本書將教學機器人引入單片機課程，采用基于系統化項目的教學方法，將單片機的I/O端口資源、定時器和中斷系統、鍵盤接口技術、A/D和D/A擴展等教學內容融入循序漸進的教學機器人制作和比賽項目中，使讀者直接在項目應用和比賽過程中學習單片機技術，提升學習效率，最后通過歸納總結，獲得整個機器人單片機應用系統設計的知識和技能。本書所有項目都使用C語言作為開發語言，這樣可以使讀者進一步強化C語言學習效果，同時在畢業時具備應用C語言和單片機完成機器人應用系統開發的能力。本書打破了傳統的單片機教學方法和教學體系結構，解決了單片機課程抽象、難學和學習效果差的難題。本書可作為應用型本科、高職院�！皢纹瑱C技術及應用”或“機器人制作與開發”相關課程的教材和教學參考書，也可作為工程訓練和單片機、機器人課程設計的實踐教材及相關專業課程的綜合實踐教材，同時可供廣大希望從事嵌入式系統開發和單片機C語言程序設計的學生自學使用。
秦志強，東莞第六批領軍人物入選者，全童科教有限公司董事長，中科樂活動中心創始人、中國教育機器人大賽創始人。秦志強主持編寫和出版13本機器人教學方面教材，在電子工業出版社發行。秦志強是“無人機之父”香港科技大學李澤湘教授的弟子。2016年，李澤湘和秦志強在松山湖聯合成立全童科教（東莞）有限公司，建立機器人STEAM研究院。
目 錄
第1章 單片機最小系統及其搭建 1
單片機最小系統 1
搭建AT89S52單片機最小系統所需的元件清單 1
任務1.1 AT89S52單片機最小系統的搭建 2
時鐘電路的搭建 2
復位電路的搭建 3
下載電路的搭建 4
電源電路的搭建 4
任務1.2 用搭建的最小系統控制兩輪機器人運動 5
編寫單片機最小系統控制兩輪機器人運動的程序 6
擴展閱讀 8
單片機的內部結構 8
AT89S52單片機的引腳功能 9
工程素質和技能歸納 11
科學精神的培養 11
第2章 單片機并行I/O端口應用——機器人信息顯示 12
任務2.1 控制8個LED閃爍 12
電路設計和搭建 12
控制8個LED閃爍的源程序 13
任務2.2 流水燈控制 14
流水燈的源程序 14
任務2.3 數碼管顯示 15
LED數碼管簡介 15
電路設計和搭建 17
共陰數碼管顯示的源程序 17
任務2.4 字符型液晶顯示（LED）模塊和廣告機器人的制作 18
字符型LCD1602模塊簡介 19
電路設計和搭建 20
LCD1602模塊的源程序 20
擴展閱讀 24
LCD1602模塊的引腳功能 24
教學板的制作 25
工程素質和技能歸納 25
科學精神的培養 26
第3章 定時器和中斷系統——機器人速度測量與控制 27
任務3.1 簡易數字編碼器的安裝和電機轉速的測量 27
簡易數字編碼器介紹 27
簡易數字編碼器的測速原理 28
簡易數字編碼器的安裝 28
用簡易數字編碼器進行電機轉速的測量 30
任務3.2 用PID控制算法控制小車速度 34
PID控制算法簡介 34
PID控制算法的編程實現 36
基于PID控制算法的速度控制 36
任務3.3 簡易里程計的設計 43
簡易里程計設計原理 43
簡易里程計的程序設計 43
擴展閱讀 47
T0和T1的工作方式寄存器TMOD 47
T0和T1的控制寄存器TCON 48
T0和T1的計數寄存器TH0、TL0和TH1、TL1 48
T2的T2CON寄存器和T2MOD寄存器 48
T2的T2CON寄存器 49
T2的模式控制寄存器T2MOD 49
捕獲方式 50
中斷相關知識及中斷寄存器介紹 50
3個定時/計數器的初始化與中斷函數 52
工程素質和技能歸納 53
科學精神的培養 53
第4章 單片機計時與鍵盤接口技術——機器人計時 54
任務4.1 用8位八段數碼管制作簡易秒表 54
8位八段數碼管和擴展學習板簡介 54
簡易秒表的制作與程序設計 59
任務4.2 裁判機器人的制作——測量選手的反應時間 62
裁判機器人的制作要求 62
測量選手反應時間的程序 63
任務4.3 具有簡單設置功能的計時機器人制作 65
4×4矩陣鍵盤簡介 65
矩陣鍵盤電路和數碼管電路 66
矩陣鍵盤編碼和掃描程序說明 67
鍵盤接口程序的實現 69
任務4.4 具有簡單設置功能的時鐘機器人制作 75
時鐘機器人的設計思路 75
時鐘機器人的程序實現 76
工程素質和技能歸納 81
科學精神的培養 81
第5章 A/D、D/A轉換接口與漫游機器人制作 82
任務5.1 基于紅外測距導航的漫游機器人的制作和編程 82
SHARP紅外傳感器的測量原理 83
A/D轉換電路的設計與搭建 83
機器人漫游程序 84
程序說明 86
拓展閱讀 88
任務5.2 紅外測距云臺導航機器人的制作 89
角度舵機 89
角度舵機的安裝和電路連接 90
云臺導航機器人的完整程序 90
程序說明 93
任務5.3 D/A轉換和機器人LED的亮度控制 94
DAC0832的主要引腳功能 94
LM324運算放大器 95
電路的設計與搭接 95
LED亮度控制程序 96
工程素質和技能歸納 97
科學精神的培養 97
第6章 SPI與溫濕度檢測機器人的制作 98
任務6.1 溫濕度傳感器與溫濕度測量 98
Sensirion溫濕度傳感器簡介 98
Sensirion溫濕度傳感器的通信接口 100
讀取和發送溫濕度傳感器數據的程序 101
程序說明 105
任務6.2 溫濕度檢測機器人的制作 106
工程素質和技能歸納 106
科學精神的培養 106
第7章 綜合比賽項目——“機器人高鐵游中國”比賽 107
任務7.1 采用RFID讀卡器讀取RFID卡號 108
RFID讀卡器介紹 108
RFID讀卡器的安裝和電路連接 110
RFID讀卡器讀取RFID標簽信息程序 111
任務7.2 利用語音芯片播報景點 116
WT588D語音芯片介紹 116
WT588D語音芯片功能概述 116
WTW500-16語音模塊的引腳說明 116
語音芯片三線控制時序及驅動控制程序 118
任務7.3 實現“機器人高鐵游中國”比賽任務 119
機器人相關傳感器安裝 119
“機器人高鐵游中國”程序設計 121
工程素質和技能歸納 137
科學精神的培養 137
第8章 綜合比賽項目——“機器人智能消防”比賽 138
任務8.1 確定完成比賽所需的傳感器和滅火裝置 139
任務8.2 確定超聲波傳感器連接端口和編寫測距函數 141
任務8.3 安裝火焰傳感器和滅火風扇，編寫尋找火源和滅火程序 143
任務8.4 “機器人智能消防”程序設計 144
根據超聲波測距信息編寫導航程序 144
完成滅火主程序的編寫 153
工程素質和技能歸納 153
科學精神的培養 153
附錄 154
教學機器人基礎車體組裝步驟 154
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