《高等職業教育教學改革系列規劃教材:單片機及接口技術項目教程》以MCS-51系列單片機實際應用為主線,采用項目驅動法編寫,以理論為基礎,以注重實踐為原則,采用C語言編程。講解通俗易懂、條理清楚,程序編寫思路簡潔清晰,學生易于理解。在訓練項目的選取上,采用獨立模塊設計,項目內容盡可能地選擇了目前實際工程中常用的新技術、新器件,既力求實例豐富,又強調實用性、針對性和可操作性。書中對軟件的安裝與使用部分采用適量圖片進行說明,以幫助讀者更好地理解知識及過程,加深印象。通過該書,讀者可在學習過程中自行完成多個綜合訓練項目的設計與制作,達到學以致用的效果。
《高等職業教育教學改革系列規劃教材:單片機及接口技術項目教程》共8個項目:認識單片機、單片機最小系統與I/O接口應用、單片機中斷系統與定時器/計數器應用、LED點陣與LCD液晶顯示接口技術、鍵盤接口技術、A/D與D/A轉換接口技術、串行通信接口技術、單片機應用系統設計。
《高等職業教育教學改革系列規劃教材:單片機及接口技術項目教程》可作為高職高專院校電氣自動化、應用電子技術、機電一體化及相關專業的教材,也可供單片機初學者、電子愛好者及職業高中等相關專業師生學習和實踐參考。
本書根據教育部高等職業院校的教學與教改指導思想進行編寫,適用于培養應用型人才院校的電氣自動化、應用電子技術、機電一體化及相關專業的學生。
本書以理論為基礎,以注重實踐為原則,是編者多年來單片機課程教學改革的成果與經驗總結。書中精選對學生后期的職業發展有益的專業知識和實用技巧,從實際應用出發,突出培養學生運用所學知識和技能解決實際問題的綜合應用能力,為其今后的職業生涯打下良好的基礎。本書具有以下幾個特色。
1.按學習情境重構課程內容,用訓練項目組織單元教學
本書分為8個學習情境,包括22個訓練項目,以設計制作多個電子小產品的形式,講解單片機應用系統的基礎知識、開發過程、設計方法和基本技能。全書按學習情境編排,每個學習情境就是一個學習項目,每個學習項目包括若干個訓練項目,按照先簡要敘述理論知識、再介紹訓練項目仿真及制作的形式展開論述。每個訓練項目實際上是完成設計制作中的一個小任務,單片機應用系統設計所需要的專業知識和基本技能穿插在各個任務完成的過程中,每個訓練項目只講解完成本任務所需要的基本知識、基本方法和基本技能,從而將知識化整為零,降低了學習的難度。
2.融“教、學、做”于一體,突出教材的基礎性、實踐性、科學性和先進性
書中每個訓練項目都是按以下方式組織編排的:目的→任務→任務引導→硬件電路設計→軟件設計→功能仿真→實物制作。其中,任務是對功能的要求,后續的各部分都是圍繞任務的實現而展開的;任務引導部分主要供讀者在完成任務時有一個整體設計思路,也是本任務完成后所要掌握的基本知識;硬件電路設計、軟件設計和功能仿真是實踐時必須親手做的事情;實物制作可根據實際情況選做。每個訓練項目中都穿插了相關方法、技能和技巧的介紹。本書融“教、學、做”于一體,突出了基礎性、實踐性、科學性和先進性,讀者能在完成訓練任務的過程中水到渠成地學會單片機應用技術。
3.強化對工程上的實用方法的介紹,突出教材的實用性和實效性
書中的內容來源于實際產品,無論是器件的選型,還是電路的設計及程序的編寫,都反映了工程上的實際需求。書中全部代碼采用現在市場上普遍使用的C語言編寫,突出了教材的實用性和實效性。
4.注重新舊知識的銜接
本書通過數字芯片3個典型實例引出單片機的用途,將新舊知識有機結合,直觀實用,拓寬了讀者的眼界,使讀者對單片機產生濃厚的興趣,增強學習的主動性。
5.提供配套的仿真和實訓平臺,避免教材與實訓環節相互脫節
單片機及接口技術是一門實踐性非常強的課程,必須加強實踐環節的訓練。因此,我們將51單片機仿真板和Proteus仿真軟件引入教學內容,每個訓練項目都實現了仿真,同時研制并推出了第一代和第二代單片機學習板以供教學和實訓用。該學習板與本書訓練項目配套,避免了以往出現的教材與實際應用相互脫節的問題,真正做到課堂內外相互統一。
6.提供了立體化教學資源,便于教師備課和讀者自學
本書有配套的立體化教學資源庫,包括教學大綱、教學計劃、教學視頻、仿真錄像、教學課件、源程序、電子教案等,請有需要的教師登錄華信教育資源網免費注冊后進行下載,如有問題請在網站留言或與電子工業出版社聯系。
本書由李建蘭任主編,顧捷、殷海雙任副主編,項目1~6由李建蘭編寫,項目7~8由殷海雙編寫,附錄A~F由顧捷編寫,全書由李建蘭統稿,邵建龍主審。
我們希望這本以MCS-51系列單片機實際應用為主線的教材能對讀者學習單片機及接口技術有所幫助。由于編者水平有限,書中難免會有錯誤和不妥之處,懇請廣大讀者批評指正。
編者
項目1 認識單片機
1.1 學習情境
1.2 什么是單片機
1.3 單片機能做什么
1.4 單片機特點
1.5 單片機應用
1.6 單片機開發軟件
項目2 單片機最小系統與I/O接口應用
2.1 學習情境
2.2 MCS-51單片機主要性能
2.3 MCS-51單片機內部結構
2.3.1 單片機內部結構
2.3.2 單片機信號引腳
2.3.3 單片機時鐘電路
2.3.4 單片機復位電路
2.4 MCS-51單片機存儲器結構
2.4.1 程序存儲器
2.4.2 數據存儲器
2.5 MCS-51單片機I/O接口
2.6 MCS-51單片機最小系統
2.7 訓練項目
2.7.1 點亮LED發光二極管
2.7.2 單燈閃爍
2.7.3 流水燈控制
2.7.4 蜂鳴器控制
2.7.5 繼電器控制
2.8 小結
2.9 練習題
項目3 單片機中斷系統與定時器/計數器應用
3.1 學習情境
3.2 MCS-51單片機中斷系統
3.2.1 中斷源
3.2.2 與中斷有關的特殊功能寄存器
3.2.3 中斷服務函數的寫法
3.3 MCS-51單片機定時器/計數器
3.3.1 定時器/計數器內部結構
3.3.2 與定時器/計數器有關的特殊功能寄存器
3.3.3 定時器/計數器工作方式
3.3.4 定時器/計數器初始化
3.3.5 定時器/計數器典型應用
3.4 LED數碼管顯示
3.4.1 LED數碼管內部結構
3.4.2 LED數碼管工作原理
3.4.3 LED數碼管顯示方式
3.4.4 LED數碼管顯示編程
3.5 訓練項目
3.5.1 單個數碼管顯示——靜態顯示應用
3.5.2 簡易秒表
3.5.3 多個數碼管顯示——動態顯示應用
3.5.4 簡易電子時鐘
3.5.5 模擬交通燈控制
3.6 小結
3.7 練習題
項目4 LED點陣與LCD液晶顯示接口技術
4.1 學習情境
4.2 LED點陣顯示
4.2.1 LED點陣顯示結構
4.2.2 LED點陣工作原理
4.3 LCD 1602液晶顯示
4.3.1 LCD 1602液晶顯示結構
4.3.2 LCD 1602液晶顯示工作原理
4.3.3 LCD 1602液晶顯示接口電路
4.4 訓練項目
4.4.1 8×8 LED點陣屏顯示
4.4.2 16×16 LED點陣屏顯示
4.4.3 LCD 1602液晶屏顯示
4.4.4 LCD 1602液晶屏滾動顯示
4.5 小結
4.6 練習題
項目5 鍵盤接口技術
5.1 學習情境
5.2 鍵盤
5.2.1 獨立式鍵盤
5.2.2 矩陣式鍵盤
5.3 訓練項目
5.3.1 簡易數字調節器
5.3.2 一鍵多功能控制
5.3.3 矩陣式鍵盤操作
5.4 小結
5.5 練習題
項目6 A/D與D/A轉換接口技術
6.1 學習情境
6.2 D/A轉換器接口
6.2.1 D/A轉換器
6.2.2 DAC0832接口芯片
6.3 A/D轉換器接口
6.3.1 A/D轉換器
6.3.2 ADC0809接口芯片
6.4 訓練項目
6.4.1 簡易波形發生器
6.4.2 簡易數字電壓表
6.5 小結
6.6 練習題
項目7 串行通信接口技術
7.1 學習情境
7.2 串行通信
7.2.1 串行通信方式
7.2.2 字符幀和波特率
7.3 MCS-51單片機串行口
7.3.1 串行口內部結構
7.3.2 串行口工作原理
7.3.3 與串行口有關的特殊功能寄存器
7.3.4 串行口工作方式
7.3.5 串行口初始化
7.4 訓練項目
7.4.1 雙機通信
7.4.2 單片機與PC通信
7.5 小結
7.6 練習題
項目8 單片機應用系統設計
8.1 學習情境
8.2 DS1302日歷時鐘芯片
8.3 DS18B20數字溫度傳感器
8.4 綜合訓練項目——數字萬年歷的設計與制作
8.4.1 設計要求
8.4.2 方案論證
8.4.3 硬件設計
8.4.4 軟件設計
8.4.5 軟硬件聯調
8.5 小結
8.6 練習題
附錄A C語言常用語法提要
附錄B C51的庫函數
B.1 寄存器庫函數REG×××.H
B.2 字符函數CTYPE.H
B.3 一般輸入/輸出函數STDIO.H
B.4 內部函數INTRINS.H
B.5 標準函數STDLI8.H
B.6 字符串函數STRING.H
B.7 數學函數MATH.H
B.8 絕對地址訪問函數A8SACC.H
附錄C Proteus仿真軟件
附錄D STC單片機燒錄軟件
附錄E 串口調試助手使用
附錄F 常用芯片引腳圖