單晶片介面技術及應用程式

本書特色

1.本書實例豐富、實用性高，可做為單晶片開發人員和系統設計人員的工具手冊。
2.本書依實用性的原則，加入SOC（System On Chip）和嵌入式作業系統的設計概念，書中每一個實例，都可以方便地被移植到具體的單晶片應用系統中。

本書內容

本書是從工程應用的角度出發，有系統、全面地介紹單晶片介面應用技術，重點介紹在單晶片應用系統中各功能模組的擴充方法，且對每一功能模組，提供典型的設計方案，並詳細介紹各種方案的硬體設計及軟體程式。 本書依照實用性的原則，加入SOC（System On Chip）和嵌入式作業系統的設計概念，硬體電路模組化、控制程式驅動化，書中的每一個實例，都可以方便地被移植到具體的單晶片應用系統中。內容包括：單晶片I/O介面的擴充、匯流排介面的擴充、CAN匯流排介面、記憶體的擴充、鍵盤介面與控制、顯示和印表機的介面與控制、資料擷取與控制、單晶片後向通道介面與控制等。本書實例豐富，具備高實用性，適用做為單晶片開發人員和系統設計人員的參考手冊。

<目錄>

第1章 單晶片I/O介面的擴充
1.1　單晶片應用系統 1-2
1.1.1　單晶片系統概述 1-2
1.1.2　單晶片系統中的功能模組 1-3
1.2　單晶片I/O介面 1-5
1.2.1　I/O介面功能 1-5
1.2.2　介面的控制方式 1-6
1.2.3　I/O介面晶片 1-7
1.3　用單晶片串列埠擴充I/O介面 1-7
1.3.1　副程式1——用串列埠擴充並列輸入埠 1-8
1.3.2　副程式2——用串列埠擴充並列輸出埠 1-13
1.4　用並列資料埠擴充I/O介面 1-16
1.4.1　副程式3——用8243擴充I/O介面 1-16
1.4.2　副程式4——用8255A擴充I/O介面 1-21
1.4.3　副程式5——用8155擴充I/O介面 1-31
第2章 匯流排介面的擴充
2.1　副程式6——非同步通信的軟體實現 2-2
2.1.1　非同步通信簡介 2-2
2.1.2　軟體實現非同步通信 2-4
2.2　副程式7——基於RS-232-C的串列埠通信 2-12
2.2.1　RS-232-C介面標準 2-13
2.2.2　RS-232-C傳輸介面電路的設計 2-15
2.2.3　單晶片與PC電腦通信程式設計 2-17
2.2.4　PC電腦通信軟體的開發 2-20
2.3　副程式8——基於RS-485的多機通信 2-29
2.3.1　RS-485介面標準 2-30
2.3.2　通信系統及介面電路設計 2-31
2.3.3　多機通信程式設計 2-32
2.4　副程式9——I2C匯流排協定的軟體實現 2-40
2.4.1　I2C匯流排簡介 2-41
2.4.2　I/O埠類比I2C匯流排介面的軟體設計 2-44
2.5　副程式10——SPI匯流排在單晶片系統中的實現 2-49
2.5.1　SPI匯流排簡介 2-49
2.5.2　SPI匯流排時序的軟體實現 2-51
2.6　副程式11——1-Wire匯流排協定的軟體實現 2-54
2.6.1　1-Wire匯流排簡介 2-55
2.6.2　1-Wire匯流排時序的軟體實現 2-59
第3章 CAN匯流排介面
3.1　CAN匯流排介面簡介 3-2
3.1.1　CAN匯流排的特徵 3-2
3.1.2　CAN匯流排介面的結構 3-3
3.1.3　CAN匯流排的設計方案選擇 3-4
3.2　SJA1000匯流排控制器簡介 3-4
3.2.1　SJAl000結構和主要特點 3-4
3.2.2　SJA1000的內部結構 3-5
3.2.3　SJA1000的接腳說明 3-7
3.3　介面電路設計 3-8
3.3.1　SJA1000與單晶片介面電路設計 3-8
3.3.2　前端物理介面電路的設計 3-9
3.3.3　設計電路需要注意的問題 3-10
3.4　控制程式總體設計 3-11
3.4.1　BasicCAN方式下的暫存器 3-11
3.4.2　設計流程 3-12
3.5　副程式12——硬體驅動程式的設計 3-14
3.6　副程式13——基本操作程式設計 3-15
3.7　副程式14——初始化操作 3-27
3.8　副程式15——通信程式設計 3-29
3.8.1　寫發送緩衝器 3-29
3.8.2　讀接收緩衝區 3-30
3.9　CAN匯流排的資料格式 3-32
3.9.1　資料框架 3-32
3.9.2　遠程框架 3-35
3.9.3　出錯框架 3-36
3.9.4　超載框架 3-36
第4章 記憶體的擴充
4.1　記憶體綜述 4-2
4.1.1　半導體記憶體 4-2
4.1.2　半導體記憶體的應用 4-5
4.1.3　各種記憶體性能比較 4-8
4.1.4　智慧卡 4-9
4.2　副程式16——典型外部程式記憶體的使用 4-10
4.2.1　元件選擇和介面電路的設計 4-11
4.2.2　外部記憶體的存取 4-12
4.3　副程式17——典型外部資料記憶體的使用 4-12
4.3.1　元件選擇和介面電路的設計 4-13
4.3.2　外部資料記憶體的讀寫 4-14
4.4　副程式18—用鐵電隨機存取記憶體擴充外部資料記憶體 4-16
4.4.1　鐵電隨機存取記憶體FM1808介面電路的設計 4-17
4.4.2　FM1808讀寫程式設計 4-18
4.5　副程式19——I2C介面EEPROM的控制 4-19
4.5.1　AT24C512簡介 4-20
4.5.2　AT24C512工作時序 4-22
4.5.3　讀寫程式 4-23
4.6　副程式20——SPI介面EEPROM的控制 4-33
4.6.1　AT93CXX簡介 4-33
4.6.2　AT93CXX的控制時序 4-35
4.6.3　讀寫程式 4-38
4.7　副程式21——FLASH記憶體K9F6408U0A的控制 4-44
4.7.1　K9F6408U0A簡介 4-44
4.7.2　專用的命令功能和狀態暫存器 4-46
4.7.3　K9F6408U0A的程式設計 4-47
4.8　副程式22——SLE4442邏輯加密IC卡的控制 4-54
4.8.1　SLE4442簡介 4-55
4.8.2　SLE4442內部結構 4-56
4.8.3　程式設計 4-58
第5章 鍵盤介面與控制
5.1　鍵盤設計指南 5-2
5.1.1　鍵盤的物理結構 5-2
5.1.2　鍵盤的組成形式 5-3
5.1.3　單晶片輸入介面解決方案 5-8
5.2　獨立式鍵盤的控制 5-10
5.2.1　副程式23——獨立式中斷鍵盤的設計 5-10
5.2.2　副程式24——獨立式查詢鍵盤的設計 5-14
5.2.3　副程式25——獨立式中斷查詢鍵盤的設計 5-20
5.3　矩陣式鍵盤的控制 23
5.3.1　副程式26——矩陣式掃描按鍵的設計 5-24
5.3.2　副程式27——矩陣式中斷掃描鍵盤的設計 5-31
5.3.3　副程式28——矩陣式線反轉法鍵盤的設計 5-33
5.4　副程式29——矩陣式鍵盤的鎖定 5-35
5.4.1　鍵盤密碼原理及單晶片密碼設置方法 5-35
5.4.2　程式設計 5-37
5.5　副程式30——改良型I/O埠多工鍵盤的控制 5-39
5.5.1　I/O埠多工的原理和介面電路的設計 5-40
5.5.2　程式設計 5-41
5.6　副程式31——利用ZLG7279A實現鍵盤顯示 5-43
5.6.1　ZLG7289A簡介 5-44
5.6.2 介面電路設計 5-48
5.6.3　程式設計 5-50
5.7　副程式32——PS/2鍵盤的設計 5-53
5.7.1　PS/2介面標準 5-54
5.7.2　硬體設計 5-59
5.7.3　軟體設計 5-59
第6章 顯示和印表機的介面與控制
6.1 顯示和列印介面設計指南 6-2
6.1.1　LED顯示介面 6-2
6.1.2　LCD顯示介面 6-3
6.1.3　CRT顯示器 6-10
6.1.4　印表機 6-13
6.2　副程式33——LED顯示器在單晶片系統中的應用 6-16
6.2.1　PS7219簡介 6-16
6.2.2　PS7219與單晶片介面電路的設計 6-19
6.2.3　控制程式設計 6-20
6.3　副程式34——利用HT16XX實現段式液晶顯示 6-23
6.3.1　HT1621簡介 6-24
6.3.2　介面電路設計 6-27
6.3.3　控制程式設計 6-28
6.4　副程式35——利用HD44780實現字元顯示 6-31
6.4.1　HD44780簡介 6-31
6.4.2　HD44780介面電路的設計 6-34
6.4.3　控制程式 6-34
6.5　副程式36——利用SED1520實現點陣顯示 6-39
6.5.1　SED1520簡介 6-39
6.5.2　液晶模組的內部結構及其與單晶片介面電路 6-44
6.5.3　控制程式設計 6-47
6.6　副程式37——利用HD66421實現灰度字元顯示 6-59
6.6.1　HD66421簡介 6-60
6.6.2　介面電路 6-63
6.6.3　控制程式設計 6-63
6.7　副程式38——CRT顯示器在單晶片系統中的應用 6-67
6.7.1　OCA-93顯示卡簡介 6-67
6.7.2　顯示卡的介面設計 6-70
6.7.3　驅動程式設計 6-71
6.8　副程式39——微型印表機在單晶片系統中的應用 6-72
6.8.1　CENTRONICS標準 6-73
6.8.2　SP-M系列微型印表機介紹 6-74
6.8.3　介面電路設計 6-76
6.8.4　程式設計 6-77
第7章 資料擷取與控制
7.1　資料擷取技術概述 7-2
7.1.1　類比信號擷取技術 7-2
7.1.2　A/D轉換技術 7-5
7.1.3　A/D轉換元件選擇要素 7-8
7.1.4　數位邏輯信號的擷取 7-10
7.2　副程式40——類比量輸入選擇介面 7-10
7.2.1　類比開關的主要技術指標 7-10
7.2.2　類比開關的選擇 7-12
7.2.3　類比開關介面電路的設計 7-13
7.2.4　用CD4051實現多通道類比信號的輸入 7-16
7.3　副程式41——用類比比較器實現A/D轉換 7-19
7.3.1　測量原理 7-20
7.3.2　電路設計 7-21
7.3.3　測量過程 7-21
7.3.4　控制程式設計 7-23
7.4　副程式42——8位元並列介面ADC080X的介面與驅動 7-26
7.4.1　ADC0808/ADC0809簡介 7-27
7.4.2　ADC0808/0809與單晶片的介面設計 7-28
7.4.3　設計程式 7-30
7.5　副程式43——SPI介面A/D轉換器TLC2543的應用 7-34
7.5.1　TLC2543簡介 7-34
7.5.2　LC2543與單晶片的介面電路 7-36
7.5.3　控制程式 7-36
7.6　副程式44——I2C介面A/D轉換器ADS11XX的應用 7-39
7.6.1　ADS11XX簡介 7-40
7.6.2　ADS1100與單晶片的介面電路 7-42
7.6.3　ADS1100的控制方法 7-43
7.6.4　ADS1100控制程式 7-45
7.7　副程式45——16位元A/D轉換器AD7715的應用 7-50
7.7.1　AD7715簡介 7-50
7.7.2　AD7715與單晶片的介面電路 7-51
7.7.3　AD7715的暫存器 7-52
7.7.4　AD7715控制程式設計 7-55
7.8　副程式46——等精度數位頻率計的實現 7-57
7.8.1　等精度頻率測量原理 7-58
7.8.2　設計CPLD的邏輯功能 7-59
7.8.3　頻率信號預處理 7-61
7.8.4　主控制器程式設計 7-62
7.9　副程式47——1-Wire測溫晶片DS18XX的應用 7-66
7.9.1　DS18XX簡介 7-66
7.9.2　DS18B20簡介 7-67
7.9.3　DS18B20的介面電路 7-70
7.9.4　控制程式的設計 7-71
7.10　副程式48——時脈日曆晶片PCF8563的應用 7-74
7.10.1　PCF8563簡介 7-75
7.10.2　PCF8563硬體電路 7-77
7.10.3　PCF8583的控制程式設計 7-77
第8章 單晶片後向通道介面與控制
8.1　單晶片後向通道概述 8-2
8.1.1　類比量的輸出技術概述 8-2
8.1.2　頻率合成技術概述 8-4
8.1.3　機電控制技術概述 8-7
8.2　副程式49——並列介面電壓輸出型D/A轉換器的控制 8-8
8.2.1　MAX530簡介 8-9
8.2.2　MAX530介面電路的設計 8-11
8.2.3　控制程式的設計 8-12
8.3　副程式50——並列介面電流輸出型D/A轉換器的控制 8-15
8.3.1　DAC083X簡介 8-16
8.3.2　DAC083X系列D/A轉換器與單晶片的介面電路 8-17
8.3.3　控制程式的設計 8-19
8.4　副程式51——串列介面電壓輸出型D/A轉換器的控制 8-22
8.4.1　MAX532簡介 8-23
8.4.2　MAX532與單晶片介面電路的設計 8-24
8.4.3　控制程式 8-25
8.5　副程式52——I2C介面的A/D及D/A轉換器的應用 8-29
8.5.1　PCF859l簡介 8-29
8.5.2　PCF8591與單晶片介面電路的設計 8-32
8.5.3　控制程式的設計 8-32
8.6　副程式53——基於AD9850的數位信號產生器 8-38
8.6.1　AD9850簡介 8-39
8.6.2　AD9850介面電路的設計 8-43
8.6.3　控制程式設計 8-46
8.7　副程式54——直流馬達的開迴路控制 8-50
8.7.1　直流馬達驅動電路的基本原理 8-51
8.7.2　直流馬達驅動晶片LMD18200簡介 8-52
8.7.3　介面電路的設計 8-54
8.7.4　直流馬達的驅動 8-56
8.8　副程式55——直流女的閉迴路控制 8-58
8.8.1　閉迴路控制系統工作原理 8-59
8.8.2　光電編碼器簡介 8-59
8.8.3　介面電路的設計 8-60
8.8.4　控制程式設計 8-61