單片機應(yīng)用技術(shù)項目教程（C語言版）（第三版）

突出技能訓(xùn)練，符合1+X 精神

采用“項目導(dǎo)入、任務(wù)驅(qū)動、做中學(xué)”的編寫思路

分為技能基礎(chǔ)篇和技能提高篇，結(jié)構(gòu)清晰合理，實用性強

與時俱進，采用全新的仿真教學(xué)模式，案例豐富，突出實踐

提供豐富的微課視頻和教學(xué)資源，掃描書中二維碼可直接觀看重點內(nèi)容

本書在《單片機應(yīng)用技術(shù)項目教程（C語言版）》（第二版）的基礎(chǔ)上，對原有內(nèi)容進行了部分補充、整合和修改，突出技能訓(xùn)練。

《單片機應(yīng)用技術(shù)項目教程（C語言版）》（第三版）順應(yīng)1+X精神，突出技能培養(yǎng)在課程中的主體地位，用任務(wù)引領(lǐng)理論，使理論從屬于技能實踐。本書主要特色如下：

（1）采用“項目導(dǎo)入、任務(wù)驅(qū)動、做中學(xué)”的編寫思路。以解決實際項目的思路和操作為編寫主線，下一個項目均以上一個項目的知識點為支撐，連貫多個知識點。每個項目均由若干個具體的典型任務(wù)組成，每個任務(wù)均將相關(guān)知識和職業(yè)崗位基本技能融合在一起，使知識與技能的學(xué)習(xí)在任務(wù)完成過程中

實現(xiàn)。

（2）全新的仿真教學(xué)模式，采用C語言編程。引入Proteus仿真軟件，采用C語言編程，使學(xué)生從單片機復(fù)雜的硬件結(jié)構(gòu)中解放出來，實現(xiàn)了在計算機上將單片機電路設(shè)計、軟件設(shè)計、調(diào)試與仿真一氣呵成，使學(xué)生理解和掌握了從設(shè)計到生產(chǎn)出產(chǎn)品的完整過程。

（3）符合1+X精神的課證融通、手冊式教材。緊跟職業(yè)教育的教學(xué)改革，本書采用手冊方式，內(nèi)容突出行業(yè)性、實用性、科學(xué)性和可操作性，增加了1+X要求的部分內(nèi)容，與職業(yè)資格標準和1+X接軌。同時與高新企業(yè)合作，為本書提供配套的單片機開發(fā)板散件、典型應(yīng)用項目、電子產(chǎn)品設(shè)計與制作競賽的相關(guān)課程資源。

（4）豐富的微課視頻和教學(xué)資源。本書配套有微課視頻、電子教學(xué)課件、習(xí)題庫及答案、Proteus仿真電路和項目源程序、單片機開發(fā)套件以及單片機典型應(yīng)用項目等教學(xué)資源、綜合應(yīng)用項目、教學(xué)大綱和單元設(shè)計。

在技能基礎(chǔ)篇中，注重職業(yè)崗位的基本技能訓(xùn)練，主要介紹單片機硬件系統(tǒng)、單片機開發(fā)系統(tǒng)、單片機并行端口應(yīng)用、定時與中斷系統(tǒng)、顯示與鍵盤接口技術(shù)、A/D與D/A轉(zhuǎn)換接口、串行接口通信技術(shù)以及單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計方法等內(nèi)容；在技能提高篇中，注重職業(yè)崗位的開發(fā)技能訓(xùn)練，主要介紹鍵盤控制電機方向和轉(zhuǎn)速、按鍵設(shè)置液晶電子鐘、多路溫度采集監(jiān)控系統(tǒng)、16×32 LED點陣顯示設(shè)計。本書還介紹了雙向四車道交通燈控制和溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)等單片機產(chǎn)品開發(fā)方法、關(guān)鍵知識以及項目的設(shè)計與實現(xiàn)方法。本書的案例可以用于學(xué)生的課程設(shè)計。

本書由安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院省級教學(xué)名師郭志勇任主編，安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院楊振宇、軍事科學(xué)院郭文思任副主編。郭志勇對本書的編寫思路與大綱進行了總體規(guī)劃，指導(dǎo)全書的編寫，并承擔(dān)了統(tǒng)稿工作。合肥求精電子有限公司為本書提供了配套的單片機開發(fā)板散件以及典型應(yīng)用項目，電子產(chǎn)品設(shè)計與制作競賽的相關(guān)課程資源并對本書的編寫提供了寶貴的參考意見。項目1、項目8和項目11由郭志勇編寫，項目3、項目4和項目6由郭文思編寫，項目2、項目7和項目10由楊振宇編寫，項目5和項目9由郭雨編寫，課程設(shè)計范例1和課程設(shè)計范例2由王賓編寫。參與本書電路調(diào)試、程序調(diào)試、素材收集、校對等工作的還有趙黎明、林藝春、張長井、郭麗等，在此一并表示衷心感謝。

本書采用“教、學(xué)、做”一體化的編寫思路，參考學(xué)時見下表，讀者可根據(jù)實際教學(xué)情況進行增減。

本課程參考學(xué)時

項目 參考學(xué)時

技能基礎(chǔ)篇（共64學(xué)時） 項目1　控制一個LED 8

項目2　跑馬燈控制設(shè)計 10

項目3　單片機顯示控制 10

項目4　單片機鍵盤設(shè)計 10

項目5　中斷與定時器/計數(shù)器應(yīng)用設(shè)計 8

項目6　模擬量輸入輸出設(shè)計 8

項目7　單片機串行通信設(shè)計 10

技能提高篇（任選） 項目8　基于LCD1602的電機監(jiān)控設(shè)計 6

項目9　按鍵設(shè)置液晶電子鐘 8

項目10　8路溫度采集監(jiān)控系統(tǒng) 8

項目11　LED點陣顯示設(shè)計 12

由于時間緊迫以及編者水平有限，書中難免會有錯誤和不妥之處，敬請廣大讀者和專家批評指正。

編　者

2020年９月

第三版前言
第一版前言
項目1　控制一個LED 1
1.1　任務(wù)1　一個Proteus仿真電路—
　　 控制一個LED 1
1.1.1　任務(wù)描述 1
1.1.2　任務(wù)分析 2
1.1.3　任務(wù)實施 2
1.2　認識單片機 8
1.2.1　單片機概述 8
1.2.2　AT89S52單片機結(jié)構(gòu) 10
1.2.3　AT89S52單片機引腳功能 11
1.3　任務(wù)2　用Keil C51設(shè)計一個程序—
　　 控制一個LED 13
1.3.1　任務(wù)描述 13
1.3.2　任務(wù)分析 13
1.3.3　任務(wù)實施 14
1.4　單片機最小系統(tǒng) 20
1.4.1　晶振電路 20
1.4.2　單片機時序的概念 21
1.4.3　復(fù)位電路 21
1.4.4　C語言程序的基本構(gòu)成 22
1.4.5　C語言基本語句 23
【技能訓(xùn)練1-1】開關(guān)控制LED點亮 25
1.5　任務(wù)3　LED閃爍控制 26
1.5.1　任務(wù)描述 26
1.5.2　任務(wù)分析 26
1.5.3　任務(wù)實施 26
【技能訓(xùn)練1-2】LED閃爍控制電路焊接制作與
調(diào)試 27
關(guān)鍵知識點梳理 31
問題與討論 32
項目2　跑馬燈控制設(shè)計 34
2.1　任務(wù)4　LED循環(huán)點亮控制 34
2.1.1　任務(wù)描述 34
2.1.2　任務(wù)分析 35
2.1.3　任務(wù)實施 35
【技能訓(xùn)練2-1】LED循環(huán)點亮控制電路焊接
制作 37
2.2　單片機并行I/O口 38
2.2.1　P0口結(jié)構(gòu)及功能 38
2.2.2　P1口結(jié)構(gòu)及功能 39
2.2.3　P2口結(jié)構(gòu)及功能 40
2.2.4　P3口結(jié)構(gòu)及功能 40
【技能訓(xùn)練2-2】P0口外接上拉電阻 41
2.3　任務(wù)5　跑馬燈設(shè)計 42
2.3.1　任務(wù)描述 42
2.3.2　任務(wù)分析 43
2.3.3　任務(wù)實施 44
2.4　51單片機內(nèi)存空間 45
2.4.1　數(shù)據(jù)存儲器RAM 46
2.4.2　特殊功能寄存器 47
2.4.3　“頭文件包含”處理 49
2.4.4　程序存儲器ROM 51
2.4.5　C51數(shù)據(jù)類型 52
2.4.6　C語言常量與變量 55
2.5　任務(wù)6　開關(guān)控制跑馬燈設(shè)計 57
2.5.1　任務(wù)描述 57
2.5.2　任務(wù)分析 57
2.5.3　任務(wù)實施 58
【技能訓(xùn)練2-3】汽車轉(zhuǎn)向燈控制設(shè)計 59
關(guān)鍵知識點梳理 61
問題與討論 62
項目3　單片機顯示控制 64
3.1　任務(wù)7　LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示設(shè)計 64
3.1.1　任務(wù)描述 64
3.1.2　任務(wù)分析 65
3.1.3　任務(wù)實施 66
【技能訓(xùn)練3-1】LED數(shù)碼管循環(huán)顯示0～9的
電路焊接制作 67
3.2　認識LED數(shù)碼管 70
3.2.1　LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu) 70
3.2.2　LED數(shù)碼管顯示控制 71
3.2.3　C語言數(shù)組 72
【技能訓(xùn)練3-2】使用74LS47實現(xiàn)0～99計數(shù)
顯示 74
3.3　任務(wù)8　LED數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示設(shè)計 76
3.3.1　任務(wù)描述 76
3.3.2　任務(wù)分析 77
3.3.3　任務(wù)實施 77
【技能訓(xùn)練3-3】共陽LED數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示
設(shè)計 78
3.4　認識LCD液晶顯示 79
3.4.1　LCD1602液晶顯示模塊 79
3.4.2　LCD1602的RAM地址及標準字庫 81
3.4.3　LCD1602指令操作 82
3.4.4　C語言函數(shù) 84
3.5　任務(wù)9　LCD液晶顯示信息牌設(shè)計 86
3.5.1　任務(wù)描述 86
3.5.2　任務(wù)分析 86
3.5.3　任務(wù)實施 88
【技能訓(xùn)練3-4】按鍵控制LCD1602信息牌換屏
顯示 91
關(guān)鍵知識點梳理 93
問題與討論 94
項目4　單片機鍵盤設(shè)計 96
4.1　任務(wù)10　獨立式鍵盤設(shè)計 96
4.1.1　任務(wù)描述 96
4.1.2　任務(wù)分析 97
4.1.3　任務(wù)實施 97
【技能訓(xùn)練4-1】獨立式鍵盤焊接制作 99
4.2　認識單片機鍵盤 99
4.2.1　鍵盤結(jié)構(gòu)與分類 99
4.2.2　鍵盤防抖動措施 100
4.2.3　矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)原理 102
4.2.4　C51中的位操作 103
【技能訓(xùn)練4-2】一鍵多功能按鍵識別設(shè)計 105
4.3　任務(wù)11　矩陣式鍵盤設(shè)計 107
4.3.1　任務(wù)描述 107
4.3.2　任務(wù)分析 108
4.3.3　任務(wù)實施 108
【技能訓(xùn)練4-3】n×m矩陣式鍵盤掃描程序
設(shè)計 110
4.4　C語言語句結(jié)構(gòu) 113
4.4.1　關(guān)系運算符和關(guān)系表達式 113
4.4.2　邏輯運算符和邏輯表達式 114
4.4.3　if語句 115
4.4.4　switch語句 117
4.4.5　循環(huán)結(jié)構(gòu)控制語句 117
4.4.6　break語句和continue語句 119
【技能訓(xùn)練4-4】用INTRINS.H中的_crol_函數(shù)
實現(xiàn)LED循環(huán)點亮 120
關(guān)鍵知識點梳理 122
問題與討論 123
項目5　中斷與定時器/計數(shù)器應(yīng)用設(shè)計 125
5.1　任務(wù)12　8路搶答器設(shè)計 125
5.1.1　任務(wù)描述 125
5.1.2　任務(wù)分析 126
5.1.3　任務(wù)實施 127
5.2　單片機中斷系統(tǒng) 128
5.2.1　單片機中斷源 129
5.2.2　中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 130
5.2.3　與中斷有關(guān)的4個特殊功能寄存器 130
5.2.4　中斷處理過程 133
5.2.5　C51中斷服務(wù)函數(shù) 135
【技能訓(xùn)練5-1】中斷方式矩陣式鍵盤設(shè)計 136
5.3　任務(wù)13　生產(chǎn)線自動打包系統(tǒng)設(shè)計 139
5.3.1　任務(wù)描述 139
5.3.2　任務(wù)分析 139
5.3.3　任務(wù)實施 140
5.4　單片機定時器/計數(shù)器 142
5.4.1　認識定時器/計數(shù)器 142
5.4.2　定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu) 142
5.4.3　定時器/計數(shù)器工作方式 143
5.4.4　與定時器/計數(shù)器有關(guān)的寄存器 145
【技能訓(xùn)練5-2】0～59s LED數(shù)碼管顯示 146
5.5　任務(wù)14　基于LED數(shù)碼管的電子鐘設(shè)計 148
5.5.1　任務(wù)描述 148
5.5.2　任務(wù)分析 148
5.5.3　任務(wù)實施 149
【技能訓(xùn)練5-3】電子鐘電路焊接制作 151
關(guān)鍵知識點梳理 152
問題與討論 154
項目6　模擬量輸入輸出設(shè)計 157
6.1　任務(wù)15　模數(shù)轉(zhuǎn)換LED顯示 157
6.1.1　任務(wù)描述 157
6.1.2　任務(wù)分析 158
6.1.3　任務(wù)實施 158
【技能訓(xùn)練6-1】模數(shù)轉(zhuǎn)換LED顯示電路焊接
制作 160
6.2　ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器 160
6.2.1　認識ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器 161
6.2.2　ADC0809結(jié)構(gòu)及引腳 161
6.2.3　ADC0809工作過程及編程方法 163
6.2.4　C語言結(jié)構(gòu)體類型 164
6.2.5　結(jié)構(gòu)體數(shù)組 165
【技能訓(xùn)練6-2】采用中斷方式完成模數(shù)轉(zhuǎn)換
LED顯示 166
6.3　任務(wù)16　數(shù)字電壓表設(shè)計 167
6.3.1　任務(wù)描述 167
6.3.2　任務(wù)分析 168
6.3.3　任務(wù)實施 168
【技能訓(xùn)練6-3】基于LCD1602液晶顯示的
數(shù)字電壓表設(shè)計 170
6.4　DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器 173
6.4.1　認識DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器 173
6.4.2　DAC0832引腳功能 173
6.4.3　DAC0832工作方式 174
6.5　任務(wù)17　信號發(fā)生器設(shè)計 175
6.5.1　任務(wù)描述 175
6.5.2　任務(wù)分析 176
6.5.3　任務(wù)實施 176
【技能訓(xùn)練6-4】正弦波發(fā)生器設(shè)計 178
關(guān)鍵知識點梳理 179
問題與討論 180
項目7　單片機串行通信設(shè)計 182
7.1　任務(wù)18　單片機點對點數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計 182
7.1.1　任務(wù)描述 182
7.1.2　任務(wù)分析 183
7.1.3　任務(wù)實施 184
【技能訓(xùn)練7-1】單片機串行口擴展I/O口 185
7.2　串行通信基本知識 187
7.2.1　并行通信和串行通信 188
7.2.2　異步通信和同步通信 188
7.2.3　串行通信方式 190
7.2.4　RS-232C串行接口 190
【技能訓(xùn)練7-2】全雙工RS-232連接電路設(shè)計 192
7.3　任務(wù)19　水塔水位單片機遠程監(jiān)控設(shè)計 193
7.3.1　任務(wù)描述 193
7.3.2　任務(wù)分析 193
7.3.3　任務(wù)實施 194
【技能訓(xùn)練7-3】水塔水位單片機遠程監(jiān)控焊接
制作 197
7.4　單片機串行口 197
7.4.1　單片機串行口結(jié)構(gòu) 198
7.4.2　串行口工作方式設(shè)置 200
7.4.3　串行口波特率設(shè)置 201
7.4.4　RS-485串行接口 202
【技能訓(xùn)練7-4】全雙工RS-485連接電路設(shè)計
與實現(xiàn) 203
7.5　任務(wù)20　基于RS-485的單片機一對多數(shù)據(jù)
　　 傳輸設(shè)計 203
7.5.1　任務(wù)描述 203
7.5.2　任務(wù)分析 204
7.5.3　任務(wù)實施 205
【技能訓(xùn)練7-5】CAN總線連接電路設(shè)計 207
關(guān)鍵知識點梳理 215
問題與討論 216
項目8　基于LCD1602的電機監(jiān)控設(shè)計 218
8.1　電機控制關(guān)鍵技術(shù) 218
8.1.1　單片機產(chǎn)品開發(fā) 218
8.1.2　認識L298全橋驅(qū)動器 221
8.1.3　步進電機控制技術(shù) 223
8.1.4　直流電機控制技術(shù) 225
8.2　任務(wù)21　基于LCD1602的步進電機監(jiān)控
　　 設(shè)計 226
8.2.1　任務(wù)描述 226
8.2.2　任務(wù)分析 227
8.2.3　任務(wù)實施 228
【技能訓(xùn)練8-1】步進電機智能控制設(shè)計 232
8.3　任務(wù)22　基于LCD1602的直流電機監(jiān)控
　　 設(shè)計 235
8.3.1　任務(wù)描述 235
8.3.2　任務(wù)分析 236
8.3.3　任務(wù)實施 236
【技能訓(xùn)練8-2】智能車基本控制設(shè)計 240
關(guān)鍵知識點梳理 243
問題與討論 244
項目9　按鍵設(shè)置液晶電子鐘 245
9.1　RT12864點陣型液晶顯示模塊 245
9.1.1　認識RT12864液晶顯示模塊 245
9.1.2　RT12864液晶顯示模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) 247
9.1.3　控制指令及相應(yīng)代碼 248
9.2　任務(wù)23　按鍵設(shè)置液晶電子鐘電路設(shè)計 251
9.2.1　任務(wù)描述 251
9.2.2　任務(wù)分析 251
9.2.3　任務(wù)實施 253
9.3　任務(wù)24　按鍵設(shè)置液晶電子鐘程序設(shè)計 253
9.3.1　任務(wù)描述 253
9.3.2　任務(wù)分析 253
9.3.3　任務(wù)實施 261
【技能訓(xùn)練9-1】基于DS1302的液晶電子鐘
電路設(shè)計 264
關(guān)鍵知識點梳理 266
問題與討論 268
項目10　8路溫度采集監(jiān)控系統(tǒng) 269
10.1　DS18B20溫度傳感器 269
10.1.1　認識DS18B20 270
10.1.2　DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能 271
10.1.3　DS18B20通信協(xié)議 273
10.2　任務(wù)25　8路溫度采集監(jiān)控電路設(shè)計 275
10.2.1　任務(wù)描述 275
10.2.2　任務(wù)分析 276
10.2.3　任務(wù)實施 277
10.3　任務(wù)26　8路溫度采集監(jiān)控程序設(shè)計 277
10.3.1　任務(wù)描述 277
10.3.2　任務(wù)分析 278
10.3.3　任務(wù)實施 281
【技能訓(xùn)練10-1】基于LCD1602的8路溫度
采集監(jiān)控設(shè)計 284
【技能訓(xùn)練10-2】基于I2C總線的溫濕度采集
監(jiān)控設(shè)計 286
關(guān)鍵知識點梳理 294
問題與討論 295
項目11　LED點陣顯示設(shè)計 296
11.1　認識LED點陣顯示屏 296
11.1.1　LED點陣顯示屏結(jié)構(gòu) 297
11.1.2　LED點陣顯示方式 298
11.1.3　LED點陣顯示字符和漢字的字模 298
【技能訓(xùn)練11-1】8×8 LED點陣顯示設(shè)計 300
11.2　任務(wù)27　16×32 LED點陣顯示電路設(shè)計 303
11.2.1　任務(wù)描述 303
11.2.2　任務(wù)分析 303
11.2.3　任務(wù)實施 306
11.3　任務(wù)28　16×32 LED點陣顯示程序設(shè)計 306
11.3.1　任務(wù)描述 306
11.3.2　任務(wù)分析 307
11.3.3　任務(wù)實施 310
【技能訓(xùn)練11-2】基于逐行掃描方式的
16×32 LED點陣顯示設(shè)計 311
關(guān)鍵知識點梳理 314
問題與討論 315
附　錄 316
　課程設(shè)計范例1　雙向四車道交通燈控制 316
　課程設(shè)計范例2　基于SHT11的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng) 327
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