船舶導航系統(tǒng)信息接口技術(shù)及應用實踐

目錄
第1章 51單片機基本應用 1
1.1 單片機概述 2
1.1.1 單片機的作用 2
1.1.2 單片機的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 3
1.1.3 如何學習單片機 8
1.2 單片機開發(fā)準備 8
1.2.1 Keil C51軟件的安裝 9
1.2.2 USB轉(zhuǎn)串口芯片CH340T驅(qū)動程序的安裝 10
1.2.3 STC單片機程序下載工具軟件 12
1.3 用單片機I/O口點亮LED燈 12
1.3.1 單片機的引腳和I/O口 13
1.3.2 單片機*小應用系統(tǒng) 13
1.3.3 LED燈的控制電路 15
1.3.4 軟件設(shè)計與下載 15
1.3.5 1個LED燈的循環(huán)亮滅控制 21
1.3.6 8個LED燈的亮滅控制 22
1.4 用單片機I/O口控制數(shù)碼管顯示 24
1.4.1 七段數(shù)碼管及其顯示控制 24
1.4.2 單片機控制數(shù)碼管亮滅的方法 25
1.4.3 數(shù)碼管控制芯片MAX7219 27
1.4.4 基于MAX7219的數(shù)碼管控制電路 31
1.4.5 數(shù)碼管顯示遞增計數(shù)值 32
1.5 用單片機I/O口讀取按鍵 34
1.5.1 按鍵布置方案 35
1.5.2 鍵盤消抖 36
1.5.3 讀取按鍵的軟件設(shè)計 36
1.5.4 單片機I/O口應用方法總結(jié) 42
1.6 單片機內(nèi)部的定時器/計數(shù)器 43
1.6.1 單片機定時器/計數(shù)器的概念與設(shè)置 43
1.6.2 單片機定時器/計數(shù)器的工作方式 45
1.6.3 單片機定時器/計數(shù)器應用舉例 47
1.7 單片機內(nèi)部的異步串行通信接口UART 49
1.7.1 關(guān)于異步串行通信的幾個概念 49
1.7.2 異步串行通信協(xié)議 51
1.7.3 51單片機的異步串行通信接口UART 52
1.7.4 8位方式串行通信舉例 56
1.7.5 9位方式串行通信舉例 57
1.7.6 51單片機P3口第二功能 59
1.8 單片機的中斷 60
1.8.1 中斷的概念 60
1.8.2 8051單片機的中斷源與中斷標志位 60
1.8.3 與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器 61
1.8.4 有關(guān)中斷的單片機軟件設(shè)計 64
1.8.5 中斷應用舉例 66
1.9 單片機的存儲器 69
1.9.1 只讀存儲器 70
1.9.2 數(shù)據(jù)存儲器 70
1.9.3 特殊功能寄存器 72
1.9.4 存儲變量讀取速度的測試 74
本章練習題 78
第2章 51單片機擴展應用 79
2.1 液晶顯示器LCD1602的使用 80
2.1.1 字符型LCD1602簡介 80
2.2.2 LCD1602的讀寫時序 83
2.2.3 LCD1602的指令 84
2.2.4 在LCD1602上顯示字符 86
2.2 I2C總線及其應用舉例 89
2.2.1 I2C總線協(xié)議 89
2.2.2 I2C總線的通信時序 91
2.2.3 I2C總線器件AT24C02 92
2.2.4 AT24C02記錄開機次數(shù) 95
2.3 D/A轉(zhuǎn)換與A/D轉(zhuǎn)換 100
2.3.1 D/A轉(zhuǎn)換原理 101
2.3.2 A/D轉(zhuǎn)換原理 104
2.3.3 DA/AD轉(zhuǎn)換器PCF8591 109
2.3.4 用PCF8591進行電壓采樣與輸出 113
2.4 單片機定時器/計數(shù)器T2的應用 119
2.4.1 定時器T2的寄存器 120
2.4.2 定時器T2的三種工作模式 121
本章練習題 125
第3章 自整角機和旋轉(zhuǎn)變壓器信號接口技術(shù) 126
3.1 自整角機原理 127
3.1.1 控制式自整角機 128
3.1.2 力矩式自整角機 131
3.1.3 自整角機的電氣零位 133
3.2 自整角機軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù) 134
3.2.1 自整角機的信號特征 134
3.2.2 基于格雷編碼的軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換 135
3.2.3 基于AD采樣的軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換方法 137
3.2.4 基于軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換電路 139
3.3 旋轉(zhuǎn)變壓器原理及接口技術(shù) 144
3.3.1 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器 145
3.3.2 線性旋轉(zhuǎn)變壓器 146
3.3.3 用一對旋轉(zhuǎn)變壓器測量差角 147
3.3.4 旋轉(zhuǎn)變壓器軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù) 148
3.4 數(shù)字軸角轉(zhuǎn)換技術(shù) 148
3.4.1 數(shù)字-自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器的原理 149
3.4.2 數(shù)字-自整角機/旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換器的應用 150
本章練習題 151
第4章 異步串行通信及其在船舶導航系統(tǒng)中的應用 152
4.1 串行通信技術(shù)概述 153
4.1.1 串行通信的含義與特點 153
4.1.2 數(shù)據(jù)傳送方式 153
4.1.3 信號調(diào)制解調(diào) 154
4.1.4 異步串行通信協(xié)議 155
4.1.5 同步串行通信協(xié)議 156
4.1.6 串行通信差錯控制 157
4.2 異步串行通信接口電氣標準 159
4.2.1 RS-232C接口標準 159
4.2.2 RS-422A接口標準 167
4.2.3 RS-485接口標準 170
4.2.4 RS-232C/RS-422A/RS-485三種接口標準電氣特性比較 173
4.2.5 RS-232C/RS-422A電氣特性測試實驗 174
4.3 異步串行通信在船舶導航系統(tǒng)中的應用 176
4.3.1 國際標準IEC61162與NMEA0183 176
4.3.2 NMEA0183接口協(xié)議與數(shù)據(jù)格式 177
4.3.3 基于NMEA0183的常用導航設(shè)備輸出典型報文 178
4.3.4 NMEA0183數(shù)據(jù)接收實踐—GPS/BD模塊報文接收顯示 182
本章練習題 183
第5章 CAN總線及其在船舶導航系統(tǒng)中的應用 185
5.1 CAN總線概述 186
5.1.1 CAN總線的由來 186
5.1.2 CAN總線的特點 187
5.1.3 CAN總線組網(wǎng)方法 187
5.2 CAN總線的報文幀 190
5.2.1 幀類型 190
5.2.2 數(shù)據(jù)幀與遠程幀格式 191
5.2.3 總線仲裁 194
5.2.4 位同步 195
5.2.5 位填充 196
5.3 CAN控制器SJA1000及其應用 197
5.3.1 SJA1000概述 197
5.3.2 SJA1000基本模式下的寄存器功能 199
5.3.3 SJA1000基本模式及應用實踐 210
5.3.4 SJA1000擴展模式及應用實踐 222
5.4 CAN收發(fā)器82C250 233
5.5 CAN總線在船舶導航系統(tǒng)中的應用 235
5.5.1 NMEA2000（IEC 61162-3）協(xié)議介紹 235
5.5.2 應用舉例 237
本章練習題 240
第6章 交換式以太網(wǎng)及其在船舶導航系統(tǒng)中的應用 242
6.1 計算機局域網(wǎng)概述 243
6.1.1 局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu) 243
6.1.2 共享式以太網(wǎng) 245
6.1.3 交換式以太網(wǎng) 246
6.1.4 以太網(wǎng)標準 248
6.1.5 局域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)與協(xié)議 249
6.1.6 數(shù)據(jù)的封裝 255
6.2 小型局域網(wǎng)組網(wǎng)實踐 258
6.2.1 IP地址和子網(wǎng)掩碼設(shè)置 258
6.2.2 設(shè)備配置與連接 259
6.2.3 測試網(wǎng)絡(luò)連通性 260
6.2.4 用ARP查詢MAC地址 261
6.2.5 用UDP收發(fā)工具收發(fā)數(shù)據(jù) 262
6.3 交換式以太網(wǎng)在船舶導航系統(tǒng)中的應用 265
6.3.1 國際標準IEC61162-450數(shù)據(jù)包 265
6.3.2 自定義數(shù)據(jù)格式舉例 266
本章練習題 270
參考文獻 271
附圖