礎(chǔ)知識(shí) 247

15.2.1 Protel 99 SE的組成 247

15.2.2 Protel 99 SE的設(shè)計(jì)電路流程 248

15.3 Protel 99 SE使用入門(mén) 248

15.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)文件的創(chuàng)建、關(guān)閉與打開(kāi) 248

15.3.2 Protel 99 SE的設(shè)計(jì)界面 251

15.3.3 文件的管理 251

15.3.4 系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置 256

第16章 設(shè)計(jì)電路原理圖 258

16.1 電路原理圖編輯器概述 258

16.1.1 電路原理圖編輯器的界面介紹 258

16.1.2 設(shè)置圖紙大小 262

16.1.3 設(shè)置圖紙方向、標(biāo)題欄、邊框和顏色 263

16.1.4 設(shè)置圖紙網(wǎng)格 265

16.1.5 設(shè)置圖紙文件信息 265

16.1.6 設(shè)置光標(biāo)與網(wǎng)格形狀 265

16.1.7 設(shè)置系統(tǒng)字體 266

16.2 電路原理圖的設(shè)計(jì) 267

16.2.1 操作元件庫(kù) 268

16.2.2 查找元件 269

16.2.3 放置元件 270

16.2.4 編輯元件 272

16.2.5 繪制導(dǎo)線(xiàn)、節(jié)點(diǎn)和總線(xiàn) 281

16.2.6 放置電源符號(hào) 288

16.2.7 放置輸入/輸出端口 289

16.2.8 查找、替換與重排元件標(biāo)號(hào) 291

16.3 圖形的繪制 294

16.3.1 繪制直線(xiàn) 294

16.3.2 繪制矩形 294

16.3.3 繪制多邊形 295

16.3.4 繪制橢圓弧線(xiàn) 296

16.3.5 繪制橢圓 297

16.3.6 繪制扇形 298

16.3.7 繪制曲線(xiàn) 299

16.4 文本、圖片的應(yīng)用 300

16.4.1 插入與設(shè)置文本 300

16.4.2 插入與設(shè)置圖片 301

16.5 層次原理圖的設(shè)計(jì) 302

16.5.1 層次原理圖的設(shè)計(jì)思路 303

16.5.2 由上向下設(shè)計(jì)層次原理圖 305

16.5.3 由下向上設(shè)計(jì)層次原理圖 310

第17章 制作新元件 311

17.1 元件庫(kù)編輯器概述 311

17.2 新元件的制作與使用 313

17.2.1 繪制新元件 313

17.2.2 修改已有元件 316

17.2.3 繪制復(fù)式元件 319

17.2.4 使用新元件 321

17.3 報(bào)表的生成與元件庫(kù)的管理 322

17.3.1 生成報(bào)表 322

17.3.2 管理元件庫(kù) 324

第18章 手工設(shè)計(jì)PCB圖 327

18.1 PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 327

18.1.1 PCB的基礎(chǔ)知識(shí) 327

18.1.2 PCB的設(shè)計(jì)過(guò)程 330

18.1.3 PCB設(shè)計(jì)編輯器的操作 330

18.1.4 PCB的工作層設(shè)置 332

18.1.5 PCB設(shè)計(jì)編輯器的參數(shù)設(shè)置 336

18.2 開(kāi)始手工設(shè)計(jì)PCB圖 341

18.2.1 放置對(duì)象 341

18.2.2 手工布局 354

18.2.3 手工布線(xiàn) 361

第19章 自動(dòng)設(shè)計(jì)PCB圖 363

19.1 基礎(chǔ)知識(shí) 363

19.1.1 PCB圖的自動(dòng)設(shè)計(jì)流程 363

19.1.2 利用電路原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表 364

19.2 開(kāi)始自動(dòng)設(shè)計(jì)PCB圖 364

19.2.1 自動(dòng)規(guī)劃PCB圖 364

19.2.2 裝載元件封裝庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)表 368

19.2.3 自動(dòng)布局元件 372

19.2.4 手工調(diào)整元件布局 373

19.2.5 自動(dòng)布線(xiàn) 374

19.2.6 手工調(diào)整布線(xiàn) 379

19.3 顯示PCB圖 384

19.3.1 單層顯示模式 384

19.3.2 三維顯示模式 385

第20章 制作新元件封裝 387

20.1 啟動(dòng)元件封裝庫(kù)編輯器 387

20.2 制作元件封裝 388

20.2.1 利用手工制作元件封裝 388

20.2.2 利用向?qū)е谱髟庋b 391

20.3 管理元件封裝 393

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