单片机实用技术项目教程

采用项目实施、任务导向教学法，使学生在“做中学，学中做”。

采用C语言教学，突出单片机C程序的软件架构设计。

支持国产本土独立自主知识产权，激发创新意识。

单片机作为微控领域的重要分支，被广泛应用于工业过程中的自动检测与控制。目前，单片机作为电子信息、自动化等专业的专业基础课，在各工科院校中广泛开设。长期以来，该课程存在原理难以理解、设计能力难以提高、理实一体缺乏融通的问题。本教材结合作者多年的教学改革与实践成果，采用新思路、新方法编写而成，非常适合单片机初学者学习。

本教材的主要特点：

（1）采用项目实施、任务导向教学法，使学生在“做中学，学中做”。本书以九个项目的形式分别介绍了单片机及其开发环境、单片机的输入/输出功能、数码管与矩阵键盘、定时器/计数器、中断系统、串行通信、液晶显示、I2C总线与E2PROM、DS18B20。各项目的编排遵循了由浅入深、由易到难的顺序。

（2）采用C语言教学，突出单片机C程序的软件架构设计。本书中的所有实例采用C语言编写，突出单片机C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、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，具有不需要记指令，学生容易掌握与理解等优点。

（3）支持国产本土独立自主知识产权，激发创新意识。本书讲解的内容均为围绕STC公司出产的单片机，支持国产自主知识产权，激发学习者的民族创新意识，同时结合当今热点知识的讲解，突出技术的实时与实用性。

本教材的项目一由邱洪涛编写，项目二、项目三由孟勤编写，项目四至项目七由周威编写，项目八、项目九和附录由熊辉编写，周威负责全书的统编定稿与审阅工作，熊辉、邱洪涛负责全书的校对工作。

本教材中的所有项目的实例都是以STC2.0（51）单片机开发板设计。此套开发板由周威结合12年的单片机开发和教学经验专门设计，为学生学习实践所用。感谢荆州理工职业学院电子创新实验室的老师及学员们对本书出版的支持，感谢华中科技大学光学与电子信息学院朱本鹏教授、华为技术有限公司IT产品线存储产品规划部孙强总监、湖北显风电子有限公司研发部殷晨东高级工程师在本书编撰过程提出的宝贵意见和案例支持。

本书是作者们的多年教学工作的积累和总结，但错误和不足也仍在所难免，恳请读者指正和谅解，也欢迎您与我们联系交流技术心得。

最后，谨以本书纪念2018年4月28日因病在深圳离世的宋胜文先生，对他为中国电源行业发展作出的卓越贡献致以崇高的敬意，对他为电源行业培养了数以千计的卓越人才表示衷心的感谢。

项目一 单片机及其开发环境 1
1.1 任务一 初识单片机 1
1.1.1 单片机的定义 1
1.1.2 单片机的应用领域 2
1.1.3 单片机的类别 3
1.1.4 单片机的选择 4
1.2 任务二 单片机应用系统 5
1.2.1 单片机应用系统 5
1.2.2 典型单片机应用系统介绍 5
1.2.3 剖读MCS-51单片机 6
1.2.4 单片机最小系统 10
1.2.5 单片机应用系统开发流程 13
1.3 任务三 单片机的集成开发环境（Keil） 16
1.3.1 启动Keil C51 μVision5 16
1.3.2 使用Keil软件 16
1.4 任务四 Proteus仿真软件的使用 23
1.4.1 使用Proteus软件示例 23
1.4.2 软件对应库说明 30
项目二 输入/输出功能（I/O） 33
2.1 任务一 剖析51单片机并行I/O口 33
2.2 任务二 输出功能—点亮LED 36
2.3 任务三 输入功能—按键检测 41
项目三 数码管与矩阵键盘 45
3.1 任务一 数码管结构 45
3.1.1 数码管的工作原理 45
3.1.2 数码管字形编码 46
3.1.3 数码管静态显示 47
3.1.4 数码管动态显示 49
3.2 任务二 矩阵键盘扫描 51
3.2.1 矩阵键盘的工作原理 51
3.2.2 软件设计思路 52
项目四 定时器/计数器 56
4.1 任务一 定时器/计数器的工作原理 56
4.1.1 初识定时器/计数器 56
4.1.2 定时器/计数器的寄存器 57
4.2 任务二 定时器的使用 60
4.2.1 定时器/计数器初始化 60
4.2.2 定时器应用实例 61
4.3 任务三 计数器的使用 64
项目五 中断系统 66
5.1 任务一 中断的工作原理 66
5.1.1 中断的基本概念 66
5.1.2 中断系统的结构 66
5.1.3 中断处理过程 70
5.2 任务二 中断的应用 73
5.2.1 定时器中断 73
5.2.2 外部中断 75
5.2.3 有关STC12C5A60S2的中断 78
项目六 串行通信 80
6.1 任务一 串行通信基础 80
6.1.1 串行通信基本概念 80
6.1.2 串行接口的结构 83
6.1.3 串行接口的工作方式 85
6.2 任务二 串行通信总线标准及其接口 88
6.2.1 RS-232总线标准及接口 88
6.2.2 PL2303 USB-RS232转换接口 89
6.3 任务三 串行通信的应用 90
6.3.1 串行口初始化 90
6.3.2 单片机与PC通信 92
6.3.3 单片机双机通信 95
6.3.4 单片机多机通信 98
项目七 液晶显示 100
7.1 任务一 液晶显示模块原理 100
7.2 任务二 1602液晶显示模块 101
7.2.1 1602字符型液晶基本工作原理 101
7.2.2 1602液晶应用实例 110
7.3 任务三 12864液晶显示模块 112
7.3.1 12864图形型液晶基本工作原理 112
7.3.2 12864液晶应用实例 121
项目八 I2C总线与E2PROM 124
8.1 任务一 认识 I2C总线 124
8.1.1 I2C总线内部结构 124
8.1.2 I2C时序 125
8.1.3 I2C数据传输格式 126
8.1.4 I2C寻址模式 126
8.2 任务二 走入E2PROM 131
8.2.1 E2PROM读写操作时序 132
8.2.2 E2PROM跨页写操作时序 133
8.3 任务三 基于AT24C02计数器的设计 133
项目九 DS18B20温度传感器 138
9.1 任务一 初识DS18B20 138
9.1.1 DS18B20的功能及引脚 138
9.1.2 DS18B20的内部结构 139
9.1.3 DS18B20的工作原理 141
9.2 任务二 DS18B20的应用 143
9.2.1 DS18B20的工作时序 143
9.2.2 DS18B20的应用电路设计 146
9.2.3 DS18B20的应用实例 147
附录A ASCII码字符表 152
附录B 单片机C语言基础 156
附录C 单片机C语言技术规范 178
参考资料 194

1. 单片机应用技术项目教程（C语言版）（第三版） [主编　郭志勇]
2. 单片机原理及应用技术（C语言版） [周国运 鲁庆宾 赵天翔 编著]
3. 单片机原理及应用项目化教程（C语言版） [主编 谢四连　王善伟　李石林]
4. 单片机应用技术项目教程（C语言版）（第二版） [主编 郭志勇]
5. 电子技术项目教程（Proteus版） [主编 郭志勇]
6. 单片机应用教程 [胡云冰 聂振华]
7. 单片机应用系统设计安装与调试 [主编 田浩鹏]
8. 单片机原理及应用设计（第二版） [主编 胡辉 ]
9. 单片机原理及典型应用接口技术 [刘甫 陈健美 编著]
10. 单片机原理及应用教程（C语言版） [主编 周国运]
11. 单片微型计算机原理及接口技术实验指导与实训 [林军 等编著]
12. 单片微型计算机原理及应用 [赵秀珍 单永磊 主编]