单片机基础及应用项目式教程_徐宏英_9787111585503_浙江大涵文化创意股份有限公司

本书以宏晶公司的STC89C52RC单片机为例，采用“项目任务驱动”模式编写教材，将单片机基础知识点分解到八个项目中。项目一知识点是单片机的基本结构、内部资源、常见元器件识别及仪器仪表的使用方法，任务是完成单片机小控制系统的设计与制作。项目二知识点是单片机编程语言简介、开发软件介绍及LED灯基本知识，任务是编程实现单片机控制八个LED灯闪烁。项目三知识点是数码管的结构、静态显示和动态显示原理，任务是完成一位数码管的静态显示、四位数码管的动态显示和点阵的显示。项目四知识点是按键消抖和中断原理，任务是完成独立按键控制LED闪烁，矩阵按键控制数码管显示及按键中断。项目五知识点是定时器基本原理，任务是定时器工作方式0产生1s延时，定时器工作方式1实现60s倒计时和定时器工作方式3实现8位数码管拉幕式显示。项目六知识点是单片机串口通信基本原理及编程方法，任务是实现单片机与单片机之间通信，单片机与PC机之间通信。项目七知识点是单片机D/A转换原理和A/D转换原理，任务是设计制作简易信号发生器和数字电压表。项目八知识点是PWM调速原理，任务是实现单片机控制小车运动。

　　“单片机基础及应用”是计算机应用相关专业课程模块中的核心课程之一，在计算机应用专业中占据着非常重要的地位，该课程旨在培养高职高专学生单片机系统硬件设计、软件编程及系统调试能力。
　　传统的单片机教材，均是以单片机的结构为主线，注重课程本身的体系结构和前后的逻辑联系，一般先讲单片机的硬件结构，接着是指令系统（汇编指令）和程序设计，然后是单片机系统的扩展和各种外围器件的应用，最后再讲一些实例。单片机内部结构及工作原理等知识抽象、难于理解，并且单片机指令系统繁琐难记，学生在学完这些内容后，对单片机课程学习兴趣几乎没有了。
　　为了改变传统单片机教学过程中存在的现实问题，目前大多数单片机教材将实践教学环节融入课堂教学。学生实践环节以课堂教学任务为对象，利用Proteus仿真软件绘制出电路图，用Keil C软件将针对相应任务设计程序输入并编译，最后在实验平台上对程序和硬件电路进行仿真调试运行。但这种模式仍然存在问题是仿真软件及实验箱，对于同学们来说实际参与感不强，其中电路设计、焊接和调试过程中出现的问题都在这种模式中规避掉了，学完后单片机系统的硬件设计能力的培养几乎都没有达标。这种模式可以培养学生的单片机软件编程能力，而高职同学更擅长动手实践，因此在教学过程中往往也不是很理想。
　　教材是体现教学内容和教学方法的载体，是进行教学的基本工具，是深化教育教学改革、培养创新型人才的重要保证。“教学做一体化、项目化”是高职教育教材建设的发展方向。因此，在教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》的精神指导下，采取基于“建构主义”教育理论的“项目任务驱动法”开发高职单片机课程教材，成为单片机课程改革重中之重。在认真分析近三年出版的单片机系列教材基础上，结合高职院校学生特点，编写了本教材，其特点如下：
　　教材编写模式采用“项目任务驱动法”，教材共由八个项目组成，每个项目2~3个任务，项目内容基本覆盖到单片机的基础内容。
　　? 教材涉及到的电路总共有17个，这17个电路的电路图以及所需要的器材在教材中详细给出，教学过程中学生在老师的带领下完成这17个电路的焊接。
　　? 每个任务需要学生完成从硬件电路设计、硬件电路焊接、软件编程到最后的软硬件联合调试，整个过程虽然大家做的一样，但每个学生会呈现不一样的问题。发现问题、分析问题、解决问题是学生学习能力培养的另一种重要形式。
　　? 本教材与实际生活密切联系，学生学习完可以在老师的指导下完成智能小车控制。
　　? 本教材所有任务的制作无需指定厂家硬件设备支持，均可自行购买元器件独立完成，本书配套提供了相关视频资源，可免费索取。
　　本书由重庆电子工程职业学院计算机学院徐宏英老师担任主编并统稿，计算机学院的赵鹏举老师、童世华老师、李毅老师、佘明洪老师参与共同编写。此外，在编写的过程中得到了重庆电子工程职业学院副校长龚小勇和计算机学院院长武春岭的大力支持与帮助。最后特别感谢工业机器人专业1402班的海维同学，嵌入式技术专业1501班的张高云同学、廖恒同学，他们完成了本书的电路焊接、程序验证和系统调试。重庆电子工程职业学院陈学平教授对全书进行了审稿，并提出了许多宝贵意见和建议，在此表示衷心的感谢。
　　由于编者水平有限，书中难免有错误和不妥之处，恳请读者批评指正。
　　编者

项目一单片机最小控制系统设计与制作1 任务1.1 单片机最小控制系统设计1 1.1.1单片机概述1 1.1.2 单片机基本结构3 1.1.3单片机最小控制系统电路组成13 任务1.2 单片机最小控制系统制作17 1.2.1常见电子元件识别及检测17 1.2.2常见仪器仪表使用方法30 1.2.3焊接单片机最小控制系统35 1.2.4单片机最小控制系统电路检测41 项目小结 41 习题与制作42 项目二单片机花样流水灯控制的设计与制作44 任务2.1 单片机编程语言44 2.1.1 单片机汇编语言指令系统45 2.1.2 单片机C语言49 任务2.2单片机软件开发系统56 2.2.1Keil μVision4基本操作56 2.2.2 Keil μVision4程序调试65 2.2.3 STC-ISP软件下载程序68 任务2.3花样流水灯控制实现69 2.3.1 设计和焊接8位LED灯接口电路69 2.3.2编程实现单个LED灯闪烁73 2.3.3编程实现任意花样流水灯控制程序76 项目小结 81 习题与制作81 项目三单片机显示器的设计与制作83 任务3.1单片机数码管静态显示83 3.1.1数码管静态显示相关知识83 3.1.2数码管静态显示接口电路设计86 3.1.3数码管静态显示电路焊接87 3.1.4编程实现数码管显示字符“0”~“F”89 任务3.2单片机数码管动态显示92 3.2.1数码管动态显示相关知识92 3.2.2数码管动态显示接口电路设计94 3.2.3数码管动态显示电路焊接95 3.2.4编程实现数码管动态显示字符“1234”97 任务3.3单片机8*8点阵显示100 3.3.1单片机8*8点阵相关知识100 3.3.2单片机8*8点阵显示接口电路设计102 3.3.3单片机8*8点阵显示电路焊接103 3.3.4编程实现点阵显示26个字母“A”~“Z”105 项目小结 110 习题与制作110 项目四单片机键盘的设计与制作112 任务4.1独立按键控制LED灯闪烁112 4.1.1独立按键及按键消抖方法112 4.1.2独立按键接口电路设计113 4.1.3独立按键电路焊接114 4.1.4编程实现4个独立按键控制LED不同闪烁117 任务4.2矩阵4*4键盘控制数码管显示字符121 4.2.1矩阵4*4键盘相关知识121 4.2.2矩阵4*4键盘接口电路设计122 4.2.3矩阵4*4键盘电路焊接123 4.2.4编程实现矩阵4*4键盘控制数码管显示字符“0”~“F”125 任务4.3中断方式的按键加减计数130 4.3.1 中断相关知识130 4.3.2中断方式的按键加减计数接口电路设计132 4.3.3中断方式的按键加减计数电路焊接132 4.3.4 编程实现2个按键中断控制数码管加减计数134 项目小结 138 习题与制作138 项目五单片机定时/计数器的设计与制作141 任务5.1 定时器T0工作方式0实现1S延时141 5.1.1定时器结构及工作原理141 5.1.2定时器工作方式0定时初值计算方法143 5.1.3定时器查询法和中断法编程方法144 5.1.4编程实现定时器T0产生1S延时144 任务5.2定时器T1工作方式1实现60S倒计时148 5.2.1定时器工作方式1工作原理及初值计算方法148 5.2.2设计和焊接2位数码管动态显示接口电路148 5.2.3编程实现60S倒计时数码管动态显示151 任务5.3 定时器T0工作方式2实现拉幕式数字显示154 5.3.1定时器工作方式2工作原理及初值计算方法154 5.3.2 74LS138芯片的原理及使用方法155 5.3.3设计和焊接8位数码管动态显示接口电路156 5.3.4编程实现8位数码管拉幕式显示数字“12345678”159 项目小结 163 习题与制作163 项目六单片机串行通信的设计与制作165 任务6.1 单片机与单片机的串口通信165 6.1.1单片机串口通信原理165 6.1.2设计和焊接单片机与单片机串口通信接口电路169 6.1.3编程实现单片机与单片机的串口通信173 任务6.2单片机与PC的串口通信176 6.2.1RS232C串行通信接口及电平转换模块MAX232176 6.2.2设计和焊接单片机与PC的串口通信接口电路178 6.2.3编程实现单片机与PC的串口通信180 任务6.3 单片机串口转并口184 6.3.1 74LS164芯片的原理及使用方法184 6.3.2设计和焊接单片机串口转并口通信接口电路185 6.3.3 编程实现单片机串口转并口输出控制数码管显示188 项目小结 190 习题与制作190 项目七单片机A/D和D/A的设计与制作193 任务7.1 单片机D/A简易信号发生器193 7.1.1D/A转换的基本原理193 7.1.2DAC0832芯片的原理及使用方法195 7.1.3设计和焊接单片机D/A接口电路198 7.1.4编程实现单片机D/A简易信号发生器201 任务7.2单片机A/D数字电压表实现206 7.2.1A/D转换的基本原理206 7.2.2ADC0809芯片的原理及使用方法210 7.2.3设计和焊接单片机A/D接口电路211 7.2.4编程实现单片机AD数字电压表214 项目小结218 习题与制作218 项目八单片机电机控制的设计与制作221 任务8.1单片机输出PWM脉冲221 8.1.1 PWM简介221 8.1.2 PWM输出原理与方法222 任务8.2单片机PWM脉冲控制电机转速224 8.2.1L298N电机驱动芯片224 8.2.2智能小车电机驱动硬件电路设计226 8.2.3编程实现PWM脉冲控制智能小车速度和方向229 项目小结 233 习题与制作234 附录A MCS-51单片机指令表235 附录B ASCII码表239 附录C 常用芯片引脚图240

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