单片机及接口技术项目教程

　　本书以MCS-51系列单片机实际应用为主线，采用项目驱动法编写，以理论为基础，以注重实践为原则，采用C语言编程。讲解通俗易懂、条理清楚，程序编写思路简洁清晰，学生易于理解。在训练项目的选取上，采用独立模块设计，项目内容尽可能地选择了目前实际工程中常用的新技术、新器件，既力求实例丰富，又强调实用性、针对性和可操作性。书中对软件的安装与使用部分采用适量图片进行说明，以帮助读者更好地理解知识及过程，加深印象。通过该书，读者可在学习过程中自行完成多个综合训练项目的设计与制作，达到学以致用的效果。本书共8个项目：认识单片机、单片机小系统与I/O接口应用、单片机中断系统与定时器/计数器应用、LED点阵与LCD液晶显示接口技术、键盘接口技术、A/D与D/A转换接口技术、串行通信接口技术、单片机应用系统设计。本书可作为高职高专院校电气自动化、应用电子技术、机电一体化及相关专业的教材，也可供单片机初学者、电子爱好者及职业高中等相关专业师生学习和实践参考。

项目1 认识单片机
1.1 学习情境
1.2 什么是单片机
1.3 单片机能做什么
1.4 单片机特点
1.5 单片机应用
1.6 单片机开发软件

项目2 单片机小系统与I/O接口应用
2.1 学习情境
2.2 MCS-51单片机主要性能
2.3 MCS-51单片机内部结构
2.3.1 单片机内部结构
2.3.2 单片机信号引脚
2.3.3 单片机时钟电路
2.3.4 单片机复位电路
2.4 MCS-51单片机存储器结构
2.4.1 程序存储器
2.4.2 数据存储器
2.5 MCS-51单片机I/O接口
2.6 MCS-51单片机小系统
2.7 训练项目
2.7.1 点亮LED发光二极管
2.7.2 单灯闪烁
2.7.3 流水灯控制
2.7.4 蜂鸣器控制
2.7.5 继电器控制
2.8 小结
2.9 练习题

项目3 单片机中断系统与定时器/计数器应用
3.1 学习情境
3.2 MCS-51单片机中断系统
3.2.1 中断源
3.2.2 与中断有关的特殊功能寄存器
3.2.3 中断服务函数的写法
3.3 MCS-51单片机定时器/计数器
3.3.1 定时器/计数器内部结构
3.3.2 与定时器/计数器有关的特殊功能寄存器
3.3.3 定时器/计数器工作方式
3.3.4 定时器/计数器初始化
3.3.5 定时器/计数器典型应用
3.4 LED数码管显示
3.4.1 LED数码管内部结构
3.4.2 LED数码管工作原理
3.4.3 LED数码管显示方式
3.4.4 LED数码管显示编程
3.5 训练项目
3.5.1 单个数码管显示——静态显示应用
3.5.2 简易秒表
3.5.3 多个数码管显示——动态显示应用
3.5.4 简易电子时钟
3.5.5 模拟交通灯控制
3.6 小结
3.7 练习题

项目4 LED点阵与LCD液晶显示接口技术
4.1 学习情境
4.2 LED点阵显示
4.2.1 LED点阵显示结构
4.2.2 LED点阵工作原理
4.3 LCD 1602液晶显示
4.3.1 LCD 1602液晶显示结构
4.3.2 LCD 1602液晶显示工作原理
4.3.3 LCD 1602液晶显示接口电路
4.4 训练项目
4.4.1 8×8 LED点阵屏显示
4.4.2 16×16 LED点阵屏显示
4.4.3 LCD 1602液晶屏显示
4.4.4 LCD 1602液晶屏滚动显示
4.5 小结
4.6 练习题

项目5 键盘接口技术
5.1 学习情境
5.2 键盘
5.2.1 独立式键盘
5.2.2 矩阵式键盘
5.3 训练项目
5.3.1 简易数字调节器
5.3.2 一键多功能控制
5.3.3 矩阵式键盘操作
5.4 小结
5.5 练习题

项目6 A/D与D/A转换接口技术
6.1 学习情境
6.2 D/A转换器接口
6.2.1 D/A转换器
6.2.2 DAC0832接口芯片
6.3 A/D转换器接口
6.3.1 A/D转换器
6.3.2 ADC0809接口芯片
6.4 训练项目
6.4.1 简易波形发生器
6.4.2 简易数字电压表
6.5 小结
6.6 练习题

项目7 串行通信接口技术
7.1 学习情境
7.2 串行通信
7.2.1 串行通信方式
7.2.2 字符帧和波特率
7.3 MCS-51单片机串行口
7.3.1 串行口内部结构
7.3.2 串行口工作原理
7.3.3 与串行口有关的特殊功能寄存器
7.3.4 串行口工作方式
7.3.5 串行口初始化
7.4 训练项目
7.4.1 双机通信
7.4.2 单片机与PC通信
7.5 小结
7.6 练习题

项目8 单片机应用系统设计
8.1 学习情境
8.2 DS1302日历时钟芯片
8.3 DS18B20数字温度传感器
8.4 综合训练项目——数字万年历的设计与制作
8.4.1 设计要求
8.4.2 方案论证
8.4.3 硬件设计
8.4.4 软件设计
8.4.5 软硬件联调
8.5 小结
8.6 练习题

附录A C语言常用语法提要
附录B C51的库函数
B.1 寄存器库函数REG×××.H
B.2 字符函数CTYPE.H
B.3 一般输入/输出函数STDIO.H
B.4 内部函数INTRINS.H
B.5 标准函数STDLI8.H
B.6 字符串函数STRING.H
B.7 数学函数MATH.H
B.8 地址访问函数A8SACC.H
附录C Proteus仿真软件
附录D STC单片机烧录软件
附录E 串口调试助手使用
附录F 常用芯片引脚图

前
言本书根据*高等职业院校的教学与教改指导思想进行编写，适用于培养应用型人才院校的电气自动化、应用电子技术、机电一体化及相关专业的学生。本书以理论为基础，以注重实践为原则，是编者多年来单片机课程教学改革的成果与经验总结。书中精选对学生后期的职业发展有益的专业知识和实用技巧，从实际应用出发，突出培养学生运用所学知识和技能解决实际问题的综合应用能力，为其今后的职业生涯打下良好的基础。本书具有以下几个特色。
1．按学习情境重构课程内容，用训练项目组织单元教学本书分为8个学习情境，包括22个训练项目，以设计制作多个电子小产品的形式，讲解单片机应用系统的基础知识、开发过程、设计方法和基本技能。全书按学习情境编排，每个学习情境就是一个学习项目，每个学习项目包括若干个训练项目，按照先简要叙述理论知识、再介绍训练项目仿真及制作的形式展开论述。每个训练项目实际上是完成设计制作中的一个小任务，单片机应用系统设计所需要的专业知识和基本技能穿插在各个任务完成的过程中，每个训练项目只讲解完成本任务所需要的基本知识、基本方法和基本技能，从而将知识化整为零，降低了学习的难度。
2．融“教、学、做”于一体，突出教材的基础性、实践性、科学性和先进性书中每个训练项目都是按以下方式组织编排的：目的→任务→任务引导→硬件电路设计→软件设计→功能仿真→实物制作。其中，任务是对功能的要求，后续的各部分都是围绕任务的实现而展开的；任务引导部分主要供读者在完成任务时有一个整体设计思路，也是本任务完成后所要掌握的基本知识；硬件电路设计、软件设计和功能仿真是实践时必须亲手做的事情；实物制作可根据实际情况选做。每个训练项目中都穿插了相关方法、技能和技巧的介绍。本书融“教、学、做”于一体，突出了基础性、实践性、科学性和先进性，读者能在完成训练任务的过程中水到渠成地学会单片机应用技术。
3．强化对工程上的实用方法的介绍，突出教材的实用性和实效性书中的内容来源于实际产品，无论是器件的选型，还是电路的设计及程序的编写，都反映了工程上的实际需求。书中全部代码采用现在市场上普遍使用的C语言编写，突出了教材的实用性和实效性。
4．注重新旧知识的衔接本书通过数字芯片3个典型实例引出单片机的用途，将新旧知识有机结合，直观实用，拓宽了读者的眼界，使读者对单片机产生浓厚的兴趣，增强学习的主动性。
5．提供配套的仿真和实训平台，避免教材与实训环节相互脱节单片机及接口技术是一门实践性非常强的课程，必须加强实践环节的训练。因此，我们将51单片机仿真板和Proteus仿真软件引入教学内容，每个训练项目都实现了仿真，同时研制并推出了代和第二代单片机学习板以供教学和实训用。该学习板与本书训练项目配套，避免了以往出现的教材与实际应用相互脱节的问题，真正做到课堂内外相互统一。
6．提供了立体化教学资源，便于教师备课和读者自学本书有配套的立体化教学资源库，包括教学大纲、教学计划、教学视频、仿真录像、教学课件、源程序、电子教案等，请有需要的教师登录华信教育资源网（www.hxedu.
com.cn）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]）。本书由李建兰任主编，顾捷、殷海双任副主编，项目1～6由李建兰编写，项目7～8由殷海双编写，附录A～F由顾捷编写，全书由李建兰统稿，邵建龙主审。我们希望这本以MCS-51系列单片机实际应用为主线的教材能对读者学习单片机及接口技术有所帮助。由于编者水平有限，书中难免会有错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正。
编 者