单片机开发入门与典型设计实例

前言

第1章单片机技术基础1

11单片机概述1

111单片机的基本概念1

112单片机的内部结构与硬件资源3

113单片机的外部引脚5

12单片机内部主要部件8

121CPU8

122存储器10

123专用寄存器11

124特殊功能寄存器13

13单片机系统的电路组成16

131单片机最小系统16

132单片机系统的工作模式19

133单片机应用系统20

14单片机的程序语言与数据23

141汇编语言程序23

142单片机的C语言程序26

143数制转换与编码27

144机器数31

思考题32

第2章单片机系统开发常用软件33

21单片机程序设计与开发平台33

211Keil μVision3的工作界面33

212Keil程序设计33

213调试程序39

22单片机系统仿真与调试42

221Proteus ISIS的工作界面42

222电路原理设计44

223仿真与调试48

224Proteus与Keil的联合调试49

23单片机的程序下载与硬件仿真51

231单片机的下载接口51

232下载软件53

233下载过程53

思考题57

第3章单片机程序设计基础58

31单片机的C语言58

311C51的特点58

312C51的数据59

313C51的运算符62

314C51中常用的函数63

315单片机C语言的结构64

316数制与码制65

32单片机驱动一个LED闪烁66

321单片机I/O接口输出与驱动67

322P00接口驱动LED闪烁(项目1)68

323流水灯程序设计(项目2)71

324数组与应用73

33数码管驱动75

331数码管的显示原理75

332数码管0~9显示程序设计(项目3)77

333函数调用78

334主程序与子程序80

34单片机系统的按键(项目4)82

341按键抖动现象82

342单按键输入程序83

3434×4键盘矩阵87

思考题89

第4章单片机内部硬件资源及应用91

41单片机的中断系统91

411中断系统简介91

412中断响应95

413中断服务函数98

414利用外部中断实现按键的输入(项目5)100

42MCS51系列单片机的定时器101

421单片机的定时器/计数器结构101

422定时器的工作方式102

423定时器/计数器的初始化104

424单只数码管秒显示(项目6)105

4256位数码管动态显示(项目7)107

43单片机串行通信111

431串行通信原理111

432单片机的串行接口112

433串行接口的工作方式114

434单片机通信电路接口119

435PC与MCS51系列单片机的串行通信(项目8)120

44电子表程序设计(项目9)122

441功能分析122

442电路设计123

443程序设计123

45增强型51系列单片机的内部特殊部件131

451单片机内部特殊部件131

452单片机片内看门狗定时器的使用(项目10)133

453单片机片内AD转换器的使用(项目11)136

思考题139

第5章单片机外围常用器件及其应用141

51数字温度传感器DS18B20的应用141

511DS18B20的功能原理141

512DS18B20的工作时序143

513DS18B20的指令145

514DS18B20的驱动程序设计146

515数字温度计设计(项目12)149

52I2C总线器件AT24C04及其应用152

521I2C总线的构成和信号类型152

522AT24C04的应用原理154

523AT24C04的驱动程序设计156

524AT24C04的应用(项目13)158

53实时时钟DS1302的原理与应用(项目14)160

531DS1302的功能160

532DS1302的寄存器和控制指令161

533DS1302的读写时序与驱动程序162

534DS1302的应用165

54AD、DA转换器及其应用169

541AD转换器、DA转换器参数描述169

542AD转换器ADC0832的应用(项目151)170

543AD转换器TLC549的应用(项目152)174

544DA转换器TLC5615的应用(项目16)178

55单片机常用的接口电路182

551并行锁存器182

552串行移位寄存器183

553驱动器ULN2003的应用(项目17)186

思考题191

第6章字符点阵显示192

61LCD1602单色字符液晶显示模块(项目18)192

611LCD1602液晶显示模块工作原理192

612LCD1602的操作指令194

613LCD1602的驱动程序设计197

614LCD1602的应用199

62LCD12864的原理与应用(项目19)200

621LCD12864点阵液晶显示模块的工作原理200

622LCD12864的驱动程序设计203

623LCD12864的应用212

63彩屏液晶TFT的原理与应用(项目20)214

631彩色液晶显示模块概述214

632彩色液晶显示模块介绍215

633驱动程序设计218

64LED点阵显示屏224

641LED点阵结构及显示原理225

642LED 8×8点阵字符显示(项目21)227

643LED汉字屏原理与设计(项目22)230

64416×16汉字点阵显示程序设计232思考题236

第7章单片机系统设计(项目23)237

71VB60可视化窗口设计基础237

711VB60介绍237

712可视化窗口设计步骤240

713常用控件及函数242

72Protel 99SE电路设计基础243

721Protel使用简介244

722原理图设计248

723PCB设计249

73上位机程序设计253

731上位机窗口设计253

732程序添加256

733程序运行258

734制作可执行文件258

74单片机测温程序与系统调试259

741程序设计260

742联机通信265

743综合项目设计总结266

综合设计练习267

附录269

附录AMCS51系列单片机汇编指令集269

附录BC51常用头文件272

本书主要介绍了MCS51系列单片机系统开发软件（Keil、Proteus、程序下载工具）、系统电路设计、C语言程序设计和电路仿真等相关技术。书中共设置23个项目设计实例，其中单片机程序设计基础9个，主要介绍单片机内部资源的应用、C语言程序设计基础、LED驱动、数码管驱动、按键等单元项目，其中电子表设计是检验程序设计能力的实训项目；单片机系统设计提高项目13个，主要介绍单片机外部器件的应用电路与程序设计方法，如温度传感器DS18B20、I2C总线、串行接口、AD转换器、DA转换器、实时时钟DS1302、单色和彩色LCD以及单片机系统常用驱动电路和接口电路等，其中汉字屏设计为提高项目的综合训练内容；项目23为单片机系统综合设计内容，介绍了含有VB上位机程序设计和PCB设计的系统开发一般过程。

本书列举的项目实例详尽地总结了MCS51系列单片机产品开发实践过程中所涉及的应用系统，项目设计以应用为目的，以系统实现为最终目标，分难度和深度阶梯进行内容设置。

本书适合于单片初学人员、广大单片机发烧友和专业技术人员阅读，也可作为高等院校相关专业的教材和参考书。

第一篇单片机开发基础

第1章单片机软件开发

11Proteus快速入门

111Proteus76的主要功能特点

实例1Proteus仿真单片机播放音乐

112Proteus软件的界面与操作简介

113Proteus仿真设计快速入门

12单片机开发软件快速入门

121KeilμVision30快速入门

实例2流水灯

122KeilμVision30和Proteus76联调

123KeilμVision40内嵌逻辑分析仪

实例3逻辑分析仪使用举例

13单片机C语言编程

131C51简介

132代码规范

133前后台程序

134状态机建模

135事件触发程序结构

第2章AltiumDesigner快速入门

21原理图的绘制

实例4交通灯

22原理图符号的绘制

23原理图符号、元器件封装和元器件之间的关系

24元件封装的绘制

25电路板设计中层的作用

26电路板设计规则

27电路板布局布线

28电路板CAM文件输出

29转印纸的打印

210在AltiumDesigner对PCB进行形状、板层设置及对内电层进行分割

211如何在AltiumDesigner中运用查找编辑集体整批修改功能

212如何在AltiumDesigner的PCB中添加各种不同字体大小的汉字字符

213PCB设计过程中的常见问题

第二篇单片机制作实例

第3章通信类设计与制作实例

实例5学习型红外线遥控

实例6基于nRF905多点温度采集系统设计

实例7基于nRF24L01无线温度控制系统设计

实例8带语音播报的GPS系统

实例9基于RS—485总线的无线遥控温控系统设计

实例10窗帘

实例11红外波形显示

实例12无线遥控语音播报（温湿度）电子万年历

实例13GPS测速

实例14GSM温度报警

第4章传感器类设计与制作实例

实例15电子秤

实例16可燃气体报警器

实例17基于Pt100温度仪设计

实例18带温度补偿的超声波测距仪

实例19液位控制

实例20数字气压计

实例21烟雾探测报警器

实例22红外防盗系统

实例23流量

实例24指纹识别

第5章电源类设计与制作实例

实例25电子调光灯

实例26一种非接触供电的车灯电路

实例27一种无接触供电的无线鼠标

实例28无线供电的旋转LED显示屏

实例29基于单片机的智能手机充电器设计

第6章电动机控制类设计与制作实例

实例30基于单片机的步进电动机控制

实例31帆板控制系统设计

实例32智能遥控电风扇模拟控制系统设计

实例33全自动洗衣机

实例34出租车计价器

实例35智能寻迹小车设计

实例36智能寻迹避障小车设计

实例37智能小车

实例38基于PWM细分的步进电动机调速

实例39基于单片机的小功率直流电动机调速

实例40电梯控制器

第7章仪器仪表类设计与制作实例

实例41八路电压表

实例42简易数字电压表

实例43数控恒流源设计

实例44简易低频信号源设计

实例45频率计

实例46数控直流稳压源

第8章综合类设计与制作实例

实例47简单交通灯

实例48篮球计分系统

实例49电子显示屏设计

实例50旋转LED显示屏

实例51电子琴（带存储）

实例52数码管万年历

实例53时钟计时器

实例54计算器与万年历

实例55节拍器

实例56基于单片机1602液晶万年历

实例57水温水位控制器设计

实例58八路抢答器

实例59电子密码锁

实例60简易计算器

实例61风光雨检测

实例62消毒柜

实例638×8×8光立方

实例64太阳能热水控制器设计

实例65舵机平衡台

实例66带上位机通信的超声波测距仪

参考文献