微控制器的应用（第2版）

本书是在第1版得到广泛使用的基础上，按照*的职业教育教学理念，结合国家示范建设教学改革新成果，借鉴作者长期与企业合作开发项目的经验进行修订编写。全书以职业技能岗位标准来引领课程项目任务，以实际应用的门禁系统、液位控制器和电子密码锁为载体，采用“项目驱动”教学方法，以AT89S52单片机为对象，系统介绍工程项目开发的方法及单片机应用技能。主要内容包括单片机基础、单片机寻址方式与指令系统、中断与定时、并行输入与输出、串行通信、A/D和D/A转换、单片机存储器扩展等。本次修订保留原有内容特色，采用新的教学理念，增加C语言基础知识与编程技术，各知识点与项目任务相融合，将学生所学单片机知识转化为行业企业实践技能。本书内容通俗易懂，实用性强，接近职业岗位需求，易于教学。本书为高等职业本专科院校相应课程的教材，也可作为开放大学、成人教育、自学考试、中职学校、培训班的教材，以及项目开发技术人员的参考书。本书配有电子教学课件、练习题参考答案及精品课网站，详见前言。

第1章  单片机基础知识 1
    学习目标 1
    技能要求 1
    项目任务1  一只闪光灯电路的设计 2
    1.1  单片机的概念及发展 5
        1.1.1  单片机的定义 5
        1.1.2  单片机的应用领域 7
        1.1.3  单片机技术的发展阶段 7
    1.2  单片机的结构 8
        1.2.1  AT89S52单片机的内部构件 8
        1.2.2  AT89S52单片机引脚功能 13
    1.3  单片机小应用系统 16
    项目训练1  设计一只会闪光的灯 19
    项目任务2  数据传送后观察标志位和口地址的变化 19
    1.4  熟悉Keil开发平台 22
        1.4.1  单片机集成开发环境 22
        1.4.2  ISP软件的使用 32
    项目训练2  用单片机小系统设计流水灯电路 33
    练习题1 35
    讨论题1 37

第2章  单片机寻址方式与指令系统 38
    学习目标 38
    技能目标 38
    项目任务3  观察单片机存储器及寄存器的变化 39
    2.1  片内存储器及特殊功能寄存器 42
        2.1.1  单片机寻址方式 42
        2.1.2  单片机指令寻址 42
        2.1.3  单片机标志位 47
    项目训练3  单片机片内数据向片外传送 48
    项目任务4  单片机片内数据向片内传送 49
    2.2  单片机指令系统的格式与功能 50
        2.2.1  单片机指令系统的格式 50
        2.2.2  单片机指令系统的分类与使用方法 53
        2.2.3  单片机C语言基础 67
    项目训练4  单片机片外数据向片内传送 72
    练习题2 72
    讨论题2 75

第3章  中断与定时 77
    学习目标 77
    技能目标 77
    项目任务5  用中断方式控制流水灯的闪烁变化 78
    3.1  中断 81
        3.1.1  中断的概念 81
        3.1.2  中断源与中断向量地址 82
        3.1.3  中断标志与控制 83
        3.1.4  优先级结构 86
        3.1.5  中断系统的初始化及应用 87
    项目训练5  采用中断方式控制8个灯流水方向 90
    项目任务6  用定时方式实现流水灯的速度变化 91
    3.2  定时器与计数器 96
        3.2.1  定时器/计数器的结构与功能 96
        3.2.2  定时器/计数器控制寄存器 97
        3.2.3  定时器/计数器工作方式与程序设计 98
        3.2.4  定时器/计数器2 107
    项目训练6  简易交通信号灯设计 108
    练习题3 109
    讨论题3 111

第4章  并行输入与输出 112
    学习目标 112
    技能目标 112
    项目任务7  用数码管显示多位数字 113
    4.1  字符显示 117
        4.1.1  发光二极管及LED显示器 117
        4.1.2  七段LED显示器的工作原理 118
    项目训练7  一位密码锁电路设计与调试 120
    项目任务8  多位密码锁的开启与关闭 121
    4.2  矩阵式键盘电路设计 128
        4.2.1  键盘工作原理 129
        4.2.2  键盘接口的控制方式 131
    项目训练8  电子钟设计与实现 135
    练习题4 136
    讨论题4 136

第5章  串行通信 138
    学习目标 138
    技能要求 138
    项目任务9  单片机与PC之间的数字传送显示 139
    5.1  单片机与PC之间通信 147
        5.1.1  数据通信的概念与通信方式 147
        5.1.2  串行通信总线标准及其接口 150
        5.1.3  AT89S52串行口工作方式 154
    项目训练9  数字温度采集与显示 158
    项目任务10  单片机与单片机之间的数字传送显示 159
    5.2  单片机与单片机之间的通信 162
        5.2.1  串行口通信 162
        5.2.2  多机通信 165
    项目训练10  门禁控制系统的设计 165
    练习题5 186
    讨论题5 189

第6章  A/D和D/A转换 190
    学习目标 190
    技能目标 190
    项目任务11  水塔液位高度检测 191
    项目训练11  简易数字电压表的制作 196
    6.1  A/D转换电路 197
        6.1.1  A/D转换的概念与技术指标 198
        6.1.2  A/D转换典型芯片ADC0809 198
    项目任务12  设计一个小功率直流电机驱动电路 201
    项目训练12  简易波形发生器的设计与制作 203
    6.2  D/A转换电路 204
        6.2.1  D/A转换器的概念与性能指标 204
        6.2.2  D/A转换典型芯片DAC0832 204
    练习题6 208
    讨论题6 208

第7章  单片机存储器的扩展 209
    学习目标 209
    技能目标 209
    项目任务13  一位密码锁设计 210
    7.1  程序存储器扩展 213
        7.1.1  系统的三总线 213
        7.1.2  程序存储器的扩展与常用芯片应用 214
    项目任务14  多位密码锁的设计 218
    7.2  数据存储器扩展 224
        7.2.1  数据存储器及应用 224
        7.2.2  串口E2PROM存储器的应用 226
     项目训练14  电子密码锁设计 227
     练习题7 228

附录A  AT89系列单片机指令集 229
附录B  ASCII字符集 235
附录C  单片机小系统开发平台部分模块图 236
参考文献 241

单片机的问世和飞速发展掀起了计算机工程应用的一场新革命，给人们的生产、生活带来了巨大的变化。目前，单片机已成为电子系统中普遍的应用手段之一，并在工业控制、交通运输、家用电器、仪器仪表、汽车等领域取得了大量应用成果。因此掌握、熟悉及应用单片机已成为我国科技人员的技能之一。
    我国高职院校的电类、机类等专业已普遍开设单片机课程。天津电子信息职业技术学院的单片机课程组在多年教学改革的基础上，调研了多个开展项目化教学的院校同行，在充分听取专家意见后对原有课程教学内容进行研究，完成对本书第1版的修订编写，内容以充分反映当前单片机应用领域的新理念、新方法，以及相关专业或学科的新发展、新要求为目标，结合专业教学特色，注重理论教学、案例教学和实践教学的融合，选出典型的、适合学生动手、能得到锻炼的案例，在保留第1版教材优点的基础上勇于创新、不断完善、打造精品，以便更好地适应各个地区的教学。
    单片机是一门理论性、实践性和综合性都很强的学科，它不仅需要大量的相关硬件电路知识，如模拟电子技术、数字电子技术、电气控制技术等作为知识背景，还需要软件编程加以支持。本书在修订编写过程中，始终将理论、实验、产品开发三者有机结合，内容从单片机小应用系统开始，逐步扩展功能，从小到大，从简单到复杂，终完成单片机的综合训练项目。
    本书以AT89S52单片机为对象，重点介绍单片机的应用技术，采用新的教学理念，各知识点与项目任务相融合，在汇编编程的基础上加入C语言基础知识与编程技术，有利于学生对照学习，提高智能产品设计技能。全书共有7章，包含14个项目任务和14个项目训练，内容包括单片机基础知识、单片机寻址方式与指令系统、中断与定时、并行输入与输出、串行通信、A/D和D/A转换、单片机存储器扩展等，每章后配有练习题和讨论题。本书的主要特点有：
    （1）以制作产品为目标，通过实践项目培养学生面向过程的程序阅读分析能力和编写能力，注重培养学生将技能应用于实践的能力。
    （2）构建模块化、组合型、进阶式能力训练体系。将综合能力分解成若干项小的基本能力，选择能涵盖基本能力要素的训练项目实施基本能力训练。通过不同的项目，逐步建立对单片机小系统的整体概念，从而全面掌握单片机应用系统，提高单片机综合应用能力和创新能力。
    （3）训练项目贯穿于教材始终。知识内容从单片机小应用系统切入，逐步展开，直至完成门禁系统控制部分、液位控制器和电子密码锁的电路设计。
    （4）每章后配有讨论题，要求学生组成学习小组共同完成。其目的是将教师教、学生被动学，变为教师指导、学生主动学，同时培养学生的团队合作精神。
    （5）书中采用门禁系统等实际程序作为实例，以实例带知识点，完成课程教学内容，使教材更接近实际职业岗位要求。
    本书由天津电子信息职业技术学院曹金玲教授、刘松教授任主编，由曹志河任副主编。其中曹金玲编写第1～3章并负责全书统稿工作，刘松编写第5、6章，曹志河编写第4、7章，吴艳玲老师参加C语言程序和附录的编写。
    由于时间紧迫和编者水平有限，书中的错误和缺点在所难免，热忱欢迎读者对本书提出批评与建议。
    本书配有免费的电子教学课件及练习题参考答案，请有需要的教师登录华信教育资源网（）免费注册后进行下载，如有问题请在网站留言或与电子工业出版社联系（E-mail:[email protected]）。读者也可通过该精品课网站（）浏览和参考更多的教学资源。