正版 单片机应用技术 张文灼,胡雪花 机械工业出版社 97871117099

前言1

项目1 用单片机控制1只闪烁灯1

学习任务1.1 初识单片机2

1.1.1 单片机属于一种微型计算机2

1.1.2 单片机与普通微型计算机的区别2

1.1.3 丰富的单片机应用形式4

实训任务1 观察单片机外观与辨认引脚序号5

学习任务1.2 了解单片机的应用与发展6

1.2.1 单片机广泛的应用领域6

1.2.2 单片机独特的性能7

1.2.3 单片机的多元发展趋势8

学习任务1.3 分析单片机的组成结构8

1.3.1 中央处理单元——CPU9

1.3.2 公共信息传输通道——系统总线9

1.3.3 存放程序与数据的介质——存储器10

1.3.4 输入与输出的通道——I/O接口12

1.3.5 记录时长与数量——定时/计数器12

学习任务1.4 分析单片机的工作过程13

学习任务1.5 探究单片机的主要品种系列13

1.5.1 了解单片机的分类13

1.5.2 认识影响深远的MCS-51系列单片机13

1.5.3 熟知应用广泛的89系列单片机14

1.5.4 了解STC系列新型增强8051单片机16

学习任务1.6 掌握单片机应用系统的开发流程16

1.6.1 理解单片机的程序设计语言17

1.6.2 理解单片机开发系统（仿真机）18

1.6.3 熟知单片机常用开发方法18

学习任务1.7 学习使用单片机编程与仿真软件21

1.7.1 使用单片机Keil C51软件进行编程21

1.7.2 学习PROTEUS电路分析与仿真软件操作24

实训任务2 用单片机控制1只闪烁灯29

学习任务1.8 学习数制与码制知识34

1.8.1 常用的进位计数制34

1.8.2 不同数制间如何相互转换35

1.8.3 单片机内部的数据如何表示37

1.8.4 丰富的数据信息如何表示与传输40

项目小结错误！未定义书签。

能力训练与提升40

项目2 用单片机模拟按键开关灯42

学习任务2.1 探究单片机硬件结构43

2.1.1 分析89C51单片机内部组成43

2.1.2 学习89C51单片机芯片引脚功能43

学习任务2.2 掌握单片机的时钟与复位电路功能45

2.2.1 什么是时钟电路45

2.2.2 何为复位电路47

实训任务3 构建单片机小应用系统48

学习任务2.3 掌握单片机I/O端口功能50

2.3.1 并行I/O端口功能50

2.3.2 并行I/O端口结构50

2.3.3 并行I/O端口操作51

2.3.4 端口负载能力53

实训任务4 端口输入/输出控制——模拟按键开关灯53

学习任务2.4 分析单片机存储器结构55

2.4.1 程序存储器ROM55

2.4.2 数据存储器RAM56

学习任务2.5 掌握单片机的工作方式61

2.5.1 程序连续执行方式61

2.5.2 程序单步执行方式61

2.5.3 低功耗操工作方式61

项目小结错误！未定义书签。

能力训练与提升62

项目3 用C51语言编写单片机程序64

学习任务3.1 初识C51语言65

3.1.1 理解C51语言与C语言的关系65

3.1.2 掌握C51程序的基本构成65

学习任务3.2 掌握常用的C51的数据结构66

3.2.1 理解C51的数据类型66

3.2.2 掌握C51的常量与变量67

3.2.3 掌握C51数据的存储类型68

3.2.4 用C51定义SFR字节和位单元69

3.2.5 用C51定义并行口70

学习任务3.3 掌握C51运算符、表达式及其规则70

3.3.1 算术运算符及其表达式70

3.3.2 关系运算符、表达式70

3.3.3 逻辑运算符71

3.3.4 C51位操作符及其表达式71

3.3.5 自增减及复合运算符71

学习任务3.4 用C51的函数完成模块化编程及调用71

3.4.1 C51函数有何分类72

3.4.2 如何定义C51函数72

3.4.3 何为函数的参数值和函数值73

3.4.4 如何定义中断服务函数74

3.4.5 函数如何调用75

学习任务3.5 掌握程序设计结构77

3.5.1 如何设计顺序结构程序77

3.5.2 如何设计选择结构程序77

3.5.3 如何设计循环结构程序80

学习任务3.6 C51语言编程实例84

3.6.1 简单C51程序设计84

3.6.2 用C51编写键盘扫描程序85

3.6.3 C51与汇编语言的混合编程87

学习任务3.7 使用C51编译器——Keil C51编程92

实训任务5 模拟简单的盗贼报警系统92

学习任务3.8 拓展学习——C51数组变量错误！未定义书签。

3.8.1 何为一维数组错误！未定义书签。

3.8.2 何为二维数组错误！未定义书签。

项目小结94

能力训练与提升94

项目4 用汇编语言编写89C51单片机程序96

学习任务4.1 预备知识97

4.1.1 掌握指令编写格式97

4.1.2 理解MCS-51单片机指令系统98

4.1.3 理解指令说明常用的约定符号98

学习任务4.2 理解单片机的寻址方式错误！未定义书签。

4.2.1 何为立即数寻址错误！未定义书签。

4.2.2 何为寄存器寻址错误！未定义书签。

4.2.3 何为直接寻址错误！未定义书签。

4.2.4 何为寄存器间接寻址错误！未定义书签。

4.2.5 何为基址+变址寻址错误！未定义书签。

4.2.6 何为相对寻址错误！未定义书签。

4.2.7 何为位寻址错误！未定义书签。

学习任务4.3 分类学习单片机汇编指令的运用99

4.3.1 数据传送类指令的运用99

4.3.2 数据交换指令的运用104

4.3.3 算术运算类指令的运用105

4.3.4 逻辑运算类指令的运用109

4.3.5 控制转移类指令的运用110

4.3.6 位操作类指令的运用115

4.3.7 伪指令的运用118

实训任务6 顺序彩灯的控制119

学习任务4.4 掌握典型的汇编程序结构及编写步骤123

学习任务4.5 掌握顺序结构程序设计规范124

学习任务4.6 掌握分支结构程序设计规范125

实训任务7 多状态闪烁灯控制128

学习任务4.7 掌握循环结构程序设计规范131

学习任务4.8 掌握子程序设计及调用规范134

实训任务8 简单交通信号灯模拟控制137

项目小结错误！未定义书签。

能力训练与提升139

项目5 中断系统与定时/计数器的应用144

学习任务5.1 掌握单片机的中断控制145

5.1.1 分析中断及其处理过程145

5.1.2 探究89C51单片机的中断系统146

5.1.3 设定中断系统特殊功能寄存器148

5.1.4 响应的单片机中断152

5.1.5 编制中断程序153

实训任务9 外部中断触发编程训练154

实训任务10 模拟三相交流电的电路故障检测156

学习任务5.2 运用定时/计数器完成定时或计数159

5.2.1 探究定时/计数器的结构与特性159

5.2.2 设置定时/计数器的功能160

5.2.3 精准控制定时/计数器160

5.2.4 设置定时/计数器的工作方式162

5.2.5 定时/计数器如何初始化165

实训任务11 复杂交通信号灯模拟控制166

实训任务12 用单片机定时器控制报警声系统172

项目小结错误！未定义书签。

能力训练与提升176

项目6 利用串行通信技术实现89C51双机通信178

学习任务6.1 认识串行通信179

6.1.1 何为串行与并行通信179

6.1.2 串行通信中的异步和同步通信有何不同179

6.1.3 串行通信有何种数据传输方式180

6.1.4 何为数据传输的波特率181

6.1.5 串行通信中的数据如何校验181

学习任务6.2 串行通信采用何种总线标准181

学习任务6.3 89C51的串行口有何种结构和工作特性185

学习任务6.4 89C51单片机串行口有哪4种工作方式187

6.4.1 方式0的运用187

6.4.2 方式1的运用188

6.4.3 方式2的运用190

6.4.4 方式3的运用190

6.4.5 89C51串行口的波特率如何设定190

实训任务13 89C51单片机双机通信192

项目小结错误！未定义书签。

能力训练与提升195

项目7 扩展89C51单片机的系统接口196

学习任务7.1 扩展89C51单片机系统外部设备197

7.1.1 扩展89C51单片机的片外总线197

7.1.2 连接89C51单片机外部三总线198

7.1.3 计算89C51单片机的外扩能力198

7.1.4 连接地址锁存器199

学习任务7.2 扩展89C51单片机外部存储器201

学习任务7.3 扩展并行I/O口202

7.3.1 并行I/O口扩展采用何种方法202

7.3.2 扩展简单并行I/O口202

7.3.3 采用8255A扩展并行I/O口204

7.3.4 采用8155/8156扩展并行I/O口208

实训任务14 8键控制8灯亮灭——8255A并行I/O口应用214

学习任务7.4 外接键盘及其接口电路216

7.4.1 按键的识别216

7.4.2 连接独立式按键216

7.4.3 外接矩阵键盘217

学习任务7.5 外接显示器及其接口电路223

7.5.1 LED显示器如何工作223

7.5.2 LED点阵大屏幕如何显示226

实训任务15 8位字符的LED动态显示230

实训任务16 8×8点阵“心形”图形显示屏的控制233

学习任务7.6 外接D/A转换接口236

7.6.1 何为D/A转换236

7.6.2 应用典型的D/A转换器DAC0832237

实训任务17 基于DAC0832的灯循环渐变控制240

学习任务7.7 外接A/D转换接口243

7.7.1 典型的A/D转换器芯片ADC0809如何使用243

7.7.2 掌握ADC0809与89C51的连接245

7.7.3 串行A/D转换器MAX187如何使用246

实训任务18 利用ADC0809检测输入端电压248

学习任务7.8 外接光电隔离及继电器接口251

7.8.1 外接晶体管输出型光电耦合器251

7.8.2 外接晶闸管输出型光电耦合器251

7.8.3 外接继电器接口252

7.8.4 外接接近开关253

项目小结错误！未定义书签。

能力训练与提升254

项目8 开发单片机综合应用实例256

学习任务8.1 掌握单片机应用系统设计的流程256

8.1.1 总体设计包括什么内容256

8.1.2 硬件设计注意事项257

8.1.3 单片机系统资源如何分配260

8.1.4 软件设计260

8.1.5 软件仿真261

8.2综合开发实例1 设计数码管数字时钟262

8.2.1 系统设计要求262

8.2.2 系统硬件电路的设计262

8.2.3 系统软件的设计262

8.3综合开发实例2 单片机控制两坐标步进电机271

8.3.1 步进电机常识271

8.3.2 系统设计要求272

8.3.3 硬件设计方案273

8.3.4 软件设计274

8.3.5 系统设计特点285

8.4综合开发实例3 用单片机自动控制水塔水位285

8.4.1 系统设计要求285

8.4.2 系统硬件设计286

8.4.3 系统软件设计287

8.4.4 系统设计小结290

项目小结290

能力训练与提升290

附 录291

附录A ASCII表（美国标准信息交换码）291

附录B MCS-51系列单片机分类指令表291

1．数据传送指令291

2．位操作指令292

3．逻辑操作指令293

4．控制转移类指令294

5．算术操作类指令294

附录C 能力训练与提升参考答案295

附录D 对学习单片机技术的几点建议296

参考文献298

本书以MCS-51系列单片机的AT89C51为例，通过8个项目，深入浅出地介绍了单片机基础知识、硬件结构和基本原理、C51语言程序设计入门、汇编语言程序设计、中断系统与定时/计数器、串行通信、系统扩展与接口应用以及单片机应用系统设计。开发语言兼具C51语言与汇编语言，适用多种读者需求。本书依托国家“双高计划”高水平学校电气自动化技术高水平专业群建设成果编写，是编者长期从事单片机教学的结晶。本书特色为教师、学生“双轻松”——易教、易学。体现在：(1)专门针对高职学生特点编排，以项目为导向，叙述精炼，知识条目化、“浅显化”，图文并茂，融抽象理论于大量的简单但典型的实例中；(2)简单易懂、操作性强，项目驱动、任务导向，全书以8个项目引导，由18个实训任务(实践)和3个综合开发用实例驱动，步骤完整、详细，易于操作，任何学校甚至自学者都有条件完成，教、学、做从编排上轻松体现；(3)便于学习、易于授课，配有丰富的教学视频，以二维码形式插入书中，含教学视频、动画、源代码、PPT课件、PDF拓展文本，并提供WORD教案、教学指南、教学素材，书末附训练题参考答案，便于学生自我评价与课程与考核。