本書分為7個(gè)項(xiàng)目，將單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與傳感器的相關(guān)知識(shí)有機(jī)地融合在一起。其中前面4個(gè)項(xiàng)目分別為“認(rèn)識(shí)單片機(jī)”、“設(shè)計(jì)模擬彩燈”、“設(shè)計(jì)設(shè)備顯示屏”、“設(shè)計(jì)時(shí)間顯示系統(tǒng)”。項(xiàng)目5、項(xiàng)目6和項(xiàng)目7則是以不同類型傳感器的學(xué)習(xí)為主要目標(biāo)，以點(diǎn)帶面的形式介紹了八大類常用的傳感器。為了方便讀者使用，將書中用到的Keil軟件和Proteus軟件的使用、匯編指令、C語(yǔ)言語(yǔ)句以附錄的形式安排在了正文的后面。
本書在內(nèi)容編排上采用了項(xiàng)目加知識(shí)鏈接的形式。其中每個(gè)項(xiàng)目又細(xì)分為不同的任務(wù)，將枯燥難懂的單片機(jī)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)打散重新組合，安排在每個(gè)項(xiàng)目的后面，確保了知識(shí)體系的完整性。
本書可作為高等職業(yè)院校、高等專科院校、成人高校、民辦高校電氣自動(dòng)化、機(jī)電一體化、應(yīng)用電子等專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為有關(guān)工程技術(shù)人員的參考與自學(xué)用書。
項(xiàng)目1 認(rèn)識(shí)單片機(jī) 1
項(xiàng)目要求 1
項(xiàng)目分解 1
任務(wù)1-1 繪制單片機(jī)最小系統(tǒng) 2
任務(wù)1-2 初涉單片機(jī)軟件編程 4
任務(wù)1-3 搭建單片機(jī)硬件系統(tǒng) 8
項(xiàng)目知識(shí)鏈接 10
單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí) 10
AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng) 12
AT89S51單片機(jī)存儲(chǔ)器空間的配置及功能 16
項(xiàng)目2 設(shè)計(jì)模擬彩燈 23
項(xiàng)目要求 23
項(xiàng)目分解 23
任務(wù)2-1 控制一個(gè)LED燈的閃爍 23
任務(wù)2-2 控制8個(gè)LED跑馬燈 27
任務(wù)2-3 控制任意變化的彩燈 31
項(xiàng)目知識(shí)鏈接 35
程序設(shè)計(jì)的基本思路 35
單片機(jī)的I/O端口 36
延時(shí)程序的編寫 37
項(xiàng)目3 設(shè)計(jì)設(shè)備顯示屏 40
項(xiàng)目要求 40
項(xiàng)目分解 40
任務(wù)3-1 控制單個(gè)數(shù)碼管顯示 40
任務(wù)3-2 控制數(shù)碼管顯示OFF 44
任務(wù)3-3 顯示設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài) 49
項(xiàng)目知識(shí)鏈接 54
認(rèn)識(shí)八段LED數(shù)碼管 54
項(xiàng)目4 設(shè)計(jì)時(shí)間顯示系統(tǒng) 56
項(xiàng)目要求 56
項(xiàng)目分解 56
任務(wù)4-1 按鍵控制數(shù)碼管顯示 57
任務(wù)4-2 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易時(shí)間顯示系統(tǒng) 63
任務(wù)4-3 設(shè)計(jì)帶按鍵控制的時(shí)間顯示系統(tǒng) 70
項(xiàng)目知識(shí)鏈接 78
中斷的基本概念 78
定時(shí)/計(jì)數(shù)器的基本概念 83
鍵盤接口 87
項(xiàng)目5 設(shè)計(jì)感應(yīng)自動(dòng)門 94
項(xiàng)目要求 94
項(xiàng)目分解 94
任務(wù)5-1 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單自動(dòng)門 94
任務(wù)5-2 設(shè)計(jì)帶位置控制的自動(dòng)門 100
任務(wù)5-3 設(shè)計(jì)防擠夾自動(dòng)門 105
項(xiàng)目知識(shí)鏈接 111
自動(dòng)門的基礎(chǔ)知識(shí) 111
傳感器的基本知識(shí) 112
紅外傳感器 115
微波傳感器 120
接近傳感器 123
直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制 129
項(xiàng)目6 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x 132
項(xiàng)目要求 132
項(xiàng)目分解 132
任務(wù)6-1 設(shè)計(jì)霍爾轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x 133
任務(wù)6-2 設(shè)計(jì)光電轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x 140
任務(wù)6-3 設(shè)計(jì)磁電轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x 148
項(xiàng)目知識(shí)鏈接 157
轉(zhuǎn)速測(cè)量的基本概念 157
霍爾傳感器 160
光電傳感器 165
磁電傳感器 170
蜂鳴器電路 173
項(xiàng)目7 設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng) 175
項(xiàng)目要求 175
項(xiàng)目分解 175
任務(wù)7-1 設(shè)計(jì)AD590溫度顯示系統(tǒng) 175
任務(wù)7-2 設(shè)計(jì)DS18B20溫度控制系統(tǒng) 183
項(xiàng)目知識(shí)鏈接 191
溫度傳感器 191
單片機(jī)串行通信 201
A/D轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)知識(shí) 205
DS18B20溫度傳感器 208
附錄A Proteus仿真軟件使用 217
一、軟件基本介紹 217
二、電路圖繪制與仿真 220
附錄B Keil μVision3編程軟件使用 227
一、創(chuàng)建項(xiàng)目與生成源文件 227
二、Keil軟件調(diào)試功能應(yīng)用 231
附錄C 匯編語(yǔ)言編程基礎(chǔ) 235
一、匯編語(yǔ)言指令基本概念 235
二、數(shù)據(jù)傳送類指令與順序程序設(shè)計(jì) 237
三、控制轉(zhuǎn)移指令與循環(huán)程序設(shè)計(jì) 242
四、邏輯運(yùn)算指令 246
五、算術(shù)運(yùn)算指令 247
六、位操作類指令 250
附錄D Keil C51編程基礎(chǔ) 251
一、C51程序的基本結(jié)構(gòu) 251
二、C51程序中函數(shù) 253
三、C51程序中常量、變量及運(yùn)算 254
四、C51程序中的基本語(yǔ)句 257
參考文獻(xiàn) 260
MCS-51系列單片機(jī)以其入門容易、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)一直在單片機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)占據(jù)著一席之地。很多院校都將其作為電類相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)課程，而不同院校和專業(yè)根據(jù)其開設(shè)課程的特點(diǎn)，有些傾向于學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言編程，有些則傾向于學(xué)習(xí)C語(yǔ)言編程。這兩種編程語(yǔ)言使用起來(lái)各有優(yōu)點(diǎn)，本書為了更好滿足學(xué)與教的不同要求，同時(shí)兼顧了兩種語(yǔ)言的編程方法介紹，讀者可以選擇其中一種編程語(yǔ)言為主進(jìn)行學(xué)習(xí)，在學(xué)有余力的同時(shí)可以對(duì)比兩種語(yǔ)言的編程，會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)是一通百通的問(wèn)題，關(guān)鍵在于思路。
為了更好的切合專業(yè)課的改革，本書將信號(hào)檢測(cè)的相關(guān)知識(shí)與單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有機(jī)地融合在一起。信號(hào)檢測(cè)與傳感器的使用能夠使得單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用有更廣闊的空間，讓學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力有更好的著力點(diǎn)。而與單片機(jī)控制系統(tǒng)相結(jié)合又能讓信號(hào)檢測(cè)與傳感器知識(shí)學(xué)習(xí)從單純的器件認(rèn)識(shí)上升到了器件的應(yīng)用上。內(nèi)容安排上則以點(diǎn)帶面，以一種傳感器應(yīng)用帶動(dòng)一類傳感器的學(xué)習(xí)，以多類傳感器的學(xué)習(xí)輻射常用傳感器的實(shí)踐。
作為面向高職高專層次學(xué)生的教材，本書突出強(qiáng)調(diào)以下特點(diǎn)。
1．兩條主線，方便學(xué)與教
全書采用項(xiàng)目加知識(shí)鏈接的形式進(jìn)行內(nèi)容重組。每個(gè)項(xiàng)目以“做”為主線，充分體現(xiàn)出“做中學(xué)，學(xué)中做”的原則；同時(shí)又將“知識(shí)體系”作為輔線，將原來(lái)枯燥難懂的單片機(jī)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，如內(nèi)部結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)空間分配、特殊功能寄存器與傳感器基本工作原理等內(nèi)容打散重新組合，以項(xiàng)目知識(shí)鏈接的形式安排在每個(gè)項(xiàng)目的后面，用到才學(xué)，立學(xué)立用，確保了知識(shí)體系的完整性。教師在教學(xué)過(guò)程中可以根據(jù)自身教學(xué)的特點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)的不同階段靈活地將兩部分內(nèi)容進(jìn)行組合，融入課前知識(shí)預(yù)備，課中技能學(xué)習(xí)，課后能力提升的各個(gè)環(huán)節(jié)中。
2．采用項(xiàng)目化的設(shè)計(jì)理念
全書分為7個(gè)項(xiàng)目，其中前面4個(gè)項(xiàng)目分別為“認(rèn)識(shí)單片機(jī)”、“設(shè)計(jì)模擬彩燈”、“設(shè)計(jì)設(shè)備顯示屏”、“設(shè)計(jì)時(shí)間顯示系統(tǒng)”。以掌握單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)作為最終學(xué)習(xí)目標(biāo)，將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)以從易到難，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序融入其中。同時(shí)4個(gè)項(xiàng)目又都自成體系，每一個(gè)項(xiàng)目均結(jié)合學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的基本規(guī)律，將最終要完成的功能進(jìn)行細(xì)分，分成三個(gè)相對(duì)獨(dú)立又互相關(guān)聯(lián)的任務(wù)來(lái)完成，方便教師的教學(xué)過(guò)程的組織與課時(shí)的劃分，一個(gè)任務(wù)一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，確保一個(gè)任務(wù)攻克一個(gè)堡壘，穩(wěn)步前進(jìn)。
項(xiàng)目5和項(xiàng)目6則是以不同類型傳感器的學(xué)習(xí)為主要目標(biāo)，以點(diǎn)帶面的形式介紹各種不同類型的傳感器的工作原理以及選型應(yīng)用。內(nèi)容安排模式從前面的遞進(jìn)型轉(zhuǎn)化成平行模式。兩個(gè)項(xiàng)目分別以“設(shè)計(jì)感應(yīng)自動(dòng)門”和“設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x”作為最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，在進(jìn)一步鞏固單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編程能力的同時(shí)介紹了“紅外傳感器”、“微波傳感器”、“電容傳感器”、“電感傳感器”、“霍爾傳感器”、“光電傳感器”、“磁電傳感器”七大類常用的傳感器。
項(xiàng)目7是一個(gè)綜合性的大項(xiàng)目，分成兩個(gè)任務(wù)，分別使用兩種比較常用的溫度傳感器AD590和DS18B20作為信號(hào)檢測(cè)傳感器。其中任務(wù)7-1中融入了在實(shí)際應(yīng)用中較多的模數(shù)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。而在任務(wù)7-2中則將DS18B20為例詳細(xì)介紹現(xiàn)代的智能型數(shù)字傳感器的使用方式方法。教師在進(jìn)行本項(xiàng)目的教學(xué)時(shí)除了需要對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)以及單總線器件的時(shí)序圖部分對(duì)學(xué)生進(jìn)行必要的引導(dǎo)以外，可以放手讓學(xué)生自主完成。
為了方便讀者的自學(xué)，本書將使用到的Keil軟件和Proteus軟件以附錄的形式安排在了本書的后面。同時(shí)為了方便讀者在進(jìn)行程序編寫的時(shí)候?qū)R編指令或者C語(yǔ)言語(yǔ)句進(jìn)行查閱，在附錄部分對(duì)兩種語(yǔ)言做了系統(tǒng)的介紹。
3．強(qiáng)調(diào)“必需、夠用”原則
本書定位于易學(xué)、易懂、易掌握，強(qiáng)調(diào)在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，同時(shí)又確保知識(shí)體系的完整性，便于教師課堂講解。對(duì)單片機(jī)部分重點(diǎn)講解基礎(chǔ)和核心的知識(shí)點(diǎn)，而對(duì)于傳感器部分則強(qiáng)調(diào)資料收集的能力。學(xué)生通過(guò)本書入門后，可自行查閱參考書或產(chǎn)品說(shuō)明書。
全書建議學(xué)時(shí)為90到120，其中項(xiàng)目1到6中每個(gè)任務(wù)占用4學(xué)時(shí)，共72學(xué)時(shí)，項(xiàng)目7采用8學(xué)時(shí)加30學(xué)時(shí)的形式開展教學(xué)，同時(shí)增加必要自主趣味設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。也可以根據(jù)實(shí)際情況將項(xiàng)目7采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂形式開展，確保課程在90學(xué)時(shí)內(nèi)完成。
本書由淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院朱才榮擔(dān)任主編，由劉洪恩教授擔(dān)任主審。其中，朱才榮編寫了項(xiàng)目3～項(xiàng)目7、附錄B、D和全書的統(tǒng)稿工作，王繼鳳編寫了項(xiàng)目1和附錄B以及項(xiàng)目案例的開發(fā)工作，龔希賓編寫了項(xiàng)目1中知識(shí)鏈接部分和附錄C，錢玲玲編寫了項(xiàng)目2和附錄A。在本書的編寫過(guò)程中，還參考了相關(guān)文獻(xiàn)，并引用了其中的一些內(nèi)容，在此也對(duì)這些文獻(xiàn)的作者表示誠(chéng)摯的謝意。
由于作者水平有限，書中的不足之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)和指正。
編者
2014年6月
新書資訊