单片机应用技术基础（C语言）（第三版） / 高职高专国家示范性院校课改教材
￥45.00定价
作者： 彭芬
出版时间：2023-08
出版社：西安电子科技大学出版社
- 西安电子科技大学出版社
- 9787560669816
- 3-1
- 514087
- 65246746-5
- 平装
- 16开
- 2023-08
- 414
- 280
- TP368.1
- 自动化技术、计算机技术
- 本科 高职
内容简介
全书共7个项目，分别是流水灯系统设计、智慧交通灯系统仿真设计、人机交互系统设计、可调数字钟设计、PC有线监控器设计、电压检测系统设计和综合设计。每个项目包含2～4个任务，每个任务由任务描述、知识准备、任务实施、任务完成评价、任务拓展与思考等模块组成。其中，任务实施模块充分考虑了单片机工程师职业岗位的工作流程，基本涵盖了任务分析—方案制定—准备—硬件设计—软件设计—调试与运行—技术文档撰写等环节。本书将单片机硬件系统、单片机开发环境、C51程序设计、定时器/计数器、中断系统、人机交互接口、串行口通信技术、A/D转换与D/A转换、存储器扩展、传感器等单片机相关知识有机融入到各项目任务中，项目任务的设置既相对独立又彼此紧密相连，从单一到综合，从简单到复杂，难度循序渐进。通过项目任务的实施，可以帮助读者充分理解单片机应用的开发流程，提升职业素养，习得单片机工程师岗位需要的职业技能。
本书可作为高等职业院校电子信息类、计算机类、机电类专业“单片机技术与应用”等相应课程的教材，也可作为相关行业工程技术人员、社会从业人员的参考书及培训用书。
本书可作为高等职业院校电子信息类、计算机类、机电类专业“单片机技术与应用”等相应课程的教材，也可作为相关行业工程技术人员、社会从业人员的参考书及培训用书。
目录
项目一 流水灯系统设计 1
项目背景 1
学习目标 1
任务1.1 初识单片机 2
任务描述 2
知识准备 2
1.1.1 什么是单片机？ 2
1.1.2 常见的单片机 3
1.1.3 单片机的外形封装 5
1.1.4 51单片机内部结构 6
任务实施 8
任务拓展与思考 8
任务1.2 流水灯硬件电路设计 8
任务描述 8
知识准备 9
1.2.1 单片机的引脚及功能 9
1.2.2 单片机最小系统 11
1.2.3 单片机的并行I/O端口 14
1.2.4 单片机应用系统 18
任务实施 20
一、任务分析与方案制定 20
二、硬件电路原理图设计 20
三、列元器件清单 21
四、撰写硬件电路设计文档 21
任务完成评价 21
任务拓展与思考 22
任务1.3 流水灯控制软件的设计与调试 23
任务描述 23
知识准备 23
1.3.1 C51中的数据类型 23
1.3.2 常量与变量 28
1.3.3 C51中的运算符 29
1.3.4 循环语句 33
任务实施 35
一、任务分析与方案制定 35
二、工作条件准备 35
三、硬件分析 43
四、软件设计 44
五、调试与运行测试 46
六、技术文档撰写 52
任务完成评价 52
任务拓展与思考 53
项目二 智慧交通灯系统仿真设计 54
项目背景 54
学习目标 54
任务2.1 交通灯硬件电路仿真设计 55
任务描述 55
知识准备 55
2.1.1 Proteus简介 55
2.1.2 Proteus使用 56
任务实施 57
一、方案制定 57
二、工作条件准备——安装Proteus 57
三、硬件电路仿真设计与原理图绘制 61
任务完成评价 64
任务拓展与思考 66
任务2.2 交通灯控制软件设计与仿真调试 66
任务描述 66
知识准备 66
2.2.1 switch语句 66
2.2.2 库函数 67
2.2.3 用户自己定义函数 68
2.2.4 程序编写规范要求 72
任务实施 72
一、任务分析与方案制定 72
二、工作条件准备 72
三、硬件分析 73
四、软件设计 73
五、调试与运行测试 77
六、技术文档撰写 79
任务完成评价 80
任务拓展与思考 81
项目三 人机交互系统设计 82
项目背景 82
学习目标 82
任务3.1 LED数码显示系统设计 83
任务描述 83
知识准备 83
3.1.1 数组 83
3.1.2 LED数码管的结构及原理 85
3.1.3 LED数码管的静态和动态显示 86
任务实施 87
一、任务分析与方案制定 87
二、工作条件准备 87
三、硬件原理图设计 87
四、软件设计 88
五、调试与运行测试 92
六、技术文档撰写 94
任务完成评价 94
任务拓展与思考 95
任务3.2 LED点阵显示系统设计 95
任务描述 95
知识准备 96
3.2.1 LED点阵简介 96
3.2.2 LED点阵显示原理 96
3.2.3 74HC595简介 97
任务实施 98
一、任务分析与方案制定 98
二、工作条件准备 98
三、硬件原理图设计 99
四、软件设计 99
五、调试与运行测试 101
六、技术文档撰写 101
任务完成评价 101
任务拓展与思考 103
任务3.3 LCD液晶欢迎牌设计 103
任务描述 103
知识准备 103
3.3.1 LCD1602液晶显示器简介 103
3.3.2 LCD1602的基本操作 104
3.3.3 LCD1602中的存储器 105
3.3.4 LCD1602指令集 107
任务实施 109
一、任务分析与方案制定 109
二、工作条件准备 109
三、硬件原理图设计 109
四、软件设计 110
五、调试与运行测试 114
六、技术文档撰写 114
任务完成评价 114
任务拓展与思考 116
任务3.4 密码锁设计 116
任务描述 116
知识准备 116
3.4.1 常用按键开关 116
3.4.2 机械按键的抖动与去抖 116
3.4.3 矩阵式键盘与识别 117
任务实施 119
一、任务分析与方案制定 119
二、工作条件准备 119
三、硬件原理图设计 119
四、软件设计 120
五、调试与运行测试 124
六、技术文档撰写 125
任务完成评价 125
任务拓展与思考 126
项目四 可调数字钟设计 127
项目背景 127
学习目标 127
任务4.1 嘀嘀报警器设计 128
任务描述 128
知识准备 128
4.1.1 定时/计数器的结构与工作
原理 128
4.1.2 定时/计数器的相关特殊功能
寄存器 129
4.1.3 定时/计数器的工作方式 130
4.1.4 定时/计数器初始化 132
任务实施 133
一、任务分析与方案制定 133
二、工作条件准备 133
三、硬件原理图设计 133
四、软件设计 134
五、调试与运行测试 135
六、技术文档撰写 136
任务完成评价 136
任务拓展与思考 137
任务4.2 可调数字钟设计 137
任务描述 137
知识准备 137
4.2.1 中断系统简介 137
4.2.2 中断系统的结构 138
4.2.3 与中断系统有关的特殊功能
寄存器 139
4.2.4 中断处理过程 141
4.2.5 中断服务函数编写 143
任务实施 143
一、任务分析与方案制定 143
二、工作条件准备 144
三、硬件原理图设计 144
四、软件设计 144
五、调试与运行测试 151
六、技术文档撰写 151
任务完成评价 151
任务拓展与思考 152
项目五 PC有线监控器设计 153
项目背景 153
学习目标 153
任务5.1 两个单片机之间的点对点通信
设计 154
任务描述 154
知识准备 154
5.1.1 串行通信基础 154
5.1.2 51单片机的串行接口 157
任务实施 164
一、任务分析与方案制定 164
二、工作条件准备 164
三、硬件原理图设计 164
四、软件设计 165
五、调试与运行测试 167
六、技术文档撰写 169
任务完成评价 169
任务拓展与思考 171
任务5.2 PC有线监控器设计 171
任务描述 171
知识准备 171
5.2.1 RS-232C串行通信总线 171
5.2.2 USB转串口的应用 174
5.2.3 虚拟串行口 175
任务实施 177
一、任务分析与方案制定 177
二、工作条件准备 177
三、硬件原理图设计 177
四、软件设计 178
五、调试与运行测试 180
六、技术文档撰写 182
任务完成评价 182
任务拓展与思考 184
项目六 电压检测系统设计 185
项目背景 185
学习目标 185
任务6.1 基于I2C串行总线的存储器
读写 186
任务描述 186
知识准备 186
6.1.1 I2C总线简介 186
6.1.2 总线寻址 189
6.1.3 I2C数据传输 190
6.1.4 AT24C02存储器芯片 193
任务实施 194
一、任务分析与方案制定 194
二、工作条件准备 194
三、硬件原理图设计 194
四、软件设计 195
五、调试与运行测试 201
六、技术文档撰写 202
任务完成评价 203
任务拓展与思考 204
任务6.2 电压检测系统设计 204
任务描述 204
知识准备 204
6.2.1 模数与数模转换 204
6.2.2 模数转换芯片PCF8591 205
任务实施 208
一、任务分析与方案制定 208
二、工作条件准备 208
三、硬件原理图设计 208
四、软件设计 209
五、调试与运行测试 219
六、技术文档撰写 221
任务完成评价 221
任务拓展与思考 222
项目七 综合设计 223
项目背景 223
学习目标 223
任务7.1 温度采集系统设计 224
任务描述 224
知识准备 224
7.1.1 DS18B20温度传感器 224
7.1.2 DS18B20信号时序与通信协议 228
7.1.3 多文件模块化程序 232
7.1.4 头文件编写 232
任务实施 233
一、任务分析与方案制定 233
二、工作条件准备 234
三、硬件原理图设计 234
四、软件设计 235
五、调试与运行测试 248
六、撰写技术开发文档 248
任务完成评价 248
任务拓展与思考 250
任务7.2 光伏逐日系统设计 250
任务描述 250
知识准备 250
7.2.1 光传感器模块 250
7.2.2 舵机 252
7.2.3 主控芯片 253
7.2.4 I/O口模式 255
任务实施 256
一、任务分析与方案制定 256
二、工作条件准备 256
三、系统硬件分析 256
四、软件设计 258
五、调试与运行测试 267
六、撰写技术开发文档 267
任务完成评价 267
任务拓展与思考 269
附录 技术文档编写参考格式 270
参考文献 272
项目背景 1
学习目标 1
任务1.1 初识单片机 2
任务描述 2
知识准备 2
1.1.1 什么是单片机？ 2
1.1.2 常见的单片机 3
1.1.3 单片机的外形封装 5
1.1.4 51单片机内部结构 6
任务实施 8
任务拓展与思考 8
任务1.2 流水灯硬件电路设计 8
任务描述 8
知识准备 9
1.2.1 单片机的引脚及功能 9
1.2.2 单片机最小系统 11
1.2.3 单片机的并行I/O端口 14
1.2.4 单片机应用系统 18
任务实施 20
一、任务分析与方案制定 20
二、硬件电路原理图设计 20
三、列元器件清单 21
四、撰写硬件电路设计文档 21
任务完成评价 21
任务拓展与思考 22
任务1.3 流水灯控制软件的设计与调试 23
任务描述 23
知识准备 23
1.3.1 C51中的数据类型 23
1.3.2 常量与变量 28
1.3.3 C51中的运算符 29
1.3.4 循环语句 33
任务实施 35
一、任务分析与方案制定 35
二、工作条件准备 35
三、硬件分析 43
四、软件设计 44
五、调试与运行测试 46
六、技术文档撰写 52
任务完成评价 52
任务拓展与思考 53
项目二 智慧交通灯系统仿真设计 54
项目背景 54
学习目标 54
任务2.1 交通灯硬件电路仿真设计 55
任务描述 55
知识准备 55
2.1.1 Proteus简介 55
2.1.2 Proteus使用 56
任务实施 57
一、方案制定 57
二、工作条件准备——安装Proteus 57
三、硬件电路仿真设计与原理图绘制 61
任务完成评价 64
任务拓展与思考 66
任务2.2 交通灯控制软件设计与仿真调试 66
任务描述 66
知识准备 66
2.2.1 switch语句 66
2.2.2 库函数 67
2.2.3 用户自己定义函数 68
2.2.4 程序编写规范要求 72
任务实施 72
一、任务分析与方案制定 72
二、工作条件准备 72
三、硬件分析 73
四、软件设计 73
五、调试与运行测试 77
六、技术文档撰写 79
任务完成评价 80
任务拓展与思考 81
项目三 人机交互系统设计 82
项目背景 82
学习目标 82
任务3.1 LED数码显示系统设计 83
任务描述 83
知识准备 83
3.1.1 数组 83
3.1.2 LED数码管的结构及原理 85
3.1.3 LED数码管的静态和动态显示 86
任务实施 87
一、任务分析与方案制定 87
二、工作条件准备 87
三、硬件原理图设计 87
四、软件设计 88
五、调试与运行测试 92
六、技术文档撰写 94
任务完成评价 94
任务拓展与思考 95
任务3.2 LED点阵显示系统设计 95
任务描述 95
知识准备 96
3.2.1 LED点阵简介 96
3.2.2 LED点阵显示原理 96
3.2.3 74HC595简介 97
任务实施 98
一、任务分析与方案制定 98
二、工作条件准备 98
三、硬件原理图设计 99
四、软件设计 99
五、调试与运行测试 101
六、技术文档撰写 101
任务完成评价 101
任务拓展与思考 103
任务3.3 LCD液晶欢迎牌设计 103
任务描述 103
知识准备 103
3.3.1 LCD1602液晶显示器简介 103
3.3.2 LCD1602的基本操作 104
3.3.3 LCD1602中的存储器 105
3.3.4 LCD1602指令集 107
任务实施 109
一、任务分析与方案制定 109
二、工作条件准备 109
三、硬件原理图设计 109
四、软件设计 110
五、调试与运行测试 114
六、技术文档撰写 114
任务完成评价 114
任务拓展与思考 116
任务3.4 密码锁设计 116
任务描述 116
知识准备 116
3.4.1 常用按键开关 116
3.4.2 机械按键的抖动与去抖 116
3.4.3 矩阵式键盘与识别 117
任务实施 119
一、任务分析与方案制定 119
二、工作条件准备 119
三、硬件原理图设计 119
四、软件设计 120
五、调试与运行测试 124
六、技术文档撰写 125
任务完成评价 125
任务拓展与思考 126
项目四 可调数字钟设计 127
项目背景 127
学习目标 127
任务4.1 嘀嘀报警器设计 128
任务描述 128
知识准备 128
4.1.1 定时/计数器的结构与工作
原理 128
4.1.2 定时/计数器的相关特殊功能
寄存器 129
4.1.3 定时/计数器的工作方式 130
4.1.4 定时/计数器初始化 132
任务实施 133
一、任务分析与方案制定 133
二、工作条件准备 133
三、硬件原理图设计 133
四、软件设计 134
五、调试与运行测试 135
六、技术文档撰写 136
任务完成评价 136
任务拓展与思考 137
任务4.2 可调数字钟设计 137
任务描述 137
知识准备 137
4.2.1 中断系统简介 137
4.2.2 中断系统的结构 138
4.2.3 与中断系统有关的特殊功能
寄存器 139
4.2.4 中断处理过程 141
4.2.5 中断服务函数编写 143
任务实施 143
一、任务分析与方案制定 143
二、工作条件准备 144
三、硬件原理图设计 144
四、软件设计 144
五、调试与运行测试 151
六、技术文档撰写 151
任务完成评价 151
任务拓展与思考 152
项目五 PC有线监控器设计 153
项目背景 153
学习目标 153
任务5.1 两个单片机之间的点对点通信
设计 154
任务描述 154
知识准备 154
5.1.1 串行通信基础 154
5.1.2 51单片机的串行接口 157
任务实施 164
一、任务分析与方案制定 164
二、工作条件准备 164
三、硬件原理图设计 164
四、软件设计 165
五、调试与运行测试 167
六、技术文档撰写 169
任务完成评价 169
任务拓展与思考 171
任务5.2 PC有线监控器设计 171
任务描述 171
知识准备 171
5.2.1 RS-232C串行通信总线 171
5.2.2 USB转串口的应用 174
5.2.3 虚拟串行口 175
任务实施 177
一、任务分析与方案制定 177
二、工作条件准备 177
三、硬件原理图设计 177
四、软件设计 178
五、调试与运行测试 180
六、技术文档撰写 182
任务完成评价 182
任务拓展与思考 184
项目六 电压检测系统设计 185
项目背景 185
学习目标 185
任务6.1 基于I2C串行总线的存储器
读写 186
任务描述 186
知识准备 186
6.1.1 I2C总线简介 186
6.1.2 总线寻址 189
6.1.3 I2C数据传输 190
6.1.4 AT24C02存储器芯片 193
任务实施 194
一、任务分析与方案制定 194
二、工作条件准备 194
三、硬件原理图设计 194
四、软件设计 195
五、调试与运行测试 201
六、技术文档撰写 202
任务完成评价 203
任务拓展与思考 204
任务6.2 电压检测系统设计 204
任务描述 204
知识准备 204
6.2.1 模数与数模转换 204
6.2.2 模数转换芯片PCF8591 205
任务实施 208
一、任务分析与方案制定 208
二、工作条件准备 208
三、硬件原理图设计 208
四、软件设计 209
五、调试与运行测试 219
六、技术文档撰写 221
任务完成评价 221
任务拓展与思考 222
项目七 综合设计 223
项目背景 223
学习目标 223
任务7.1 温度采集系统设计 224
任务描述 224
知识准备 224
7.1.1 DS18B20温度传感器 224
7.1.2 DS18B20信号时序与通信协议 228
7.1.3 多文件模块化程序 232
7.1.4 头文件编写 232
任务实施 233
一、任务分析与方案制定 233
二、工作条件准备 234
三、硬件原理图设计 234
四、软件设计 235
五、调试与运行测试 248
六、撰写技术开发文档 248
任务完成评价 248
任务拓展与思考 250
任务7.2 光伏逐日系统设计 250
任务描述 250
知识准备 250
7.2.1 光传感器模块 250
7.2.2 舵机 252
7.2.3 主控芯片 253
7.2.4 I/O口模式 255
任务实施 256
一、任务分析与方案制定 256
二、工作条件准备 256
三、系统硬件分析 256
四、软件设计 258
五、调试与运行测试 267
六、撰写技术开发文档 267
任务完成评价 267
任务拓展与思考 269
附录 技术文档编写参考格式 270
参考文献 272
