单片机原理及应用项目化教程（C语言版）

中国水利水电出版社

【作者】主编谢四连　王善伟　李石林

【I S B N 】978-7-5170-4504-5

【责任编辑】李炎

【适用读者群】本专通用

【出版时间】2016-07-20

【开本】16开

【装帧信息】平装（光膜）

【版次】第1版第1次印刷

【页数】236

【千字数】364

【印张】14.75

【定价】￥30

【丛书】普通高等教育“十三五”规划教材（计算机专业群）

【备注信息】

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本书以十一个项目的形式分别介绍了51单片机的基础知识、常用软件Keil C与Proteus的使用、单片机的输入/输出功能、数码管基础与矩阵键盘扫描、定时器与数码管动态显示、外部中断与串行通信、LCD1602显示原理及实现、I2C总线与EEPROM、温度传感器DS18B20与蜂鸣器、A/D与D/A转换、实时时钟DS1302、红外与步进电机。

本书中的项目以由浅入深的形式对单片机的各个部分进行了介绍，每个部分都以具体的实例对内容进行巩固，几乎所有实例都配有电路图和具体分析，程序代码的编写规范已经过实际验证，部分章节后留有思考题，可以供同学们后续自学。

本书内容难易适中，编排合理，可作为各类工科院校自动化、电子信息工程、电子信息科学与技术、计算机、机电一体化等专业的单片机课程教材，也可作为从事电子技术、计算机应用与开发的工程技术人员的学习和参考用书，还可作为单片机自学者的入门用书。

本书配有电子教案，读者可以到中国水利水电出版社网站和万水书苑上免费下载，网址为http://www.waterpub.com.cn/softdown/和http://www.wsbookshow.com。

采用项目教学法，使学生在“做中学，学中做”：项目中涵盖了51系列单片机的重要知识点。各项目的编排采用了由浅入深、由易到难的顺序。

采用C语言教学，突出单片机C程序的软件架构设计：本书中的所有实例都采用C语言编写，突出单片机C语言程序的软件架构设计思想。

针对当今技术需求，讲解热点知识：本书突出了对当今热点知识的讲解，把重点放在定时器、中断、串行通信、键盘、LCD显示、温度采集、A/D与D/A转换、实时时钟、红外与步进电机、I2C总线、EEPROM等知识的应用上，突出了实时性与实用性。

前言

单片机作为微型计算机的一个重要分支，被广泛应用于工业过程的自动检测与控制等领域。目前，单片机作为嵌入式系统的入门课程在各工科院校中被广泛开设，长期以来，该课程存在原理难以理解、设计能力难以提高等问题。本书结合作者多年的教学成果，采用新思路、新方法编写而成，更加适合单片机初学者学习。

本书的主要特点：

1．采用项目教学法，使学生在“做中学，学中做”

2．采用C语言教学，突出单片机C程序的软件架构设计

本书中的所有实例都采用C语言编写，突出单片机C语言程序的软件架构设计思想。另外C语言具有运算速度快、编译效率高的特点，有良好的可移植性，而且可以直接实现对系统硬件进行控制，和单片机汇编语言相比，还具有不需要记指令，学生容易掌握与理解等优点。

3．针对当今技术需求，讲解热点知识

本书突出了对当今热点知识的讲解，把重点放在定时器、中断、串行通信、键盘、LCD显示、温度采集、A/D与D/A转换、实时时钟、红外、步进电机、I2C总线、EEPROM等知识的应用上，突出了实时性与实用性。

本书的项目一由谢四连、王善伟共同编写，项目二、三、四、五、六由王善伟编写，项目七、八、九、十、十一由李石林编写，谢四连负责全书的统编定稿与审阅工作，方智文、胡文明负责全书的校对工作。

本书中所有项目的实例都是基于金沙滩工作室的KST-51单片机开发板设计的，感谢金沙滩工作室宋雪松老师等对本书出版的支持和内容上的指导。

本书的所有作者都是多年从事单片机原理及应用教学的老师，本书更是作者们多年教学经验的积累和总结，但仍难免存在错误和不足，恳请广大读者指正和谅解，您的指正是我们的期待，我们的联系方式：1635@huhst.edu.cn。

最后，再次感谢所有帮助和关心我们的朋友，谢谢你们使用本书，并祝你们早日成功。

作者

2016年5月

前言

项目一单片机介绍 1
1.1 任务一：认识单片机 1
1.1.1 单片机的基本概念 1
1.1.2 单片机的应用领域 2
1.1.3 单片机的种类 3
1.1.4 单片机的选择 5
1.1.5 MCS-51单片机识读 5
1.1.6 单片机最小系统的组成 9
1.2 任务二：Keil开发软件的使用 12
1.2.1 Keil软件安装 12
1.2.2 Keil基本情况介绍 14
1.2.3 Keil软件的使用 17
1.3 任务三：Proteus仿真软件的使用 24
1.3.1 Proteus软件安装 24
1.3.2 Proteus软件的使用 27
项目二输入/输出功能 38
2.1 任务一：输出功能——点亮LED灯 38
2.1.1 LED灯介绍 38
2.1.2 任务实施 39
2.2 任务二：输入功能——按键检测 45
2.2.1 键盘介绍 45
2.2.2 MCS-51单片机并行I/O接口结构 46
2.2.3 独立按键扫描 49
2.2.4 任务实施 51
项目三数码管基础与矩阵键盘扫描 53
3.1 任务一：认识数码管 53
3.1.1 数码管的基本介绍 53
3.1.2 数码管真值表 54
3.1.3 数码管的静态显示 56
3.2 任务二：矩阵键盘扫描 58
3.2.1 结构和工作原理 58
3.2.2 软件设计思路 59
3.2.3 任务实施 60
项目四定时器与数码管动态显示 63
4.1 任务一：定时器的使用 63
4.1.1 定时器的初步认识 63
4.1.2 定时器的寄存器 64
4.1.3 定时器初始化 67
4.1.4 定时器中断 68
4.1.5 定时器的应用 73
4.2 任务二：数码管动态显示 75
4.2.1 动态显示的基本原理 75
4.2.2 数码管动态显示应用 75
项目五外部中断与串行通信 80
5.1 任务一：STC89C52外部中断 80
5.1.1 外部中断触发电路 80
5.1.2 外部中断初始化 81
5.1.3 外部中断的应用 82
5.2 任务二：串行通信 84
5.2.1 串行口介绍 84
5.2.2 串行口初始化 89
5.2.3 串口助手使用说明 90
5.2.4 串行数据发送 91
5.2.5 串行数据接收 93
项目六 LCD1602显示原理及实现 95
6.1 任务一：了解液晶显示器 95
6.1.1 1602字符型液晶显示模块的
基本组成 95
6.1.2 LCD1602字符型液晶显示器
引脚及功能 96
6.1.3 LCD指令码工作说明 97
6.1.4 LCD控制器接口时序说明 101
6.1.5 LCD初始化设置 103
6.1.6 LCD1602简单实例 103
6.2 任务二：LCD显示时钟 106
项目七 I2C总线与EEPROM 110
7.1 任务一：认识 I2C总线 110
7.1.1 I2C总线内部结构 110
7.1.2 I2C时序 111
7.1.3 I2C数据传输格式 111
7.1.4 I2C寻址模式 112
7.2 任务二：学习EEPROM 118
7.2.1 EEPROM读写操作时序 118
7.2.2 EEPROM跨页写操作时序 119
7.3 任务三：设计计数器 119
项目八温度传感器DS18B20与蜂鸣器 125
8.1 任务一：了解温度传感器DS18B20 125
8.1.1 温度传感器DS18B20特性 125
8.1.2 应用范围 126
8.1.3 温度传感器DS18B20引脚定义 126
8.1.4 温度传感器DS18B20工作原理 126
8.2 任务二：了解蜂鸣器 131
8.3 任务三：制作温度报警器 132
项目九 A/D与D/A转换 137
9.1 任务一：了解A/D转换 137
9.1.1 A/D的主要指标 137
9.1.2 PCF8591的硬件接口 138
9.1.3 PCF8591的软件编程 139
9.1.4 任务实施 140
9.2 任务二：了解D/A转换 143
项目十实时时钟DS1302 146
10.1 任务一：了解DS1302 146
10.1.1 DS1302的特点 146
10.1.2 DS1302的硬件电路 147
10.1.3 DS1302寄存器介绍 149
10.1.4 DS1302通信时序介绍 150
10.2 任务二：设计具有闹钟功能的
高精度时钟 151
项目十一红外与步进电机 170
11.1 任务一：了解红外遥控器 170
11.1.1 红外光的基本原理 170
11.1.2 红外遥控通信原理 170
11.1.3 NEC协议（红外遥控器） 172
11.2 任务二：认识28BYJ-48型步进电机 177
11.2.1 步进电机的分类 177
11.2.2 让电机转起来 179
11.3 任务三：用红外遥控器控制步进电机
正反转 182
附录A ASCII码字符表 187
附录B 单片机C语言基础 191
附录C 单片机C语言技术规范 214
参考文献 230

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