单片机学习与实践教程

本书是普通高等教育“十三五”规划教材，以实践应用为主线，突出单片机应用技术的新颖性和实用性，采用通俗易懂的语言讲解51系列单片机的核心知识点，软硬件设计的注意事项；介绍单片机开发中常见的仿真软件、编程软件、应用工具及其使用方法；同时结合自制的实验箱给出单片机实验项目的电路图、汇编和C51示例程序，为方便读者使用软件仿真，每个实验后面还配套对应的Proteus仿真电路；本书还提供一些单片机课程设计题目，并简要讲解其设计思路；*后是单片机课程期末考试试题及其参考答案。

本书可作为电子信息工程、自动化、通信工程、计算机科学与技术、测控技术、仪器仪表设计等本专科专业单片机课程的配套教材、课程设计参考书，以及电类专业学生毕业设计的参考书，也可供相关企业工程师、科技人员参考。 

单片机课程是理工科电子信息工程、自动化、通信工程、仪器仪表设计等专业一门很重要的应用性课程，实践教学是课程教学中很重要的一个环节。本书是编者多年教学工作体会的归纳总结，坚持“学”“术”并重的指导思想，遵循“在学中做，在做中学，学以致用”的原则，做到“虚实结合，软硬兼施”。全书以实践应用为主线编排，尽量淡化原理，多讲解实际操作，多凝练编者个人的实践经验，以满足单片机爱好者的需求。“工欲善其事，必先利其器”，本书还介绍一些开发单片机应用系统常用的软硬件工具，帮助初学者提高学习效果。英国有一句谚语：“我听到的会忘记，我看到的能记住，我做过的才真正明白。”为方便学生多动手做实验，巩固课程知识，本书给出十个实验项目和十个课程设计项目。本书内容共6章，具体安排如下。

第1章介绍单片机课程主要内容，尽量用通俗易懂的语言，把枯燥的理论与现实世界联系起来，用比喻、类比、引证等方法讲解微型计算机基础知识，单片机的硬件结构及工作原理，汇编语言及C51语言程序设计方法，中断、定时器/计数器、串口，扩展技术，输入输出接口技术以及A/D和D/A转换技术。

第2章介绍开发单片机系统常用工具软件，重点介绍Proteus及Keil uVision软件的使用方法，同时推介其他一些有用的工具软件，如：编程/烧录软件，定时器初值计算器，串口类工具软件（波特率计算器、串口调试助手、虚拟串口、串口监视精灵），数码管、点阵、光立方、液晶类工具软件，单片机小精灵，反汇编工具，单片机硬件仿真器（含芯片仿真器），单片机、存储器的编程器/烧录器及擦除器等。

第3章是单片机课程实验项目，结合自制的多功能微控制器实验箱，给出单片机课程常做的10个实验项目，包含Proteus与Keil uVision软件的使用、LED流水灯与自锁开关、定时器、串行通信、数码显示、独立按键、矩阵键盘、模数转换、数模转换、1602液晶与蜂鸣器等。每个实验项目均有C51或汇编源程序，对关键语句都加了注释。为方便学习者在没有硬件设备的情况下可以用仿真软件完成实验，每个实验项目后面还附有Proteus仿真电路图。

第4章介绍单片机课程设计项目，共6个，包含环境温湿度监测系统、八通道精密电压数据采集器、LED点阵书写显示屏、多功能电子贺卡、智能电子密码锁以及投票系统。各项目由易到难，且包含必做部分和发挥部分，发挥部分可拓展学生的思路，其内容也可作为毕业设计的选题。

第5章给出3套单片微机原理期末试卷及参考答案，供有需要的读者朋友参考使用。

本书涉及的实验项目Proteus仿真工程、C51及汇编源程序，自制多功能微控制器实验箱电路原理图、PCB图、测试程序等资料，读者朋友可到北京邮电大学出版社网站http://www.buptpress.com免费下载，或向本书作者、策划索取。

作者是广东嘉应学院副教授，有十多年的单片机教学与科研经验，曾主持获得第四届全国高等学校自制实验教学仪器设备评选三等奖，获广东省第二届高校青年教师教学竞赛优秀奖，主持获得嘉应学院优秀教学成果奖特等奖和一等奖，获嘉应学院青年教师教学竞赛一等奖，被评为嘉应学院首届方直卓越教师，广东省高等学校“千百十人才培养工程”校级培养对象，嘉应学院第三批中青年骨干教师培养工程重点培养对象。主持省级科研教研课题5项，发表科研教研论文38篇，获得授权专利8项。指导学生参加*和省级竞赛获得奖励24项；指导学生完成*、省级大学生创新项目8项。

第1章
单片机课程主要内容

第1.1节 微型计算机的基本概念

1.1.1 计算机进制数及常用编码

1.1.2 计算机存储器容量及地址范围

1.1.3 微型计算机及单片机的基本概念

第1.2节 MCS-51单片机硬件结构和工作原理

1.2.1 单片机引脚及逻辑符号

1.2.2 单片机片内基本结构

1.2.3 单片机的引脚

1.2.4 中央处理器

1.2.5 存储器

1.2.6 输入输出接口

1.2.7 时序

1.2.8 工作方式

第1.3节 MCS-51指令系统及汇编程序设计

1.3.1 学习方法

1.3.2 指令中英文注释

1.3.3 指令图示及其说明

1.3.4 指令机器码、执行时间

1.3.5 汇编和C51对照表

1.3.6 结构化程序设计方法

1.3.7 汇编程序结构框架

第1.4节 MCS-51的C51程序设计

1.4.1 C51语法基础

1.4.2 C51对MCS-51单片机的访问

1.4.3 C51程序框架结构

1.4.4 C51编程优化的方法

1.4.5查看C51语言编译后生成的汇编程序

第1.5节 MCS-51中断、定时器/计数器及串行接口

1.5.1中断系统

1.5.2定时器/计数器

1.5.3串行通信接口

第1.6节 单片机系统扩展技术

1.6.1并行扩展概述

1.6.2程序存储器与数据存储器扩展

1.6.3 输入/输出口扩展

1.6.4 串行扩展技术

第1.7节 输入/输出接口技术

1.7.1 键盘

1.7.2 LED数码管

1.7.3 LED点阵

1.7.4 LCD显示器

1.7.5 OLED显示器

第1.8节 模拟电路接口技术

1.8.1 模数转换器

1.8.2 数模转换器

第2章
开发单片机系统常用软硬件工具

第2.1节 Proteus仿真软件

第2.2节 Keil uVision编译软件

第2.3节 编程/烧录软件

第2.4节 定时器初值计算器

第2.5节 串口类工具软件

2.5.1 波特率计算器

2.5.2 串口调试助手

2.5.3 虚拟串口

2.5.4 串口监视精灵

第2.6节 数码管、点阵、光立方、液晶类工具软件

2.6.1 数码管段码生成器

2.6.2 点阵图文代码生成器

2.6.3 光立方取模软件

2.6.4 液晶图片代码生成器

第2.7节 单片机小精灵

第2.8节 反汇编工具

第2.9节 单片机硬件仿真器

2.9.1 硬件仿真器

2.9.2 芯片仿真器

2.9.3 SST89E5xRD单片机

2.9.4 无仿真器时在硬件调试程序的方法

第2.10节 单片机、存储器的编程器/烧录器及擦除器

2.10.1 单片机、存储器的编程器/烧录器

2.10.2 EPROM擦除器

第3章
单片机实验项目

第3.1节 多功能微控制器实验箱简介

第3.2节 实验项目

3.2.1 实验一 Proteus与Keil uVision的使用

3.2.2 实验二 LED流水灯与自锁开关

3.2.3 实验三 定时器实现的循环彩灯

3.2.4 实验四 单片机与计算机串行通信

3.2.5 实验五 数码管显示的电子钟

3.2.6 实验六 1×4独立按键与8×8点阵

3.2.7 实验七 4×4矩阵键盘

3.2.8 实验八 ICL7109、ADC0809模数转换

3.2.9 实验九 DAC0832数模转换

3.2.10 实验十 1602液晶与蜂鸣器

第4章
单片机课程设计项目

第4.1节 课程设计要求

第4.2节 课程设计项目

4.2.1 项目1 环境温湿度监测系统

4.2.2 项目2 八通道精密电压数据采集器

4.2.3 项目3 LED点阵书写显示屏

4.2.4 项目4 多功能电子贺卡

4.2.5 项目5 智能电子密码锁

4.2.6 项目6 投票系统

第5章
单片机期末考试试题与参考答案

第5.1节 期末试题

5.1.1 单片机期末考试试题（A卷）

5.1.2 单片机期末考试试题（B卷）

5.1.3 单片机期末考试试题（C卷）

第5.2节 参考答案

参考文献