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项目1 发光二极管闪烁控制系统设计与制作1

1.1 任务1：认识单片机1

1.1.1 单片机是什么样子1

1.1.2 单片机的应用领域2

1.1.3 MCS-51系列单片机2

1.2 任务2：让单片机动起来3

1.2.1 如何使用单片机3

1.2.2 Keil μVision软件的使用3

1.2.3 PROTEUS软件的使用7

1.2.4 单片机最小系统11

1.2.5 发光二极管闪烁控制系统设计与制作12

1.3 任务3：从外到内观察单片机14

1.3.1 单片机的信号引脚14

1.3.2 单片机的内部结构16

1.3.3 单片机的并行端口18

1.3.4 单片机的时钟与复位电路20

1.4 任务4：认识单片机的存储器组织23

1.4.1 初识单片机的存储器23

1.4.2 单片机的程序存储器23

1.4.3 单片机的数据存储器24

1.4.4 单片机的特殊功能寄存器26

总结与思考28

习题128

项目2 LED电子彩灯的设计与制作29

2.1 任务1：认识单片机的语言29

2.1.1 单片机使用的语言29

2.1.2 认识单片机的汇编语言30

2.1.3 汇编语言的指令格式与寻址方式30

2.1.4 数据传送指令36

2.1.5 算术运算指令40

2.1.6 逻辑运算指令44

2.1.7 控制转移指令47

2.1.8 位操作指令50

2.1.9 伪指令52

2.2 任务2：汇编语言程序设计技巧55

2.2.1 顺序结构55

2.2.2 分支结构55

2.2.3 循环结构58

2.2.4 子程序结构61

2.2.5 汇编语言主程序的完整结构63

2.3 任务3：LED电子彩灯的设计与制作64

2.3.1 循环点亮LED64

2.3.2 硬件电路与软件程序设计64

2.3.3 仿真和实物制作66

2.3.4 电路制作66

2.4 如何将程序“装入”单片机68

2.4.1 利用编程器将程序写入单片机68

2.4.2 利用下载线将程序写入单片机69

总结与思考70

习题271

项目3 简易秒表的设计与制作73

3.1 任务1：认识单片机的中断系统73

3.1.1 单片机中断的魅力73

3.1.2 单片机中断的应用79

3.2 任务2：认识单片机的定时器／计数器83

3.2.1 单片机的定时器／计数器83

3.2.2 定时器／计数器的工作方式85

3.3 任务3：利用单片机输出方波88

3.3.1 简易方波发生器的设计88

3.3.2 调试与仿真运行90

3.4 任务4：简易计时器的设计91

3.4.1 认识LED数码管91

3.4.2 数码管的型号及识别92

3.4.3 数码管的字形编码与显示方式93

3.4.4 60s计时器的设计96

3.4.5 调试与仿真运行99

3.5 任务5：简易秒表的设计与制作99

3.5.1 硬件电路设计与软件程序设计99

3.5.2 调试与仿真运行102

3.5.3 电路制作102

3.5.4 电路调试104

3.5.5 程序烧写105

总结与思考106

习题3106

项目4 单片机的C51语言基础107

4.1 任务1：认识单片机的C语言107

4.1.1 C51程序开发概述107

4.1.2 C51程序结构108

4.2 任务2：认识C51的数据类型109

4.2.1 C51的标识符和关键字109

4.2.2 数据与数据类型111

4.2.3 C51数据的存储类型112

4.2.4 80C51硬件结构的C51定义113

4.3 C51的运算符、表达式及其规则115

4.3.1 算术运算符和算术表达式115

4.3.2 关系运算符、关系表达式及优先级116

4.3.3 逻辑运算符和逻辑表达式及优先级117

4.3.4 C51位操作及其表达式118

4.3.5 运算符的优先级119

4.4 C51流程控制语句120

4.4.1 C51的顺序结构120

4.4.2 C51的选择结构120

4.4.3 C51的循环结构122

4.5 C51的数组123

4.5.1 一维数组123

4.5.2 二维数组124

4.5.3 字符数组125

4.5.4 查表125

4.6 指针126

4.6.1 指针的基本概念126

4.6.2 指针变量的使用127

4.6.3 数组指针和指向数组的指针变量128

4.6.4 指向多维数组的指针和指针变量130

4.6.5 关于Keil C51的指针类型131

4.6.6 避免使用浮点指针133

4.7 C51的函数134

4.7.1 函数的分类134

4.7.2 函数的参数传递和函数值136

4.7.3 函数的调用137

4.7.4 C51函数的定义138

4.8 任务3：C51与汇编语言的混合编程实例139

4.8.1 C51中调用汇编程序140

4.8.2 在C51中嵌入汇编代码142

4.9 任务4：简易密码锁设计145

4.9.1 键盘工作原理145

4.9.2 独立式按键147

4.9.3 矩阵式按键147

4.9.4 矩阵键盘密码锁设计149

4.9.5 程序分析152

4.9.6 调试与仿真运行152

4.10 任务5：LED点阵显示屏的设计153

4.10.1 认识LED点阵模块153

4.10.2 硬件电路与软件程序设计155

4.10.3 调试与仿真运行157

4.10.4 电路制作157

总结与思考158

习题4159

项目5 单片机的并行扩展161

5.1 并行扩展三总线的产生161

5.1.1 片外三总线结构162

5.1.2 系统扩展的实现162

5.2 程序存储器的扩展163

5.2.1 存储器的连接163

5.2.2 扩展存储器概述164

5.2.3 扩充存储器容量165

5.2.4 存储器扩展的编址技术165

5.2.5 EEPROM的扩展166

5.2.6 8031单片机外接EEPROM168

5.3 数据存储器的扩展168

5.3.1 数据存储器芯片168

5.3.2 访问片外RAM的操作时序169

5.3.3 89C51扩展2kB RAM171

5.3.4 多片存储器芯片的扩展172

5.4 简单I/O口的扩展174

5.4.1 I/O口的直接输入输出174

5.4.2 简单I/O口的扩展方法177

5.5 扩展可编程I/O口8255A180

5.5.1 8255A可编程外围并行接口的结构180

5.5.2 8255A应用实例186

总结与思考190

习题5191

项目6 单片机的串行口及其应用192

6.1 任务1：认识串行通信与串行口192

6.1.1 串行通信的概念192

6.1.2 串行通信的接口195

6.1.3 单片机串行口的结构与控制寄存器200

6.1.4 单片机串行口的工作方式202

6.1.5 串行口的波特率204

6.2 任务2：单片机的双机通信206

6.2.1 硬件电路与软件程序设计206

6.2.2 调试与仿真运行210

6.3 任务3：单片机与PC串行通信211

6.3.1 任务与计划211

6.3.2 硬件电路与软件程序设计211

6.3.3 调试与仿真运行215

6.4 任务4：远程控制交通灯的设计217

6.4.1 任务要求217

6.4.2 电路及元器件218

6.4.3 程序设计219

6.4.4 Proteus仿真运行226

6.4.5 任务小结229

总结与思考229

习题6229

项目7 信号发生器与数字电压表的设计231

7.1 任务1：简易波形信号发生器的设计231

7.1.1 认识D/A转换器芯片DAC0832232

7.1.2 硬件电路与软件程序设计237

7.1.3 调试与仿真运行239

7.2 任务2：数字电压表的设计240

7.2.1 认识A/D转换器芯片ADC0808/0809240

7.2.2 硬件电路与软件程序设计244

7.2.3 调试与仿真运行247

总结与思考247

习题7248

项目8 数字温度控制器的设计与制作249

8.1 任务1：认识单总线249

8.1.1 单总线数字温度传感器DS18B20249

8.1.2 传感器的读写时序251

8.1.3 传感器的操作使用253

8.2 任务2：认识液晶显示器255

8.2.1 1602LCD液晶模块255

8.2.2 液晶模块读写操作时序259

8.2.3 液晶显示模块应用实例263

8.3 任务3：数字温度控制器的设计265

8.3.1 硬件电路与软件程序设计265

8.3.2 调试与仿真运行272

8.3.3 电路制作272

总结与思考273

习题8273

项目9 单片机串行扩展技术274

9.1 单片机串行扩展274

9.1.1 单片机串行扩展的原因274

9.1.2 单片机串行扩展的实现方法275

9.2 I2C总线协议276

9.2.1 I2C总线优点276

9.2.2 I2C总线结构和信号276

9.2.3 I2C总线数据传输方式279

9.2.4 I2C器件与器件寻址281

9.3 I2C芯片24C××的使用283

9.3.1 I2C芯片24C××简介283

9.3.2 I2C芯片24C02应用举例285

总结与思考293

习题9293

项目10 单片机应用系统294

10.1 系统后向通道概念294

10.1.1 后向通道的特点294

10.1.2 后向通道的结构及要解决的问题295

10.2 后向通道中的功率开关器件及接口296

10.2.1 大功率I/O接口电路296

10.2.2 ULN2068与80C51单片机接口301

10.3 单片机抗干扰技术301

10.3.1 切断干扰传播路径302

10.3.2 抑制干扰源的常用措施302

10.3.3 硬件抗干扰303

10.3.4 软件抗干扰303

总结与思考305

习题10305

附录306

附录A306

实验1 流水灯实验306

实验2 指示灯／开关控制实验307

实验3 计数器显示实验308

实验4 指示灯／数码管的中断控制实验309

实验5 电子秒表设计315

实验6 双机通信设计318

实验7 数字直流电压表设计320

实验8 步进电机控制设计321

附录B ASCII码字符表322

附录C 用Atmel MCU ISP软件烧写程序323

附录D STC公司51系列单片机简介325

附录E 51单片机指令集326

参考文献336