单片机技术与应用基础

项目1设计制作交通灯1

1.1学习目标1

1.2项目描述1

1.3相关知识2

1.3.1单片机简介2

1.3.2数制与编码2

1.3.3MCS51单片机常用开发工具及应用5

1.3.4MCS51单片机15

1.3.5单片机汇编程序设计29

1.3.6Keil C51程序设计46

1.4项目实施76

1.4.1交通灯总体设计思路76

1.4.2设计交通灯硬件电路77

1.4.3设计交通灯程序77

1.4.4仿真交通灯80

1.4.5调试交通灯80

1.5拓展项目81

项目2设计制作楼道计数器82

2.1学习目标82

2.2项目描述82

2.3相关知识83

2.3.1数组83

2.3.2LED数码管显示86

2.3.3中断系统93

2.3.4外部中断源98

2.4项目实施100

2.4.1楼道人数计数器总体设计思路100

2.4.2设计楼道人数计数器硬件电路100

2.4.3设计楼道人数计数器程序102

2.4.4仿真楼道人数计数器104

2.4.5调试楼道人数计数器104

2.5拓展项目105

单片机技术与应用教程目录项目3设计制作数字频率计106

3.1学习目标106

3.2项目描述106

3.3相关知识107

3.3.1指针107

3.3.2定时器/计数器112

3.4项目实施121

3.4.1数字频率计总体设计思路121

3.4.2设计数字频率计硬件电路121

3.4.3设计数字频率计程序122

3.4.4仿真数字频率计126

3.4.5调试数字频率计126

3.5拓展项目127

项目4设计制作篮球记分牌128

4.1学习目标128

4.2项目描述128

4.3相关知识129

4.3.1键盘与消除键盘抖动129

4.3.2独立键盘129

4.4项目实施133

4.4.1篮球记分牌总体设计思路133

4.4.2设计篮球记分牌硬件电路133

4.4.3设计篮球记分牌程序134

4.4.4仿真篮球记分牌142

4.4.5调试篮球记分牌143

4.5拓展项目143

项目5设计制作数字电压表144

5.1学习目标144

5.2项目描述144

5.3相关知识145

5.3.1液晶LCD1602应用145

5.3.2A/D转换器主要性能指标及选型151

5.3.3ADC0809 A/D转换器152

5.4项目实施157

5.4.1数字电压表总体设计思路157

5.4.2设计数字电压表硬件电路157

5.4.3设计电压表程序157

5.4.4仿真数字电压表163

5.4.5调试数字电压表164

5.5拓展项目164

项目6设计制作信号发生器165

6.1学习目标165

6.2项目描述165

6.3相关知识166

6.3.1D/A转换器的主要性能指标166

6.3.2DAC0832 D/A转换器167

6.4项目实施171

6.4.1信号发生器总体设计思路171

6.4.2设计信号发生器硬件电路173

6.4.3设计信号发生器程序173

6.4.4仿真调试信号发生器176

6.4.5调试信号发生器176

6.5拓展项目176

项目7设计制作密码锁177

7.1学习目标177

7.2项目描述177

7.3相关知识178

7.3.1矩阵键盘178

7.3.2AT24C02应用182

7.4项目实施192

7.4.1密码锁总体设计思路192

7.4.2设计密码锁硬件电路192

7.4.3设计密码锁程序194

7.4.4仿真密码锁198

7.4.5调试密码锁199

7.5拓展项目199

项目8设计制作数字钟200

8.1学习目标200

8.2项目描述200

8.3相关知识201

8.3.1结构体、联合体与枚举201

8.3.2DS1302简介209

8.4项目实施215

8.4.1数字钟总体设计思路215

8.4.2设计数字钟硬件电路215

8.4.3设计数字钟程序215

8.4.4仿真数字钟223

8.4.5调试数字钟223

8.5拓展项目224

项目9设计制作数字温度计225

9.1学习目标225

9.2项目描述225

9.3相关知识226

9.3.1单总线简介226

9.3.2DS18B20应用228

9.4项目实施235

9.4.1数字温度计总体设计思路235

9.4.2设计数字温度计硬件电路236

9.4.3设计数字温度计程序237

9.4.4仿真数字温度计239

9.4.5调试数字温度计240

9.5拓展项目240

项目10设计制作远程报警器241

10.1学习目标241

10.2项目描述241

10.3相关知识242

10.3.1串行通信242

10.3.2串行通信总线标准244

10.3.3MCS51的串行口246

10.3.4MCS51单片机之间的通信25110.4项目实施257

10.4.1远程报警器总体设计思路257

10.4.2设计远程报警器硬件电路257

10.4.3设计远程报警器程序260

10.4.4仿真远程报警器264

10.4.5调试远程报警器266

10.5拓展项目266

附录267

附录A标准ASCII表267

附录B指令表270

附录CKeil C51常用库函数274

附录DProteus常用元件名称276

附录ELCD1602常用字符对照表277

附录F项目报告与项目评分标准277

附录G所用设备、工具、器材表278

参考文献279

前言

第一篇 开发基础

第1章 单片机简介

1.1 常用的单片机

1.2 PIC单片机

1.2.1 PIC单片机的种类

1.2.2 PIC16F877的功能特性

1.3 实践拓展:8位PIC单片机有哪些型号

第2章 PIC单片机的开发流程及开发环境

2.1 单片机的开发流程

2.2 软件开发平台的安装

2.2.1 MPLAB集成开发环境的安装

2.2.2 测试汇编语言开发环境

2.2.3 C语言编译器HI-TECHPICC的安装

2.3 硬件开发平台的安装

2.3.1 Proteus ISIS软件的安装与测试

2.3.2 ICD2+开发板的硬件开发平台的安装

2.3.3 基于ICD2的硬件开发平台的测试

2.4 单片机项目的建立

2.4.1 汇编语言项目的建立

2.4.2 C语言项目的建立

2.4.3 目标代码的生成与排错

2.5 程序的烧写和调试运行

2.5.1 基于ISIS的目标代码烧写和调试

2.5.2 基于ICD2的目标代码烧写和调试

2.5.3 基于Proteus VSM MPLAB Viewer的目标代码调试

2.6 实践拓展:ICD2无法正常工作怎么办

第二篇 结构与编程

第3章 PIC单片机最小系统

3.1 单片机系统的组成

3.2 PIC单片机最小系统的组成

3.2.1 电源电路

3.2.2 时钟电路

3.2.3 复位电路

3.2.4 在线编程调试接口

3.3 实践拓展:设计单片机电路板需要遵守哪些原则

第4章 PIC单片机的系统结构

4.1 PIC单片机的基本结构

4.1.1 基本功能模块

4.1.2 专用功能模块

4.2 PIC单片机的特点

4.3 实践拓展:如何选择合适的单片机

第5章 PIC单片机的汇编指令

5.1 PIC的RISC指令集

5.2 字节操作指令

5.3 位操作指令

5.4 立即数操作指令

5.5 转移控制类指令

5.6 特别功能指令

5.7 实践拓展:CISC与RISC有何不同

第6章 MPASM汇编语言及其程序设计

6.1 MPASM汇编语言

6.1.1 MPASM的语法

6.1.2 MPASM的伪指令

6.1.3 MPASM的运算符

6.1.4 MPASM的内置宏指令

6.2 寻址模式

6.2.1 文件寄存器直接寻址与BANK的使用

6.2.2 文件寄存器间接寻址

6.2.3 程序的直接跳转与PAGE的使用

6.2.4 程序的间接跳转

6.3 MPASM汇编常用子程序设计

6.3.1 判断分支程序

6.3.2 循环程序

6.3.3 延时子程序

6.3.4 查表子程序

6.4 汇编语言程序模板

6.5 实践拓展:如何编程可以减少程序的bug

第7章 通用端口的输出控制

7.1 PIcl6F877的输出端口

7.1.1 输出端口的工作原理

7.1.2 输出端口的相关寄存器

7.1.3 端口的输出驱动能力

7.1.4 I/O口的设定方法

7.1.5 PORTA的用法

7.2 输出控制应用

7.2.1 实例:IJED的实用控制程序设计

7.2.2 实例:单个七段数码管的静态控制与动态控制

7.3 实践拓展:如何提高系统的抗干扰能力

第8章 通用端口的输入测量

8.1 PICl6F877的输入端口

8.1.1 输入端口的工作原理

8.1.2 输入端口的相关寄存器

8.1.3 端口的"读-修改-写"问题

8.1.4 端口的高压静电保护

8.2 按键状态的识别

8.3 矩阵式键盘的读取

8.3.1 4×4矩阵式键盘的工作原理

8.3.2 实例:基于扫描法的矩阵式键盘读取

8.4 实践拓展:如何正确使用上拉电阻与下拉电阻

第9章 PIC单片机的C语言程序设计

9.1 实例:第一个单片机c语言程序

9.2 单片机C语言的数据类型

9.2.1 常量和变量

9.2.2 字符型数据

9.2.3 整型数据

9.2.4 浮点型数据

9.2.5 位型数据

9.2.6 变量的命名规则

9.2.7 变量赋初值

9.3 C语言的运算符

9.3.1 算术运算符

9.3.2 位运算符

9.3.3 赋值运算符

9.3.4 关系运算符

9.3.5 逻辑运算符

9.4 c语言的重要控制语句

9.4.1 选择结构

9.4.2 循环结构

9.5 数组

9.5.1 数组的定义与初始化

9.5.2 数组的使用

9.5.3 实例:用C语言控制数码管

9.6 函数

9.6.1 函数的声明和定义

9.6.2 局部变量和全局变量

9.6.3 数组作为函数的参数

9.6.4 实例:延时函数的设计

9.7 预处理命令与宏定义

9.7.1 不带参数的宏定义

9.7.2 带参数的宏定义

9.7.3 文件包含

9.7.4 条件编译

9.8 C语言编程规范

9.8.1 标识符命名

9.8.2 可读性

9.8.3 程序的排版

9.8.4 注释的书写方法

9.9 多文件项目管理

9.9.1 头文件的书写

9.9.2 源码文件的书写

9.9.3 模块文件添加到当前项目

9.10 实例:一位计数器的设计

9.11 实践拓展:PIC单片机C语言入门常见问题

第10章 基于C语言的I/O控制

10.1 输出端口的C语言编程

10.1.1 走马灯控制

10.1.2 多数码管的显示控制

10.2 输入端口的编程

10.2.1 单个按键状态的读取

10.2.2 两个按键状态的读取

10.3 矩阵式键盘的读取方法

10.3.1 基于扫描法的矩阵式键盘读取

10.3.2 矩阵式键盘的模块化编程

10.4 实例:简单的电子计算器设计

10.5 实践拓展:如何使用去偶电容

第三篇 模块功能

第11章 中断系统

11.1 单片机中断的处理过程

11.2 PIC中断系统的硬件结构

11.3 中断的响应和处理

11.4 INT中断

11.4.1 INT中断的相关寄存器

11.4.2 INT中断的硬件连接

11.4.3 INT中断的汇编语言编程

11.4.4 PICC中断服务程序的编写

11.5 实例:用IMT中断控制LED

11.6 实践拓展:PIC单片机常见的中断问题有哪些

第12章 定时/计数器

12.1 计数与定时的基本概念

12.2 PICl6F877的定时/计数器

12.3 TIMERO的用法

12.3.TIMERO的系统结构及相关寄存器

12.3.2 TIMERO的硬件连接

12.3.3 TIMERO的软件编程

12.4 TIMERO的应用

12.4.1 实例:电子表设计

12.4.2 实例:脉冲宽度测量

12.4.3 实例:频率计设计

12.4.4 实例:方波发生器

12.5 看门狗

12.5.1 看门狗的系统结构

12.5.2 看门狗的硬件设置

12.5.3 看门狗的程序设计

12.5.4 看门狗的使用要点

12.6 实践拓展:如何校准PIC单片机内部RC振荡器

第13章 A/D转换器

13.1 PIcl6F877片内A/D转换器的结构与基本用法

13.1.1 A/D转换器的系统结构

13.1.2 与A/D转换相关的寄存器

13.1.3 A/D转换器的硬件设计

13.1.4 A/D转换器的查询方式操作时序与编程

13.2 实例:多通道A/D转换编程

13.3 中断模式下的A/D转换

13.3.1 中断模式下A/D转换器涉及的寄存器

13.3.2 中断模式下A/D转换器编程

13.4 实例:电位器阻值测量

13.4.1 电位器阻值测量仪设计

13.4.2 A/D转换的软件滤波

13.4.3 上下限报警

13.4.4 休眠模式的A/D转换

13.5 A/D转换参数计算

13.5.1 转换精度

13.5.2 采样时间要求

13.5.3 转换时间要求

13.6 实践拓展:常见的A/D转换器件有哪些

第14章 通用同步/异步收发器USART

14.1 串行通信与并行通信的基本概念

14.1.1 通信协议

14.1.2 数据传送方式

14.1.3 波特率

14.1.4 串行通信的检错和纠错

14.2 PIC单片机的USART模块

14.2.1 USART的功能特点

14.2.2 USART发送器的系统结构

14.2.3 USART发送器的相关寄存器

14.2.4 实例:USART异步模式下发送数据

14.2.5 USART接收器的系统结构

14.2.6 USART接收器的相关寄存器

14.2.7 实例:USART异步模式下接收数据

……

第四篇 综合实例

参考文献