本書在第1版得到全國廣大院校教師與學生的歡迎和使用基礎上,結合行業技術發展和課程組近年來開展的課程改革成果,在充分和認真聽取廣大師生及職教專家的意見和建議后,在保留第1版主體內容與特色的前提下,對其內容進行了優化、補充和調整。主要內容包括:單片機操作環境、單片機硬件系統、單片機并行I/O端口、顯示和鍵盤接口技術、定時與中斷系統、串行通信技術、A/D與D/A轉換接口以及單片機應用系統設計等。本書注重職業技能訓練,采用項目任務引導教學,內容貼近電子行業的工作崗位要求,同時介紹許多有關單片機應用的小經驗、小技巧、小資料等知識,具有很強的實用性、可操作性和趣味性。本書的內容安排科學、實用、合理,非常方便開展高效率教學。
本教材配有電子教學課件、習題參考答案、C語言源程序、精品課網站等,詳見前言。
王靜霞 女 副教授、高級技師、高級考評員,深圳職業技術學院電信學院骨干教師,長期擔任單片機應用技術、數字系統設計技術等課程的教學和科研工作,參與多項科研項目的設計與開發,獲得中國國際高新技術成果交易會優秀產品獎等多項獎勵;曾在美國博伊西州立大學電子系擔任訪問學者一年,參與美國FAA(聯邦管理局)“Center of Excellence for Airliner Cabin Environment Research(ACER)”項目的研究;在國內外公開發表科研論文10篇,主編國家規劃教材8本。
項目1熟悉單片機操作環境
教學導航
任務1-1KeilC51軟件的使用
1.1認識單片機
1.1.1什么是單片機
1.1.2單片機內部結構
任務1-2一個LED發光二極管的閃爍控制
1.2學習單片機的準備
1.2.1單片機開發流程與工具
1.2.2單片機的仿真學習與ISP下載實驗板
知識梳理與總結
思考與練習題1
項目2學習單片機硬件系統
教學導航 項目1熟悉單片機操作環境
教學導航
任務1-1KeilC51軟件的使用
1.1認識單片機
1.1.1什么是單片機
1.1.2單片機內部結構
任務1-2一個LED發光二極管的閃爍控制
1.2學習單片機的準備
1.2.1單片機開發流程與工具
1.2.2單片機的仿真學習與ISP下載實驗板
知識梳理與總結
思考與練習題1
項目2學習單片機硬件系統
教學導航
任務2-1單片機控制蜂鳴器發聲
2.18051的信號引腳
2.2單片機最小系統電路
2.2.1單片機時鐘電路
2.2.2單片機復位電路
2.351單片機的存儲器結構
2.3.1片內數據存儲器
2.3.2片外數據存儲器
2.3.3程序存儲器
任務2-2模擬汽車左右轉向燈控制
2.4單片機并行I/O端口
2.4.1并行I/O端口電路結構
2.4.2作為輸入端口使用
2.4.3作為輸出端口使用
2.4.4I/O端口的第二功能
任務2-3仿真調試發光二極管閃爍控制系統
知識梳理與總結
思考與練習題2
項目3單片機并行I/O端口的應用
教學導航
任務3-1流水燈設計
3.1認識C語言
3.1.1第一個C語言程序
3.1.2C語言的基本結構
3.1.3C語言的特點
任務3-2按鍵控制多種花樣霓虹燈設計
3.2C語言的基本語句
3.2.1表達式語句和復合語句
3.2.2選擇語句
3.2.3循環語句
任務3-3聲光報警器設計
3.3C語言數據與運算
3.3.1數據類型
3.3.2常量和變量
3.3.3運算符和表達式
任務3-4基于PWM的可調光臺燈設計
3.4C語言的函數
3.4.1函數的分類和定義
3.4.2函數調用
知識梳理與總結
思考與練習題3
項目4顯示和鍵盤接口技術應用
教學導航
任務4-18路搶答器設計
4.1認識LED數碼管
4.1.1LED數碼管結構
4.1.2LED數碼管靜態顯示
4.2數組的概念
4.2.1一維數組
4.2.2二維數組
4.2.3字符數組
任務4-2小型LED數碼管字符顯示屏控制
4.3LED數碼管動態顯示
任務4-3LED點陣式電子廣告牌控制
4.4LED大屏幕顯示器及接口
4.4.1LED大屏幕顯示器的結構及原理
4.4.2LED大屏幕顯示器接口
任務4-4字符型LCD液晶顯示廣告牌控制
4.5字符型LCD液晶顯示和接口
4.5.1LCD液晶顯示器的功能與特點
4.5.2字符型LCD液晶顯示器與單片機的接口
4.5.3字符型LCD液晶顯示器的應用
任務4-5密碼鎖設計
4.6單片機與矩陣鍵盤接口
4.6.1矩陣式鍵盤結構
4.6.2矩陣式鍵盤按鍵的識別
知識梳理與總結
思考與練習題4
項目5定時與中斷系統設計
教學導航
任務5-1簡易秒表設計
5.1定時/計數器
5.1.1定時/計數器的結構
5.1.2定時/計數器的工作方式
5.2中斷系統
5.2.1什么是中斷
5.2.251單片機中斷系統的結構
5.2.3中斷有關寄存器
5.2.4中斷處理過程
任務5-2模擬交通燈控制系統設計
知識梳理與總結
思考與練習題5
項目6串行通信技術應用
教學導航
任務6-1銀行動態密碼獲取系統的設計
6.1串行通信基礎
6.1.1串行通信與并行通信
6.1.2單工通信與雙工通信
6.1.3異步通信與同步通信
6.251單片機的串行接口
6.2.1串行口結構
6.2.2設置工作方式
6.2.3設置波特率
6.351單片機串行口工作過程
6.3.1查詢方式串行通信程序設計
6.3.2中斷方式串行通信程序設計
任務6-2移動終端數據上傳系統設計
6.4串行通信協議
6.4.1常用串行通信協議
6.4.2EIA串行通信標準
任務6-3串口控制數碼管顯示系統設計
6.5串行口的I/O端口擴展
6.5.1采用串行口擴展并行輸入口
6.5.2采用串行口擴展并行輸出口
知識梳理與總結
思考與練習題6
項目7A/D與D/A轉換接口設計
教學導航
任務7-1簡易數字電壓表設計
7.1模擬信號與數字信號
7.2單片機內部ADC及其應用
任務7-2基于A/D和D/A轉換芯片的可調光臺燈設計
7.3I2C總線A/D與D/A轉換器PCF8591
7.3.1PCF8591的功能
7.3.2PCF8591的I2C總線連接與通信
7.3.3PCF8591的D/A轉換及程序設計
7.3.4PCF8591的A/D轉換及程序設計
知識梳理與總結
思考與練習題7
項目8單片機應用系統綜合設計
任務8-1數字鐘的設計與制作
8-1-1任務目的
8-1-2任務要求
8-1-3系統方案選擇
8-1-4系統硬件設計
8-1-5系統軟件設計
8-1-6系統調試與脫機運行
8-1-7任務小結
任務8-2圖形液晶顯示系統設計
8-2-1目的與要求
8-2-2系統方案選擇
8-2-3系統硬件設計
8-2-4系統軟件設計
8-2-5舉一反三
8-2-6任務小結
知識梳理與總結
附錄A課程設計方法與參考項目
A.1課程設計的步驟與方法
A.2課程設計項目參考
項目1音樂倒數計數器設計
項目2溫度計設計
項目3公交車報站器設計
項目4環境濕度控制系統設計
項目5紅外遙控密碼鎖設計
項目6倒車雷達系統設計
項目7聲控小車設計
項目8簡易MP3設計
項目9自動旋轉花樣顯示屏設計
項目10智能巡跡小車設計
附錄B單片機實驗板說明
B.1單片機實驗板的功能
B.2實驗板模塊連接電路
附錄C常用的C51標準庫函數
參考文獻
《單片機應用技術(C語言版)》一書自2009年出版后,以其全新的教學理念、鮮明的高職教育特色、仔細認真的內容編寫和精細的編輯出版過程,得到全國廣大院校教師與學生的歡迎和使用,累計發行有10余萬冊。為了使本書內容緊跟職業教育的教學改革,更多地反映本課程教學內容的行業性、實用性、科學性和方便性,編者在充分和認真聽取廣大師生以及職教專家的意見和建議,并保留第1版主體內容與特色的基礎上,對其內容進行了優化、補充和調整,主要做了以下幾方面的修訂工作:
(1)教學采用項目化方式,使原有任務更加實用和豐富,原教材中的前10個任務都是采用發光二極管完成的,修訂后增加了蜂鳴器、按鍵等器件的應用,更加貼近教學,提高學生的學習興趣。
(2)在原有任務基礎上,為方便教學,給學生更多的思考空間,每個任務都添加了“舉一反三”環節,讓學生在基本任務的基礎上進行擴展和提升,充分鍛煉學生的設計能力。
(3)緊跟企業實際需求和技術發展,對部分內容進行了更新。模數和數模轉換接口,采用單片機內嵌A/D模塊和新的轉換器件,串行通信部分添加了常用串行通信協議介紹等。
(4)為更加適合職業教育的教學規律,將“顯示和鍵盤接口技術”與“定時與中斷系統”兩章順序對調,將“串行口通信技術”與“A/D與D/A轉換接口”兩章順序對調。
(5)刪除了單片機系統擴展一章,將其中的I2C協議編程內容放在了“A/D與D/A轉換接口設計”中,將“串行口的I/O端口擴展”放在了“串行口通信技術應用”中。
(6)原最后一章“單片機應用系統設計”中的實戰任務,刪除了過大過繁、不適宜學生完成的教學任務,換成了具有可操作性、實用性和參考性的任務。
(7)從教學角度考慮,刪除了“附錄A具有ISP下載功能的單片機AT89S51”,重新編寫了“附錄A課程設計建議和參考項目”,更加有利于課程教學。同時,附錄B給出了一種以STC單片機為控制核心的、可以在線下載的實驗板的資料,代替了之前較為復雜的SCM12單片機組合教具說明。
(8)增補和更新了原有教學互動性內容,如小提示、小問答、小知識、小經驗、試一試;同時在編輯出版過程中強化了技術質量審核,并設計了新的雙色版面,以便更好地開展教學。
本書由深圳職業技術學院王靜霞任主編,楊宏麗和劉俐任副主編。具體分工為:王靜霞對本書的編寫思路與大綱進行總體策劃,指導全書的編寫,對全書統稿,并編寫項目1和項目2,項目4的任務4-1、4-4、4-5及45和46節,項目5的任務5-1以及附錄B和C;楊宏麗協助完成統稿工作,并編寫項目5其余內容;劉俐協助完成統稿工作,并編寫項目3和項目4其余內容;毛豐江編寫項目6;唐建東編寫項目7;陳海松編寫項目8及附錄A。劉麗莎、何惠琴和柴繼紅老師以及教學合作企業的工程技術人員,對本書的編寫提供了很多的寶貴意見和建議,同時在編寫過程中參考了多位同行老師的著作及資料,在此一并表示感謝。
為了方便教師教學,本書配有電子教學課件、習題參考答案、C語言源程序文件等教學資源,請有此需要的教師登錄華信教育資源網(http://www.hxedu.com.cn)免費注冊后進行下載,有問題時請在網站留言或與電子工業出版社聯系(E-mail:hxedu@phei.com.cn)。讀者也可通過該課程的精品課網站瀏覽和參考更多的教學資源(http://jpkc.szpt.edu.cn/2008/dpj)。
本書因時間和作者水平有限,書中的錯誤在所難免,懇請讀者提出寶貴意見。