单片机应用系统设计与实现教程

“从做中学”是本书的最大特色，本书设计了单片机应用领域的12个项目，涉及声控数码管电子钟、温度测量与自动控制、液晶显示万年历、串行通信、液晶显示电压表、密码锁、无线遥控电子钟和超声波测距等微电脑测量和控制实用技术，这12个项目没有任何现成的硬件辅助设备，需要读者亲自动手将每个系统所有元器件都逐一安装、连线并编写程序和调试程序。

学完本课程后动手能力可以得到大幅度提高，可以参加全国大学生电子设计大赛和机器人大赛等比赛，毕业后完全具备在企业研发与智能测控相关的仪器设备的技能。本书在每一章后都给读者留下创新的提示，如果能按照提示开发出新的应用电路，读者创新能力也会逐渐培养起来。

本书适合作为有电路基础和C语言基础的计算机、电子、电气、自动化、测控与仪器仪表专业的本、专科学生作为教材，也可以作为各种培训机构的教材，也适合广大的电子爱好者使用。

第1章从“做”成一个单片机流水灯电路来认识单片机

1.1硬件连接步骤

1.1.1面包板的结构

1.1.2认识一下单片机的引脚

1.1.3用单片机控制1个发光二极管

1.2程序设计及下载

1.2.1用Keil软件编程步骤

1.2.2如何往单片机内下载编好的程序

1.2.3用单片机控制8个发光二极管

1.3了解单片机内部构造

1.3.1了解单片机的CPU

1.3.2认识单片机的存储器

1.3.3认识单片机的I/O口

知识点总结

扩展电路及创新提示

第2章从“做”成一个数码管显示加减数电路来熟悉单片机的输入输出

2.1数码管的结构及段码

2.1.1自己动手“做”一个数码管

2.1.2数码管的段码

2.1.3编写让数码管显示数字的程序

2.2硬件设计及连接步骤

2.2.1硬件设计

2.2.2硬件连接步骤

2.3程序设计及下载

2.3.1程序设计思路

2.3.2源程序

2.3.3可控数码管系统的操作

2.4初识单片机的C语言

2.4.1文件包含

2.4.2C51的数据类型及存储

2.4.3C51的常量

2.4.4C51的变量

2.4.5C51变量的存储类型

2.4.6C51变量的存储区域

2.5C51位变量的定义

2.5.1bit型位变量的定义

2.5.2sbit型位变量的定义

2.6C51特殊功能寄存器的定义

2.6.18位单字节特殊功能寄存器的定义

2.6.216位双字节特殊功能寄存器的定义

知识点总结

扩展电路及创新提示

第3章从“做”成一个定时器来初识单片机的定时器/计数器

3.1硬件设计及连接步骤

3.1.1硬件设计

3.1.2硬件连接步骤

3.2程序设计及下载

3.2.1程序设计思路

3.2.2源程序

3.2.3定时器的操作

3.3单片机定时器/计数器的结构及编程控制

3.3.1定时器/计数器的结构

3.3.2单片机的机器周期和指令周期

3.3.3定时器/计数器的编程

3.4初识单片机的中断

3.4.1用按钮产生外部中断

3.4.2单片机如何处理中断

知识点总结

扩展电路及创新提示

第4章从“做”成一个声控数码管电子钟来进一步熟悉中断

4.1硬件设计及连接步骤

4.1.1硬件设计

4.1.2硬件连接步骤

4.2程序设计及下载

4.2.1源程序

4.2.2数码管声控电子钟的操作

4.3深入了解单片机的中断

4.3.1中断的有关概念

4.3.2中断响应全过程

4.3.3中断优先级的改变

知识点总结

扩展电路及创新提示

第5章从“做”成一个1602液晶显示电子钟来进一步学习定时器/计数器

5.1硬件设计及连接步骤

5.1.1硬件设计

5.1.21602液晶显示器介绍

5.1.3硬件安装步骤

5.2程序设计及下载

5.2.1源程序

5.2.21602液晶显示电子钟的操作

5.3学会对1602液晶显示器编程

5.4增强型MCS51单片机定时器2的使用

5.5C51指针的使用

5.5.1通用指针

5.5.2存储器专用指针

知识点总结

扩展电路及创新提示

第6章从“做”成一个12864液晶显示电子钟来学会汉字显示

6.1硬件设计及连接步骤

6.1.1硬件设计

6.1.212864液晶显示器介绍

6.1.3硬件连接步骤

6.2程序设计及下载

6.2.1源程序

6.2.212864液晶显示电子钟的操作

6.3学会对12864液晶显示器编程

知识点总结

扩展电路及创新提示

第7章从“做”成一个密码锁来学会单片机的键盘接口设计

7.1硬件设计及连接步骤

7.1.1硬件设计

7.1.2硬件连接步骤

7.2程序设计及下载

7.2.1源程序

7.2.2密码锁的操作

7.3键盘接口

7.3.1键盘工作原理

7.3.2键盘按键处理程序设计

知识点总结

扩展电路及创新提示

第8章从“做”成一个单片机遥控电子钟来掌握遥控系统的开发

8.1硬件设计及连接步骤

8.1.1硬件设计

8.1.2硬件连接步骤

8.2程序设计及下载

8.2.1源程序

8.2.2遥控电子钟的操作

8.3遥控模块的结构及使用

知识点总结

扩展电路及创新提示

第9章从“做”成一个单片机与PC通信系统来学会单片机的串行通信

9.1硬件设计及连接步骤

9.1.1硬件设计

9.1.2硬件连接步骤

9.2程序设计及下载

9.2.1源程序

9.2.2串行通信的操作

9.3单片机串行接口的结构及相关特殊功能寄存器

9.3.1串行通信原理

9.3.2STC89C52单片机的串口结构

9.3.3波特率的计算

9.3.4接收程序的编写

9.3.5发送程序的编写

9.3.6RS232C总线标准

9.3.7RS232C接口电路

知识点总结

扩展电路及创新提示

第10章从“做”成一个电压表来学会A/D转换

10.1硬件设计及连接步骤

10.1.1硬件设计

10.1.2硬件连接步骤

10.2程序设计及下载

10.2.1源程序

10.2.2电压表测电压的操作

10.3模/数(A/D)芯片ADC0804的结构及A/D转换原理

10.3.1A/D转换原理

10.3.2ADC0804的编程要点

知识点总结

扩展电路及创新提示

第11章从“做”成由温度控制的单片机步进电机控制系统来初步学会自动控制

11.1硬件设计及连接步骤

11.1.1硬件设计

11.1.2单片机与ULN2303的接线

11.1.3步进电机的结构及工作原理

11.1.4ULN2303与步进电机的接线

11.1.5数码管与单片机的连线

11.1.6DS18B20温度传感器与单片机的连线

11.2程序设计及下载

11.2.1源程序

11.2.2温控系统的操作

11.2.3DS18B20温度传感器的特性

11.2.4DS18B20的单总线数据传输程序设计

11.2.5步进电机的正反转控制程序设计

11.2.6步进电机的速度控制程序设计

知识点总结

扩展电路及创新提示

第12章从“做”成一个倒车雷达来学会超声波测距

12.1硬件设计及连接步骤

12.1.1硬件设计

12.1.2硬件连接步骤

12.2程序设计及下载

12.2.1源程序

12.2.2倒车雷达的使用操作

12.3超声波测距模块介绍及测距原理

12.3.1超声波测距模块介绍

12.3.2超声波测距模块的工作原理

知识点总结

扩展电路及创新提示

附录AASCII码表

附录B单片机C51编程规范

附录CC51库函数

附录D本书所需元器件汇总

参考文献 2100433B

ISBN：9787302383598

定价：29.5元

印次：1-1

装帧：平装

印刷日期：2014-11-19

作者：魏二有、丁红、唐文静、董相志

本书以项目为导向，采用工程项目开发模式，通过流水灯、8路抢答器、篮球记分牌、万年历和门禁系统5个典型案例，由浅入深、循序渐进，逐步介绍软件Proteus和KeilμVision的使用、单片机结构、LED显示技术、汇编程序设计、中断系统、键盘接口技术、定时器/计数器、LCD显示技术、存储器扩展技术以及串行通信技术 。

本书可作为高职院校电子信息类专业的教材，也可供单片机应用系统设计和开发人员以及其他院校电子类专业师生参考、学习使用。

项目一流水灯1

1.1项目设计1

1.1.1项目要求1

1.1.2电路设计1

1.1.3程序设计2

1.1.4项目实施4

1.2关联知识5

1.2.1仿真工具Proteus5

1.2.2仿真工具Keil μVision11

1.2.3Proteus与Keil μVision的联合仿真19

1.3项目拓展22

1.3.1单片机最小系统的开发过程22

1.3.2流水灯的功能拓展23

项目二抢答器24

2.1项目设计24

2.1.1项目要求24

2.1.2电路设计24

2.1.3程序设计26

2.1.4项目实施29

2.2关联知识30

2.2.1单片机结构30

2.2.2LED（Light Emitting Diode）技术41

2.2.3汇编程序设计46

2.3项目拓展49

2.3.1单片机应用系统常见故障与调试49

2.3.2查表程序的编写50

2.3.3抢答器的功能拓展51单片机应用系统设计与实现目录项目三篮球记分牌52

3.1项目设计52

3.1.1项目要求52

3.1.2电路设计52

3.1.3程序设计53

3.1.4项目实施62

3.2关联知识64

3.2.1中断系统64

3.2.2键盘接口技术70

3.3项目拓展76

3.3.1按键处理的常用技巧76

3.3.2篮球记分牌的功能拓展78

项目四万年历79

4.1项目设计79

4.1.1项目要求79

4.1.2电路设计79

4.1.3程序设计81

4.1.4项目实施91

4.2关联知识93

4.2.1定时器/计数器93

4.2.2LCD（Liquid Crystal Display）技术98

4.2.3数字温度传感器DS18B20104

4.3项目拓展107

4.3.1模/数与数/模转换技术107

4.3.2万年历的功能拓展117

项目五门禁系统118

5.1项目设计118

5.1.1项目要求118

5.1.2电路设计118

5.1.3程序设计119

5.1.4项目实施143

5.2关联知识145

5.2.1存储器扩展技术145

5.2.2串行通信技术156

5.3项目拓展170

5.3.1单片机和RS485通信接口170

5.3.2单片机的I/O口模拟串口173

5.3.3门禁系统的功能拓展174

附录A特殊功能寄存器175

附录B单片机伪指令176

附录C单片机指令系统178

C.1单片机指令格式178

C.2寻址方式179

C.2.1立即数寻址179

C.2.2直接寻址179

C.2.3寄存器寻址180

C.2.4寄存器间接寻址方式180

C.2.5位寻址181

C.2.6基址寄存器加变址寄存器间接寻址181

C.2.7相对寻址181

C.3指令系统182

C.3.1指令分类182

C.3.2数据传送类指令183

C.3.3算术运算指令186

C.3.4逻辑运算指令 189

C.3.5控制转移指令 191

C.3.6位操作指令 195

参考文献199

2.3项目实现过程75

2.4项目总结81

2.5拓展训练——大棚温度测试系统的设计与实现81

项目3交通灯的设计与实现82

3.1MCS51系列单片机的定时器/计数器概述82

3.1.1定时器/计数器的内部结构83

3.1.2定时器/计数器的控制84

3.2定时器/计数器的工作方式85

3.2.1工作方式085

3.2.2工作方式186

3.2.3工作方式287

3.2.4工作方式388

3.3定时器/计数器的应用90

3.4项目实现过程94

3.5项目总结97

3.6拓展训练——三岔路口交通灯的设计与实现97

项目4数字时钟的设计与实现98

4.1中断技术98

4.1.1中断的基本概念98

4.1.2中断的功能与作用99

4.1.3中断源及中断的分类100

4.1.4中断的流程102

4.2MCS51系列单片机中断系统105

4.2.1MCS51系列单片机中断系统的结构105

4.2.2中断处理过程109

4.3外部中断源的扩展113

4.3.1定时器/计数器扩展外部中断源113

4.3.2查询方式扩展外部中断源113

4.4中断的应用114

4.4.1外部中断的应用114

4.4.2定时器中断的应用114

4.5项目实现过程118

4.6项目总结122

4.7拓展训练——计数器的设计与实现122

项目5双机通信的设计与实现123

5.1串行通信概述123

5.1.1单片机的通信123

5.1.2串行通信124

5.1.3波特率128

5.2MCS51系列单片机的串行口128

5.2.1MCS51系列单片机串行口的结构129

5.2.2MCS51系列单片机串行口的控制129

5.3MCS51系列单片机串行口的工作方式及波特率的计算131

5.3.1工作方式0131

5.3.2工作方式1132

5.3.3工作方式2和工作方式3133

5.3.4各方式波特率的设计134

5.4串行口的应用135

5.4.1双机通信135

5.4.2多机通信136

5.4.3扩展I/O口137

5.5项目实现过程139

5.6项目总结145

5.7拓展训练——甲机控制乙机二极管显示的设计与实现146

项目6数字体温计的设计与实现147

6.1A/D、D/A转换147

6.1.1A/D转换148

6.1.2D/A转换155

6.2热敏电阻162

6.2.1热敏电阻介绍162

6.2.2热敏电阻分类165

6.2.3热敏电阻的应用168

6.3项目实现过程169

6.4项目总结173

6.5拓展训练——带记忆功能的数字体温计的设计与实现173

项目7简单计算器的设计与实现174

7.1并行I/O的扩展174

7.1.1I/O扩展概述174

7.1.2常用的I/O口扩展方法及芯片175

7.2数码管及其应用188

7.2.1LED概述188

7.2.2数码管显示方式189

7.2.3LED显示器接口方法192

7.3键盘及其接口193

7.3.1键盘概述193

7.3.2单片机与键盘的接口194

7.4项目实现过程202

7.5项目总结212

7.6拓展训练——秒表的设计与实现212

项目8LCD显示213

8.1液晶显示器简介213

8.1.1液晶显示器的特点213

8.1.2液晶显示器的工作原理214

8.2单片机控制LCD的显示215

8.2.1字符型LCD介绍215

8.2.2单片机控制LCD的软件设计219

8.3项目实现过程222

8.4项目总结224

8.5拓展训练——LCD的设计与显示224

附录AMCS51指令表225

附录BASCII码表230

参考文献2312100433B

内容简介

《单片机应用系统设计安装与调试/国家示范（骨干）高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材》以目前流行的仿真软件Proteus为核心，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，采用CDIO工程教育模式，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。

《单片机应用系统设计安装与调试/国家示范（骨干）高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材》分为基础知识篇和任务篇两部分。基础知识篇主要包括ATmega16单片机的硬件基础、软件基础、C语言基础三部分内容；任务篇围绕ATmega16单片机的主要功能模块分为I/O端口应用、中断系统应用、定时器应用、ND转换应用、串行通信应用五个任务。每个任务分为若干个基于实际电子产品的教学任务，每个具体任务按照构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运行（Operate）四个步骤来完成。

《单片机应用系统设计安装与调试/国家示范（骨干）高职院校重点建设专业优质核心课程系列教材》按照高职高专人才培养目标编写，可以作为高职院校自动化、应用电子技术、电子信息、计算机信息等专业教材，也可作为相关专业学生的自学参考书和培训教材。 2100433B