单片机技术基础与应用 pdf下载

本书是根据教育部《关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》（教职成[2011]9号）文件精神，为探索实践系统培养、中高职衔接，贯通人才培养通道，结合中职学生的认知规律，对接国家职业标准，按照中高职衔接应用电子技术专业人才培养目标，经过系统化设计，在明确中高职课程各自教学重点后编写的中职专业教材。本书以应用模块方式组织编写内容，共设10个项目，按难度阶梯分为24个学习任务，遵循小步快跑的原则。每个任务都按照系统设计开发过程：“任务提出”、“任务分析”、“相关知识”和“任务实施”4个步骤来完成。本书主要内容包括：MCS-51系列单片机的引脚功能和单片机*小系统；制作和熟悉单片机实验电路板和相关的连接线、下载线；然后，从*简单的点亮彩灯开始，介绍软件开发平台、仿真软件和下载软件的使用，单片机的端口应用、中断系统、定时器、串行口，以及单片机系统设计中必不可少的键盘、显示器，单片机与外部电路A/D和D/A转换技术的应用；*后介绍了移动字幕显示系统的设计。通过完成项目，掌握单片机技术基础知识和技能。

刘宸，四川职业技术学院讲师，毕业于四川大学，电路与系统专业，理学硕士。长期指导大学生电子设计竞赛，主要研究方向：电子产品设计。

项目一 认识单片机 1
任务一 单片机芯片认识 1
任务提出 1
任务分析 1
相关知识 2
一、单片机的发展与常用类型 2
二、AT89S51单片机 2
任务实施 9
一、AT89S5x单片机芯片 10
二、其他系列单片机芯片 10
任务二 单片机最小系统的认识 10
任务提出 10
任务分析 10
相关知识 11
一、AT89S51单片机的最小系统 11
二、基本外围扩展应用电路 12
任务实施 14
一、单片机实验电路板简介 14
二、单片机实验电路板安装和制作 15
任务评价 18
一、成果展示与分享 18
二、安装外观质量评价 18
任务三 单片机程序实践操作 18
任务提出 18
任务分析 19
相关知识 19
一、单片机的工作过程 19
二、单片机的编程语言 20
三、单片机程序开发过程 20
任务实施 21
思考与练习 22

项目二 彩灯控制 23
任务一 彩灯的点亮与熄灭 24
任务提出 24
任务分析 24
相关知识 24
一、C51基本知识 24
二、C51程序设计基础 27
三、单片机引脚的使用 29
任务实施 32
一、硬件设计 32
二、软件设计 33
三、Proteus仿真 34
任务二 彩灯的闪烁 35
任务提出 35
任务分析 35
相关知识 36
一、C51的数据类型、常量、变量及表达式 36
二、C51的循环语句 41
三、C51函数的定义和调用 43
四、延时函数 45
任务实施 46
一、硬件设计 46
二、软件设计 46
三、Proteus仿真 47
任务三 跑马灯 47
任务提出 47
任务分析 48
相关知识 48
一、C51的位运算规则 48
二、C51的条件语句 50
三、端口的定义及应用 51
任务实施 52
一、硬件设计 52
二、软件设计 52
三、Proteus仿真 58
任务四 任意变化的彩灯控制 58
任务提出 58
任务分析 59
相关知识 59
任务实施 60
一、硬件设计 60
二、软件设计 60
三、Proteus仿真 62
思考与练习 63

项目三 简易数字钟 64
任务一 LED数码管的静态显示 65
任务提出 65
任务分析 65
相关知识 66
一、LED数码管的工作原理 66
二、静态显示原理 67
任务实施 72
一、硬件设计 72
二、软件设计 72
三、Proteus仿真 73
任务二 LED数码管的动态显示 74
任务提出 74
任务分析 74
相关知识 75
一、动态显示原理 75
二、常见动态显示电路 76
任务实施 78
一、硬件设计 78
二、软件设计 79
三、Proteus仿真 81
任务三 简易数字钟 81
任务提出 81
任务分析 82
相关知识 82
任务实施 82
一、硬件设计 82
二、软件设计 83
三、Proteus仿真 85
思考与练习 86

项目四 键盘输入 87
任务一 按键控制数码显示 87
任务提出 87
任务分析 87
相关知识 88
一、单片机引脚的读入 88
二、按键抖动与消抖的方法 89
三、独立按键接口电路 91
任务实施 91
一、硬件设计 91
二、软件设计 92
三、Proteus仿真 93
任务二 键盘输入数码 94
任务提出 94
任务分析 94
相关知识 95
一、矩阵键盘扫描与译码的原理 95
二、键盘状态的检测方式 99
任务实施 100
一、硬件设计 100
二、软件设计 101
三、Proteus仿真 103
思考与练习 104

项目五 键控彩灯 105
任务提出 105
任务分析 105
相关知识 106
一、中断的概念 106
二、常用中断控制寄存器 106
三、中断源和优先次序 108
四、外部中断的实现过程 109
五、C51中的中断函数 109
任务实施 110
一、硬件设计 110
二、软件设计 110
三、Proteus仿真 113
思考与练习 113

项目六 简易频率计 114
任务一　输出1000Hz的方波 114
任务提出 114
任务分析 114
相关知识 115
一、定时器/计数器简介 115
二、定时器/计数器的模式控制寄存器TMOD 115
三、定时器/计数器的工作方式 116
四、定时器/计数器中断的实现过程 118
五、定时器/计数器的初始化设置 119
六、定时器/计数器的中断服务程序编写 120
任务实施 120
一、硬件设计 120
二、软件设计 121
三、Proteus仿真 122
任务二　每秒闪烁一次的LED 123
任务提出 123
任务分析 124
相关知识 124
一、变量的作用范围 124
二、变量的生存期 124
任务实施 126
一、硬件设计 126
二、软件设计 126
三、Proteus仿真 128
任务三　简易频率计 128
任务提出 128
任务分析 128
相关知识 129
一、定时器的计数方式 129
二、定时器T2简介 129
任务实施 130
一、硬件设计 130
二、软件设计 130
三、Proteus仿真 133
思考与练习 134

项目七 单片机双机通信 135
任务一 单片机与PC通信 135
任务提出 135
任务分析 135
相关知识 136
一、串行通信基础 136
二、串行通信总线标准及其接口 139
三、MCS-51单片机的串口相关寄存器 139
四、串口工作方式 141
五、波特率设置 144
任务实施 144
一、硬件设计 144
二、软件设计 145
三、Proteus仿真 147
任务二 双机通信 148
任务提出 148
任务分析 148
相关知识 149
一、通信协议 149
二、多机通信原理 150
任务实施 151
一、硬件设计 151
二、软件设计 151
三、Proteus仿真 155
思考与练习 157

项目八 简易波形发生器 158
任务一 数控电压源 158
任务提出 158
任务分析 158
相关知识 159
一、D/A的基本概念 159
二、D/A的主要性能指标 159
三、DAC0832简介 160
四、TL431简介 161
任务实施 161
一、硬件设计 161
二、软件设计 162
三、Proteus仿真 164
任务二 简易波形发生器 165
任务提出 165
任务分析 165
相关知识 166
任务实施 166
一、硬件设计 166
二、软件设计 167
三、Proteus仿真 169
思考与练习 170

项目九 简易数字电压表 171
任务提出 171
任务分析 171
相关知识 172
一、输入通道概述 172
二、A/D转换器简介 172
三、ADC0809简介 174
任务实施 177
一、硬件设计 177
二、软件设计 178
三、Proteus仿真 180
思考与练习 181

项目十 移动字幕的制作 182
任务一 用点阵LED实现移动字符显示 182
任务提出 182
任务分析 182
相关知识 183
一、点阵显示原理 183
二、LED点阵 183
三、LED点阵驱动电路 187
四、点阵取模软件 188
任务实施 188
一、硬件设计 188
二、软件设计 189
三、Proteus仿真 192
任务二 字符液晶LCD1602显示应用 193
任务提出 193
任务分析 193
相关知识 193
一、LCD1602液晶显示器简介 193
二、LCD1602显示控制 194
三、LCD1602驱动函数 195
四、LCD1602显示示例 198
任务实施 198
一、硬件设计 198
二、软件设计 199
三、Proteus仿真 201
任务三 点阵液晶LCD12864显示应用 202
任务提出 202
任务分析 202
相关知识 203
一、LCD12864液晶显示器简介 203
二、LCD12864引脚功能 204
三、LCD12864主要驱动函数 204
任务实施 209
一、硬件设计 209
二、软件设计 209
三、Proteus仿真 212
思考与练习 213

附录A Keil软件的使用 214
附录B 程序下载 219
附录C Proteus仿真 224
参考文献 229

国家《关于加快发展现代职业教育的决定》明确指出“到2020年，形成适应发展需求、产教深度融合、中职高职衔接、职业教育与普通教育相互沟通，体现终身教育理念，具有中国特色、世界水平的现代职业教育体系”。教育部为此先后制发了《关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》、《高等职业教育创新行动计划》等一系列重要文件，为中高职衔接、现代职教体系建设制定了任务书、时间表和路线图，做出了明确的部署要求。

本书是在四川省教育体制改革试点项目“构建终身教育体系与人才培养立交桥，全面提升职业院校社会服务能力”的引领下，依托“政行企校”深度合作，积极开展应用电子技术专业中高职衔接研究与探索，在试点的基础上组织中职、高职以及企业合作编写的。本书采用知识递进的方式设置项目和任务，用任务驱动教学模式确立知识点和技能点。本书具有如下特点：

（1）各模块由多个任务组成，将单片机的知识与程序设计分解到各个任务之中，由浅入深，循序渐进；

（2）本书采用C语言进行程序设计，并按照任务的需求将C语言知识有机融入各个任务中，由简到繁，可满足未学C语言的学生顺利学习本教材；

（3）本书采用Proteus对所有设计内容进行了仿真测试，同时也介绍电路板实验与程序下载方法；

（4）课程教学内容注重基础性、实用性结合，确保中高职教学衔接，按照国家职业标准，培养职业技能和素质。

全书共有10个项目，项目一、项目二和项目十由四川职业技术学院刘宸编写，项目三、项目四和附录由蓬溪县中等职业技术学校蒋辉编写，项目五和项目六由四川职业技术学院黄世瑜编写，项目七由遂宁市中等职业技术学校龚晓娟编写，项目八由会理现代职业技术学校何进编写，项目九由遂宁市安居高级职业中学范双梅编写。

本书由刘宸、蒋辉担任主编，刘宸负责全书的总体规划和定稿统稿工作；由四川职业技术学院何军教授、南充三环电子公司高级工程师黄飞担任主审。

本书在编写过程中，得到了遂宁市教育局、遂宁市职业技术学校、四川省射洪县职业中专学校、四川省蓬溪县中等职业技术学校、四川省遂宁市安居职业高级中学、四川省大英县中等职业技术学校，以及四川立泰电子科技有限公司、四川柏狮光电有限公司、四川南充三环电子有限公司等教育主管部门、中职学校、电子企业的大力支持，提出了宝贵意见和建议，在此表示诚挚的谢意。同时查阅了大量的文献资料，谨向文献作者表示由衷的感谢。

由于编者水平有限，书中难免有错漏与不足之处，恳请读者批评指正。

编 者