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第1章 绪论1

1.1智能化测量控制仪表的基本组成及其发展1

1.2智能化测量控制仪表的功能特点3

1.3智能化测量控制仪表的设计方法5

复习思考题9

第2章 智能化测量控制仪表中的专用微处理器10

2.1 80C51系列单片机的特点10

2.2 80C51单片机的结构11

2.2.1基本组成与内部结构11

2.2.2引脚功能14

2.3 80C51单片机的存储器结构15

2.4 80C51单片机的CPU时序18

2.5 80C51单片机的复位信号与复位电路20

2.6 80C51单片机的并行I/O口21

2.7 80C51单片机的指令系统25

2.7.1指令和助记符25

2.7.2指令的字节数25

2.7.3寻址方式26

2.7.4指令分类详解30

2.8 80C51单片机的汇编语言程序设计与实用子程序39

2.8.1汇编语言格式与伪指令39

2.8.2应用程序设计41

2.8.3定点数运算子程序43

2.9 80C51单片机的定时器/计数器56

2.9.1定时器/计数器的控制寄存器与逻辑结构56

2.9.2定时器/计数器应用举例64

2.10 80C51单片机的串行口65

2.10.1串行通信方式与串行口控制寄存器65

2.10.2串行口应用举例72

2.11 80C51单片机的中断系统73

2.11.1中断的概念73

2.11.2中断申请与控制74

2.11.3中断响应77

2.11.4中断系统应用举例79

2.12 80C51单片机的节电工作方式81

2.12.1空闲方式和掉电方式82

2.12.2节电方式的应用83

2.13 80C51单片机的系统扩展84

2.13.1程序存储器扩展85

2.13.2数据存储器扩展86

2.13.3并行I/O端口扩展87

2.13.4利用I2C总线进行系统扩展100

2.14新型FLASH单片机简介107

2.14.1 Atmel公司的AT89 x51107

2.14.2 NXP公司的89C51RD2113

2.14.3 SST公司的89E564RD118

复习思考题124

第3章 单片机高级语言Keil C51应用程序设计127

3.1 Keil C51程序设计的基本语法127

3.1.1 Keil C51程序的一般结构127

3.1.2数据类型128

3.1.3常量、变量及其存储模式129

3.1.4运算符与表达式131

3.2 C51程序的基本语句135

3.2.1表达式语句135

3.2.2复合语句135

3.2.3条件语句136

3.2.4开关语句136

3.2.5循环语句137

3.2.6 goto、break、continue语句138

3.2.7返回语句138

3.3函数139

3.3.1函数的定义与调用139

3.3.2中断服务函数与寄存器组定义140

3.4 Keil C51编译器对ANSI C的扩展141

3.4.1存储器类型与编译模式141

3.4.2关于bit、sbit、sfr、sfr16数据类型143

3.4.3一般指针与基于存储器的指针及其转换146

3.4.4 C51编译器对ANSI C函数定义的扩展147

3.5 C51编译器的数据调用协议151

3.5.1数据在内存中的存储格式151

3.5.2目标代码的段管理153

3.6与汇编语言程序的接口155

3.7绝对地址访问160

3.7.1采用扩展关键字“_at_”或指针定义变量的绝对地址160

3.7.2采用预定义宏指定变量的绝对地址162

3.8 Keil C51库函数162

3.8.1本征库函数163

3.8.2字符判断转换库函数163

3.8.3输入/输出库函数164

3.8.4字符串处理库函数166

3.8.5类型转换及内存分配库函数167

3.8.6数学计算库函数168

复习思考题169

第4章 智能化测量控制仪表的DAC和ADC接口171

4.1 A/D及D/A转换器的主要技术指标171

4.1.1 A/D转换器的主要技术指标171

4.1.2 D/A转换器的主要技术指标172

4.2 DAC接口技术172

4.2.1常用DAC芯片的接口方法174

4.2.2利用DAC接口实现波形发生器183

4.2.3串行DAC与80C51单片机的接口方法188

4.3 ADC接口技术193

4.3.1比较式ADC接口194

4.3.2积分式ADC接口203

4.3.3串行ADC与80C51单片机的接口方法213

4.4数据采集系统217

4.4.1前置放大器219

4.4.2采样保持器223

4.4.3新型单片数据采集系统ADμC8xx简介226

复习思考题235

第5章 智能化测量控制仪表的键盘与显示器接口技术236

5.1 LED显示器接口技术236

5.1.1 7段LED数码显示器236

5.1.2串行接口8位共阴极LED驱动器MAX7219244

5.2键盘接口技术253

5.2.1编码键盘254

5.2.2非编码键盘255

5.2.3键值分析263

5.3 8279可编程键盘/显示器芯片接口技术273

5.3.1 8279的工作原理273

5.3.2 8279的数据输入、显示输出及命令格式275

5.3.3 8279的接口方法282

5.4 LCD液晶显示器接口技术289

5.4.1 LCD显示器的工作原理和驱动方式289

5.4.2点阵字符型液晶显示模块290

5.4.3点阵图型液晶显示模块305

复习思考题312

第6章 智能化测量控制仪表的通信接口314

6.1串行通信接口314

6.1.1 RS-232C标准314

6.1.2串行通信方式319

6.2串行通信的实现321

6.2.1仪表相互之间的通信321

6.2.2仪表与上位机之间的通信325

6.2.3 RS-422和RS-423标准339

复习思考题340

第7章 智能化测量控制仪表的抗干扰技术341

7.1干扰源341

7.1.1串模干扰、共模干扰及电源干扰341

7.1.2数字电路的干扰343

7.2硬件抗干扰措施345

7.2.1串模干扰的抑制345

7.2.2共模干扰的抑制347

7.2.3输入/输出通道干扰的抑制348

7.2.4电源与电网干扰的抑制352

7.2.5地线系统干扰的抑制353

7.3软件抗干扰措施354

7.3.1数字量输入/输出中的软件抗干扰354

7.3.2程序执行过程中的软件抗干扰355

7.3.3系统的恢复360

复习思考题363

第8章 智能化测量控制仪表中的常用测量与控制算法364

8.1数字滤波算法365

8.1.1一阶惯性滤波365

8.1.2限幅滤波367

8.1.3中位值滤波368

8.1.4算术平均值滤波369

8.1.5滑动平均值滤波371

8.1.6加权滑动平均滤波373

8.1.7复合滤波法373

8.2校正算法374

8.2.1系统误差的模型校正法374

8.2.2利用校准曲线通过查表法修正系统误差376

8.2.3非线性特性的校正379

8.3量程自动转换与标度变换385

8.3.1量程自动转换385

8.3.2标度变换387

8.4 PID控制算法388

8.4.1基本控制规律388

8.4.2完全微分型PID控制算法390

8.4.3不完全微分型PID控制算法393

8.4.4 PID算法的改进395

复习思考题398

第9章 智能化测量控制仪表的设计方法与实例分析399

9.1智能化测量控制仪表的总体设计400

9.2智能化测量控制仪表的硬件电路设计401

9.2.1仪表中专用单片机系统的设计401

9.2.2仪表中其他功能组件的设计403

9.2.3仪表中硬件电路设计过程404

9.3智能化测量控制仪表的软件设计406

9.3.1概述406

9.3.2自顶向下设计407

9.3.3模块化和结构化编程408

9.4智能化真有效值数字电压表实例分析408

9.4.1单片真有效值/直流转换器409

9.4.2仪表单元电路的工作原理411

9.5智能化真有效值数字电压表的监控程序416

9.5.1仪表的键盘功能417

9.5.2仪表的监控程序结构417

9.5.3仪表的主要功能模块简介419

复习思考题425

附录A 80C51指令表426

附录B Proteus虚拟仿真433

B.1集成环境ISIS433

B.2绘制原理图437

B.3创建汇编语言源代码仿真文件440

B.4在原理图中进行源代码仿真调试442

B.5原理图与Keil环境联机仿真调试445

附录C常用集成电路芯片的引脚排列图453

参考文献458