单片机系统设计需要积累一定的经验，而不能纸上谈兵，因此，在学习了单片机的基本理论以后，就可以实践一些系统设计的方法，做一些设计实验。在学习了本书的姊妹篇《从0开始教你学单片机》或相关单片机基本理论以后，就可以学习本书，进一步学习单片机系统设计方法和设计理论。

本书在讨论单片机系统设计的过程中，还举例说明了一些设计方法和设计思路，以帮助读者了解在系统设计过程中解决问题的方法。请在阅读正文的同时，仔细分析这些例子，希望通过这些设计举例帮助读者提高设计能力。在每章的后面，列举了本章内容所涉及的部分芯片，供读者在设计过程中选用。

本书是《从0开始教你学单片机》的姊妹篇。在《从0开始教你学单片机》的基础上，本书主要讲述单片机的应用和系统设计方法。单片机系统设计首先涉及单片机复位设计和系统电源设计，这是本书前3章的内容；第4章讲述系统的时钟设计，包括内部时钟和外部时钟；第5章讨论串行通信方法；第6章讨论单片机系统的存储器设计方法；第7章讨论系统的隔离与驱动，这是单片机系统和外部接口方面的内容；第8章阐述几种常用的标准芯片；第9章讨论A/D内容，讲述了几种不同类型的A/D转换器；第10章讨论工业控制方法，介绍了PID调节的一般设计方法。

本书可作为单片机初学者的教材，供初学单片机系统设计的广大爱好者学习使用。

第0章 有关本书的提示1

第1章 复位电路设计2

 1.1 系统复位的意义2

 1.2 简单复位设计3

 1.3 更可靠的复位设计4

1.3.1 使用施密特电路4

1.3.2 使用二极管6

 1.4 使用电源监测芯片7

1.4.1 电源监测芯片MAX8107

1.4.2 双电源监测芯片MAX7088

1.4.3 看门狗芯片DS12329

 1.5 软件复位11

 本章小结12

第2章 电源设计方法13

 2.1 一般电源设计13

 2.2 稳压二极管电路21

 2.3 可调式稳压器件22

2.3.1 三端可调式稳压器件LM31723

2.3.2 可关断的可调稳压器件TC107023

 2.4 负电源设计24

2.4.1 使用变压器的负电源设计24

2.4.2 由正电源生成负电源25

 本章小结27

第3章 特殊电源电路设计和电压基准28

 3.1 无变压器电源电路28

3.1.1 使用限流电阻28

3.1.2 使用专用器件30

 3.2 开关式稳压电源的应用32

3.2.1 开关电源的工作原理 33

3.2.2 开关电源的选择34

 3.3 电源专用芯片35

3.3.1 由低电压生成高电压35

3.3.2 由单一电压生成正负对称输出电压36

 3.4 电压基准36

3.4.1 两端式电压基准37

3.4.2 三端式电压基准37

 本章小结38

第4章 内部时钟和外部时钟40

 4.1 概述40

4.1.1 时钟概述40

4.1.2 单片机时钟41

4.1.3 时钟周期42

 4.2 内部时钟45

 4.3 外部时钟48

4.3.1 串行时钟芯片ISL120849

4.3.2 并行时钟芯片DS1288756

 本章小结63

第5章 串行通信应用65

 5.1 串行通信接口概述65

5.1.1 串行通信的基本概念65

5.1.2 单片机实现串行通信的两种方法66

5.1.3 几种常用的通信标准69

 5.2 单片机系统中RS232总线的应用70

 5.3 单片机系统中RS485总线的应用71

5.3.1 使用MAX485的连接方法72

5.3.2 RS485总线应用举例73

 5.4 关于I2C总线73

5.4.1 I2C总线简介74

5.4.2 I2C总线数据传输时序76

5.4.3 应用举例：串行数据存储器

 5.5 串行接口扩展84

5.5.1 使用I/O模拟串行通信84

5.5.2 使用外部开关元件扩展串行通信口85

5.5.3 使用单片机扩展串行通信口86

5.5.4 使用专用芯片扩展串口89

 本章小结90

第6章 单片机系统的存储器92

 6.1 外部数据存储器92

6.1.1 存储器一般知识92

6.1.2 数据存储器的连接93

 6.2 地址总线的扩展方法102

6.2.1 使用地址锁存器扩展102

6.2.2 存储器并联的方法104

 6.3 存储器分类和应用105

6.3.1 常见存储器分类106

6.3.2 双端口及多端口存储器108

6.3.3 单片机系统中存储器的应用109

 6.4 接触式智能卡112

 本章小结112

第7章 系统的隔离与驱动115

 7.1 信号的隔离115

 7.2 开关信号的光电隔离方法116

 7.3 开关信号的其他隔离方法121

7.3.1 光纤隔离121

7.3.2 干簧管隔离122

 7.4 模拟信号的隔离124

7.4.1 使用射极跟随器隔离124

7.4.2 使用线性光耦隔离125

 7.5 电源隔离127

 7.6 负载驱动128

7.6.1 使用继电器129

7.6.2 使用开关管130

7.6.3 使用集成元件131

7.6.4 驱动交流负载133

 本章小结134

第8章 几种常用的标准芯片135

 8.1 模拟开关135

8.1.1 模拟开关的原理135

8.1.2 模拟开关的应用138

 8.2 多路数据选择器141

 8.3 译码器和编码器142

8.3.1 译码器142

8.3.2 编码器146

 8.4 移位寄存器148

 本章小结151

第9章 A/D转换器152

 9.1 模拟信号和数字信号152

 9.2 A/D的性能和选择方法155

9.2.1 A/D的性能和参数156

9.2.2 A/D的选择方法157

 9.3 廉价通用的A/D 0800系列和0809系列158

 9.4 串行通信A/D芯片MAX110160

 9.5 其他类型A/D164

9.5.1 高精度A/D芯片AD7718164

9.5.2 高速A/D芯片ADC1175168

9.5.3 数字表专用A/D芯片7126171

 本章小结172

第10章 一般工业控制方法174

 10.1 工业控制一般概念174

10.1.1 开环控制和闭环控制174

10.1.2 位置式算法和增量式算法175

 10.2 开关调节和脉宽调节176

10.2.1 开关调节176

10.2.2 脉宽调节177

 10.3 比例调节和积分调节178

10.3.1 比例调节178

10.3.2 积分调节180

 10.4 PID调节182

10.4.1 微分调节182

10.4.2 PID调节的应用184

10.4.3 比例、积分、微分系数的选择185

 10.5 调节目标189

10.5.1 设置带状调节目标190

10.5.2 大滞后系统190

10.5.3 控制系统的调节能力191

参考文献192