基于LabVIEW与单片机的数据测量显示系统 (1)
基于LabVIEW与单片机的数据测量显示系统
基于LabVIEW与单片机的数据测量显示系统
汤艳坤;李井泉;杨坤
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2010(006)015
【摘要】介绍了基于89S52单片机的速度位移测量系统的构成及程序框图,并且详述了LabVIEW环境下串口通讯的方法,从而设计了一种用单片机实现数据测量,并通过串口由LabVIEW实现采集显示的系统.
【总页数】2页(P4164-4165)
【作者】汤艳坤;李井泉;杨坤
【作者单位】空军航空大学,飞行基础训练基地,基础部,吉林,长春,130022;空军航空大学,飞行基础训练基地,基础部,吉林,长春,130022;空军航空大学,飞行基础训练基地,基础部,吉林,长春,130022
【正文语种】中文
【中图分类】TP751
【相关文献】
1.基于LabVIEW和PXI的实时数据测量系统的研究 [J], 杨伟波;朱文哲
2.基于LabVIEW的磁场数据测量系统设计 [J], 刘容;谷浩;师阿香;王新利
3.基于LabVIEW的实时数据测量系统的设计 [J], 李春萍;李颉思
4.基于LabVIEW的实时数据测量系统的设计 [J], 李春萍;李颉思
5.基于 LabVIEW 的单片机与 PC 机串口通信显示系统设计 [J], 刘松斌;王海星;马双;柳明
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《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文
《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言在现代化工业和科技应用中，数据采集扮演着举足轻重的角色。
为了满足多路数据的高效、准确采集需求，本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。
该系统设计旨在实现多通道、高精度的数据采集，为工业自动化、科研实验等领域提供可靠的解决方案。
二、系统设计概述本系统设计以单片机为核心控制器，结合LabVIEW软件进行数据采集、处理和显示。
系统采用模块化设计，包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块以及LabVIEW上位机显示模块。
通过各模块的协同工作，实现多路数据的实时采集和监控。
三、硬件设计1. 单片机选型及配置系统采用高性能单片机作为核心控制器，具有高速运算、低功耗等特点。
单片机配置包括时钟电路、复位电路、存储器等，以满足系统运行需求。
2. 数据采集模块设计数据采集模块负责从传感器中获取数据。
本系统采用多路复用技术，实现多个传感器数据的并行采集。
同时，采用高精度ADC（模数转换器）对传感器数据进行转换，以保证数据精度。
3. 数据传输模块设计数据传输模块负责将采集到的数据传输至单片机。
本系统采用串口通信或SPI通信等方式进行数据传输，以保证数据传输的稳定性和实时性。
四、软件设计1. 单片机程序设计单片机程序采用C语言编写，实现对传感器数据的采集、处理和传输等功能。
程序采用中断方式接收数据，避免因主程序繁忙而导致的漏采现象。
2. LabVIEW上位机程序设计LabVIEW是一种基于图形化编程的语言，适用于数据采集系统的上位机程序设计。
本系统采用LabVIEW编写上位机程序，实现对数据的实时显示、存储和分析等功能。
同时，LabVIEW程序还具有友好的人机交互界面，方便用户进行操作和监控。
五、系统实现及测试1. 系统实现根据硬件和软件设计，完成多路数据采集系统的搭建和调试。
通过实际测试，验证系统的稳定性和可靠性。
2. 系统测试对系统进行实际测试，包括多路数据采集的准确性、实时性以及系统的稳定性等方面。
基于单片机和LabVIEW的温湿度监测系统设计
摘要：利用单片机和虚拟仪器LabVIEW在PC端设计了温湿度测量及控制系统，用于温湿度数据监测。
该系统上位机为PC端监控界面，下位机为单片机，单片机采集温湿度数据，并将采集到的数据通过串口发送给监控界面进行监测和管理。
该监测系统具有开发成本低、功耗低、性能稳、电路简单等优点。
关键词：温湿度采集；DHT11；LabVIEW；单片机0引言随着技术的发展，温湿度测量应用到了工作和生活的方方面面，温湿度监测系统的应用也愈加广泛。
目前，基于虚拟仪器的监控与数据采集系统的设计主要依赖于价格昂贵的数据采集卡，系统开发和应用成本高。
LabVIEW是美国国家仪器（NI）公司研制开发的一款图形化编程开发环境，本文基于单片机和LabVIEW 平台实现了温湿度实时监测系统的设计。
单片机和温湿度传感器构成下位机系统，以串口通信方式将采集的数据发送至上位机PC端LabVIEW平台，实现温湿度数据实时采集、温湿度趋势图绘制、门限报警、历史数据存储，并对数据进行精细化管理。
该监测系统快速有效，开发成本低，非常适合日常使用。
1统设计思路该系统下位机控制核心为STC89C52，温湿度传感器DHT11采集温湿度信号，液晶显示屏LCD1602显示系统信息。
系统设置报警电路，用户可自行设定报警阈值，当温度或湿度超过设定值时则启动报警。
上位机采用LabVIEW编写程序，单片机与其通过串口进行通信，实现系统温湿度数据的实时测量、监控、存储及统计分析。
LabVIEW图形化编程人机交互界面友好，开发成本低，简单易行，功能可靠。
系统结构如图1所示。
2硬件电路设计2.1 下位机硬件电路设计下位机单片机控制系统硬件电路包括：温湿度传感器DHT11电路、LCD1602显示电路、声光报警电路和键盘电路，本文在此只阐述温湿度传感器DHT11的电路设计。
DHT11只需要占用单片机一个I/O口即可完成连接。
如图2所示，DHT11的供电电压为3.5～5.5 V，其1脚接VCC，2脚接单片机的I/O口，3脚悬空，4脚接GND。
基于单片机和FPGA的数字鉴频器与在labview中显示
摘要随着电子信息产业的发展，频率已成为一个很重要的参数，频率也是系统工作速度的重要指标，并且与许多电参量的测量方案和测量结果都有着十分密切的关系，因此频率的测量就显得尤为重要。
频率的测量方法有很多种，目前多用的是电子计数器测频，它具有精度高、使用方便、速度快等优点，是频率测量的重要手段之一。
电子测频有两种方式：一是直接测频法，即在一定的鉴频门宽测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测量法。
前者一般用于高频信号的测量，后者一般用于低频信号的测量。
本设计用FPGA和单片机实现一个100MHz以的数字鉴频器，100MHz以的信号可以是连续的、间断的正弦信号，也可以是方波包络调制的连续、间断的正弦波，并且保证较好的精确度。
本设计引入了等精度算法，利用FPGA对标准频率信号和待测频率信号的上升沿分别进行计数，并设置合适的鉴频门宽，鉴频时间结束之后，再利用等精度算法得出待测信号的频率。
结果表明，电子计数器鉴频能取得较好的精度，而用单片机和FPGA联合工作进行鉴频，不仅精度高，而且速度也很快，测量围广。
关键词：等精度；FPGA；电子计数器测频AbstractWith the development of electronic information industry，the frequency has become an important indicator of a very important parameter, It is also an important indicator of the speed of workand have a very close relationship with a lot of electric parameters measuring programs and measuring results, so the frequency measurement is particularly important. There are many ways to measure frequency, and the frequency discriminator method most commonly used is electronic counter frequency measurement,it has a high precision,and easy to use, it become one of the important means of frequency measurement. There are tow ways for electronic frequency measurement: One of them is the direct measurement, namely measure the number of pulses of the measured signal in the frequency discriminator gate width; Another is indirect frequency measurement, such as the cycle measurement. Theformer is generally used for the measurement of high-frequency signal; The latter is generally used for the measurement of low-frequency signals.The purpose of this design is to design a digital frequency discriminator that can discriminate sinusoidal signals within 100MHz. The signal can be continuous or intermittent, and it can also be continuous or intermittent sinusoidal signals that be modulated by a square wave. The design should ensure a better accuracy. This design introduces theequal precision arithmetic,itcounts numbers on the rising edge of the standard signal and the target signals with using FPGA, and we can set an appropriate frequency discriminator gate width, and use equal precision algorithm to calculate the frequency of the signal tesedafter the frequency discriminator time is over. The results show that the electronic counter frequency discriminator can work accuracily, while, it has a better precision and faster speedwith MCU and FPGA work together, and measurement range is also wider.Keywords:theequal precision arithmetic; FPGA; Electronic counter frequency measurement目录摘要IAbstractII第1章绪论61.1 课题背景61.2 以单片机为核心鉴频的目的和意义71.3 用Labview作为显示工具的意义81.4 国外在该方向的研究现状与分析101.5 主要研究容121.6 本文结构12第2章系统设计的思路142.1 系统硬件框图142.2 系统设计流程162.2.1 系统整体软件流程162.2.2 FPGA软件流程172.2.3 Labview软件流程192.3 本章小结19第3章以单片机为核心的控制器系统中的子模块203.1 可调阈值模块203.1.1 DAC0832与LM324203.1.2转换电路223.1.3 电压按键加减223.2 信号整形模块233.2.1 TSG-17信号发生器233.2.2信号整形介绍与MAX961243.3 计数模块273.3.1 Quartus ii 介绍273.3.2 VHDL语言介绍273.3.3 FPGA介绍283.3.4 52单片机数据处理说明313.4 Labview显示模块313.5本章小结32第4章系统运行结果与分析344.1 信号部分344.2 控制显示部分354.2.1阈值调节模块354.2.2 labview 显示模块354.3 本章小结36结论37致38参考文献39附录40第1章绪论1.1课题背景随着电子信息产业的发展，在电子和控制等领域，频率是一种基本的参数，并与其它许多电参量的测量方案和结果有着十分密切的关系，频率的测量在科技研究和实际应用中的作用越来越显得行重要，而且需要测频的围也越来越宽。
《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文
《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的飞速发展，多路数据采集系统在众多领域的应用日益广泛。
基于单片机和LabVIEW技术的多路数据采集系统，因其高效、可靠、灵活的特点，正逐渐成为现代数据采集的主流方案。
本文将详细介绍基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统的设计思路、实现方法和应用前景。
二、系统设计概述本系统以单片机为核心控制器，采用LabVIEW软件进行上位机界面设计和数据处理。
系统可实现多路数据的同步采集、实时显示、数据存储及远程传输等功能。
通过单片机的高效数据处理能力和LabVIEW的强大数据分析能力，实现对多路数据的精确采集和处理。
三、硬件设计1. 单片机选择：选用高性能、低功耗的单片机作为核心控制器，负责数据的采集、处理和传输。
2. 数据采集模块：根据实际需求，设计多路数据采集模块，包括传感器接口、数据转换电路等。
3. 通信接口：设计合适的通信接口，如USB、串口等，实现单片机与上位机之间的数据传输。
4. 电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应，保证系统的正常运行。
四、软件设计1. LabVIEW界面设计：使用LabVIEW软件进行上位机界面设计，包括数据采集、数据处理、数据显示等模块。
2. 数据处理算法：根据实际需求，设计合适的数据处理算法，如滤波、放大、数字化等。
3. 数据存储与传输：将处理后的数据存储到本地或通过网络传输到其他设备。
4. 程序调试与优化：对程序进行调试和优化，保证系统的稳定性和性能。
五、系统实现1. 单片机编程：使用C语言或汇编语言对单片机进行编程，实现数据的采集、处理和传输。
2. LabVIEW程序设计：使用LabVIEW软件进行上位机程序设计，实现数据的实时显示、存储和传输。
3. 系统调试：对系统进行整体调试，确保各模块的正常运行和数据的准确性。
4. 系统优化：根据实际运行情况，对系统进行优化，提高系统的性能和稳定性。
六、应用前景基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统具有广泛的应用前景。
基于LabVIEW的实时数据测量系统的设计
技
其中下位机任务包括：
１、 计算任务
每 １００ｍｓ 计 算 相 位 差 并 转 换 为 转 矩
和计算方波周期并转换为转速；
２、 接 收 任 务
随时准备接收上位机的握手信号或
其他数据；
３、发 送 任 务
将 采 集 的数 据 实 时的 通 过 ＲＳ２３２ 串
口发送给上位机处理。
４、控 制 任 务
接收上位机给定的转矩值， 对转矩自
由于一般的数据采集卡并不能很好地达到要求， 故整个系 统的硬件构造如图一所示：
李春萍： 副教授
图一 测试系统硬件原理图
通过 传 感器 把 被 测变 速 箱 扭矩 、转 速 转换 成 具 有 相 位 差 的 两组正弦电信号， 再通过信号转换电路将正弦信号转换为方波 信号输入到单片机的捕获单元， 并在单片机中计算出正弦信号 的 频 率 与 相 位 差 ， 再 转 化 为 转 速 和 转 矩 值 ， 最 后 由 串 口 ＲＳ２３２ 传到上位机， ＬａｂＶＩＥＷ 中有串口接收 函 数 可以 接 受 单片 机 发 来 的 数 据 并 显 示 。由 于 传 送 到 上 位 机 的 是 经 过 单 片 机 处 理 得 到 的 ＡＳＣⅡ码字符串， 而非正弦信号。这样传送到串口的数据流量可 大大的减小。ＲＳ２３２ 的最高传输率可达 ５６Ｋ， 足以完成普通的传 输 。同 时 单 片 机 还 可 接 受 操 作 人 员 根 据 试 验 要 求 通 过 计 算 机 所 给定的转矩值， 实时对发电机励磁转矩进行控制，从而使发电机 提供的输出转矩恒定在要求值。这样设计， 充分发挥了单片机 适 应 长 时 间 工 作 、控 制 速 度 快 以 及 计 算 机 功 能 齐 全 的 特 点 。
基于LabVIEW和Proteus的单片机数据采集系统设计
基于LabVIEW和Proteus的单片机数据采集系统设计作者：刘艳来源：《现代电子技术》2013年第09期摘要：为辅助《检测技术与仪表》课程综合实验教学、改善实验教学质量，以单片机数据采集系统为例，提出了基于LabVIEW和Proteus的虚拟数据采集系统设计方法。
利用Proteus中的AT89C51单片机作为下位机，实现数据采集、数据显示及向上位机传输数据功能。
以LabVIEW软件为平台构建上位机系统，实时采集下位机数据，对采集的数据进行保存和分析处理，按需要回放存储数据。
利用Virtual Serial Port Driver 6.0虚拟的一对串口实现上位机与下位机之间的通信。
实验结果表明，设计的虚拟数据采集系统与实际系统实验结果一致。
关键词：数据采集；虚拟串口； Proteus； LabVIEW中图分类号： TN919⁃34； TP311.5 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）09⁃0102⁃030 引言随着计算机技术的发展，以美国国家仪器（NI）公司的LabVIEW为代表的虚拟仪器技术应用日益广泛。
LabVIEW是一个工业标准的图形化开发环境，它结合了图形化编程方式的高性能与灵活性以及专为测试、测量与自动控制应用设计的高端性能与配置性能，是数据采集、仪器控制、测量分析与数据显示等各种测控装置研发设计过程中必要的开发工具[1]。
目前，基于LabVIEW的测控设备研发都需配置NI公司的专供数据采集卡（如PCI，GPIB，PXI，VXI等）[2⁃5]，而这些数据采集卡价格昂贵，通常在数万元或数十万元以上，这使得一般普通高校开展测控技术方面的综合实验教学举步维艰。
Proteus嵌入式系统仿真与开发平台可为上述问题的解决提供技术支持[6]。
Proteus软件是由英国Labcenter electronics公司开发的，是目前世界上最先进、最完整，惟一能够对各种处理器进行实时仿真、调试与测试的EDA工具。
基于LabVIEW的数显百分表测量系统
基于LabVIEW的数显百分表测量系统王辉林李莎莎(山东理工大学机械工程学院测试与精密仪器实验室,淄博255049)摘要介绍了数显百分表测量系统的组成,编制了基于虚拟仪器技术的数显百分表测量系统软件,可以对测量数据进行实时采集及显示,扩大了百分表的应用范围。
适用于数据连续采集及大量数据分析时测量准确度要求较高的项目。
关键词数显百分表测量系统;虚拟仪器技术;实时采集0引言百分表作为位移及形变的测量量具,在机械加工、器械测量、仪器校准等领域广泛应用。
百分表目前常用的有机械式和数显式两种。
机械式百分表结构较简单,外廓尺寸小,重量轻,有较大的测量范围,但是存在视觉误差,不能直观反映被测量。
而数显式百分表多采用容栅传感器将位移量转化为可供电路测量的电压信号,然后通过单片机采集电压信号使之转换为数字信号并进行处理,最终通过液晶显示器将读数显示出来。
此类百分表结构简单、功能全、使用方便并且容易维修,但是在各种测量中需要反复读数,人工操作比较繁琐,正是基于这种需要,我们设计了这套自动测量系统。
它主要用来采集数据以及对数据进行相关的分析。
1系统设计方案本系统由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统包括分辨力为0101mm的数显百分表、连接线、容栅转接器等;软件系统主要用来记录、显示数据以及完成相关的分析等。
数显百分表有数据输出口,可通过JR-02容栅转接器与计算机RS-232口连接,进行数据的计算处理。
硬件系统连接实物图如图1所示。
2系统软件设计本软件系统通过选择串口和设置其基本参数来配置软件从计算机串行通讯数据口读取数据,并可通过设置预读取数据位数来确定一次读取的数据位(RS-232通讯数据位为8位,在此处设为8位即可)。
图1数显百分表测量系统硬件部分(上端为容栅数据转接器)读取的数据可在虚拟百分表上进行显示,并显示测量数据的实时趋势图,还可通过保存/读取按钮对数据进行保存/读取等。
由于系统包含功能较多,为了简化程序设计,本软件将从串口进行数据读取及显示功能作为子程序模块,便于主程序及其他测试系统软件程序的调用。
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计算机工程应用技术
Computer Knowledge and Technology 电脑知识
与技术本栏目责任编辑：梁书
第6卷第15期(2010年5月)基于LabVIEW 与单片机的数据测量显示系统
汤艳坤，李井泉，杨坤
（空军航空大学飞行基础训练基地基础部，吉林长春130022）
摘要：介绍了基于89S52单片机的速度位移测量系统的构成及程序框图，并且详述了LabVIEW 环境下串口通讯的方法，从而设计了一种用单片机实现数据测量，并通过串口由LabVIEW 实现采集显示的系统。
关键词：89S52单片机；LabVIEW ；串行通讯
中图分类号：TP751文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2010)15-4164-02
Data Measure and DisplaySystem Based on LabVIEW and Singlechip
TANG Yan-kun,LI Jing-quan,YANG Kun
(Aviation University of Air Force,Changchun 130022,China)
Abstract:This paper introduces structure and software block of velocity and displacement system based on 89S52singlechip and introduces serial port communication between computer and singlechip under the environment of LabVIEW;Therefore a system that sue singlechip acqure data and conveyed data to PC and displayed under LabVIEW.
Key words:89S52singlechip;LabVIEW;serial port communication
虚拟仪器，是以通用计算机为核心，根据用户对仪器的设计定义，用软件实现虚拟控制面板设计和测试功能的一种计算机仪器系统。
用户可以通过鼠标、键盘或触摸屏来操作虚拟面板，实现需要的测试测量目的。
LabVIEW 是由美国国家仪器公司推出的面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台，它是一种真正意义上的图形化编程语言，采用工程技术人员所熟悉的术语和图形化的符号代替常规的文本编程语言，具有界面友好、操作方便、开发周期短的特点。
在本设计中通过单片机测量出来的速度、位移信号都转换成了数字的形式，通过串口
通讯传输给了计算机，通过LabVIEW 采集这些数据，通过处理以图形的方式显示出来。
1单片机系统的设计
系统的硬件电路主要由:数据采集、串行通讯、存储电路、显示电路、电源电压输入输出
电路、按键等几个模块组成。
系统结构框图如图1所示。
通过单片机实现了对位移和速度的测量，这些数据通过串口通讯传到了计算机。
在传
输的过程中，以0x00开头代表接下来所传的数据为位移，0xff 开头代表接下来多传得数据
为速度。
系统软件框图如图2所示。
2LabVIEW 下的串口通讯实现及数据显示
在LabVIEW 环境下使用串口与在其它开发环境中的开发过程类似，只不过在Lab -
VIEW 下使用的是图形化的编程语言，基本的流程图如图3所示。
首先调用VISA Configure Serial Port 完成串口参数的设置，包括串口资源分配、波特
率、数据位、停止位、校验位等。
配制完后就可以用这个串口进行数据收发。
发送数据使用
VISA Write ，接收数据使用VISA Read 。
在LzbVIEW 中，将采集到的位移和数据波形通过
图形的形式表示出来，这样就能更直观的观测到位移和速度的变化。
图4为上位机上采集
数据后绘出的波形。
收稿日期：2010-03-10
作者简介：汤艳坤（1982-），女，河北人，助教，研究方向为智能仪器。
图1硬件原理框图
图2软件流程
图3串口操作数据流图4位移和速度波形
ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.6,No.15,May 2010,pp.4164-4165E-mail:kfyj@ Tel:+86-551-569096356909644164
计算机工程应用技术Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术本栏目责任编辑：梁书第6卷第15期(2010年5月)（上接第4163页）
1)RFID 标准设计模式执行“kill ”命令后，标签的所有功能都将被永久关闭并无法被再次激活。
这种方法限制了RFID 标签的进一步应用，例如产品的售后服务。
2)利用电磁屏蔽原理，把RFID 标签置于由金属网或金属薄片制成的容器中，无线电信号将被屏蔽，从而阅读器无法读取标签信息，标签也无法向阅读器发送信息。
3)对射频信号进行有源干扰。
能主动发出无线电干扰信号的设备可以使附近射频识别系统的阅读器也无法正常工作，从而达到保护隐私的目的。
3.2逻辑方法
随着芯片技术的进步，更加智能并可多次读写的RFID 标签将会被广泛地应用，为解决RFID 隐私与安全问题提供了更多的可能。
下面我们简要地介绍三种方法。
1)给RFID 标签加锁的方法。
当标签处于“封锁”状态时，它将拒绝显示电子编码信息，只返回使用散列函数产生的散列值。
只有发送正确的密钥或电子编码信息，标签才会在利用散列函数确认后来解锁。
2)暂时更改标签ID 。
当标签处于公共状态时，存储在芯片ROM 里的ID 可以被阅读器读取。
当顾客想要隐藏ID 信息时，可以在芯片的RAM 中输入一个临时ID 。
当RAM 中有临时ID 时，标签会利用这个临时ID 回复阅读器的询问。
只有把RAM 重置，标签才显示它的真实ID 。
这个方法给顾客使用RFID 标签带来额外的负担。
3)通用重加密的方法。
它通过公钥密码体制实现重加密（即对已加密的信息进行周期性再加密）。
这样，由于标签和阅读器间传递的加密ID 信息变化很快，使得标签电子编码信息很难被盗取，非法跟踪也很难实现。
4结论
虽然目前对于RFID 的隐私与安全技术已经进行了一些基础性的研究，提出了很多解决方案，但是这些研究工作还处于探索阶段，现在的研究成果也不足以完全解决RFID 的隐私与安全问题。
因此，如何开发出一套完善有效的安全与隐私保障机制成为RFID 技术能否在各个应用领域进一步发展的关键问题。
参考文献：
[1]李泉林,郭龙岩.综述RFID 技术及其应用领域[J].RFID 技术与应用,2006,1(1).
[2]游战清,李苏剑.无线射频识别技术（RFID ）理论与应用[M].北京:电子工业出版社,2004.
3小结
该系统实现了对位移和速度的测量，并且LabVIEW 通过串口采集了测量的数据，在上位机上实现了位移以及速度波形的显示。
参考文献：
[1]张桐,陈国顺,王正林.精通LabVIEW 程序设计[M].北京:电子工业出版社,2008.
[2]张国雄,金篆芷.测控电路[M].北京:机械工业出版社,2000.
[3]马忠梅,籍顺心.单片机的C 语言应用程序设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.
4165。