單片機開發(fā)入門與典型設計實例

前言

第1章單片機技術(shù)基礎(chǔ)1

11單片機概述1

111單片機的基本概念1

112單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與硬件資源3

113單片機的外部引腳5

12單片機內(nèi)部主要部件8

121CPU8

122存儲器10

123專用寄存器11

124特殊功能寄存器13

13單片機系統(tǒng)的電路組成16

131單片機最小系統(tǒng)16

132單片機系統(tǒng)的工作模式19

133單片機應用系統(tǒng)20

14單片機的程序語言與數(shù)據(jù)23

141匯編語言程序23

142單片機的C語言程序26

143數(shù)制轉(zhuǎn)換與編碼27

144機器數(shù)31

思考題32

第2章單片機系統(tǒng)開發(fā)常用軟件33

21單片機程序設計與開發(fā)平臺33

211Keil μVision3的工作界面33

212Keil程序設計33

213調(diào)試程序39

22單片機系統(tǒng)仿真與調(diào)試42

221Proteus ISIS的工作界面42

222電路原理設計44

223仿真與調(diào)試48

224Proteus與Keil的聯(lián)合調(diào)試49

23單片機的程序下載與硬件仿真51

231單片機的下載接口51

232下載軟件53

233下載過程53

思考題57

第3章單片機程序設計基礎(chǔ)58

31單片機的C語言58

311C51的特點58

312C51的數(shù)據(jù)59

313C51的運算符62

314C51中常用的函數(shù)63

315單片機C語言的結(jié)構(gòu)64

316數(shù)制與碼制65

32單片機驅(qū)動一個LED閃爍66

321單片機I/O接口輸出與驅(qū)動67

322P00接口驅(qū)動LED閃爍(項目1)68

323流水燈程序設計(項目2)71

324數(shù)組與應用73

33數(shù)碼管驅(qū)動75

331數(shù)碼管的顯示原理75

332數(shù)碼管0~9顯示程序設計(項目3)77

333函數(shù)調(diào)用78

334主程序與子程序80

34單片機系統(tǒng)的按鍵(項目4)82

341按鍵抖動現(xiàn)象82

342單按鍵輸入程序83

3434×4鍵盤矩陣87

思考題89

第4章單片機內(nèi)部硬件資源及應用91

41單片機的中斷系統(tǒng)91

411中斷系統(tǒng)簡介91

412中斷響應95

413中斷服務函數(shù)98

414利用外部中斷實現(xiàn)按鍵的輸入(項目5)100

42MCS51系列單片機的定時器101

421單片機的定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu)101

422定時器的工作方式102

423定時器/計數(shù)器的初始化104

424單只數(shù)碼管秒顯示(項目6)105

4256位數(shù)碼管動態(tài)顯示(項目7)107

43單片機串行通信111

431串行通信原理111

432單片機的串行接口112

433串行接口的工作方式114

434單片機通信電路接口119

435PC與MCS51系列單片機的串行通信(項目8)120

44電子表程序設計(項目9)122

441功能分析122

442電路設計123

443程序設計123

45增強型51系列單片機的內(nèi)部特殊部件131

451單片機內(nèi)部特殊部件131

452單片機片內(nèi)看門狗定時器的使用(項目10)133

453單片機片內(nèi)AD轉(zhuǎn)換器的使用(項目11)136

思考題139

第5章單片機外圍常用器件及其應用141

51數(shù)字溫度傳感器DS18B20的應用141

511DS18B20的功能原理141

512DS18B20的工作時序143

513DS18B20的指令145

514DS18B20的驅(qū)動程序設計146

515數(shù)字溫度計設計(項目12)149

52I2C總線器件AT24C04及其應用152

521I2C總線的構(gòu)成和信號類型152

522AT24C04的應用原理154

523AT24C04的驅(qū)動程序設計156

524AT24C04的應用(項目13)158

53實時時鐘DS1302的原理與應用(項目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的讀寫時序與驅(qū)動程序162

534DS1302的應用165

54AD、DA轉(zhuǎn)換器及其應用169

541AD轉(zhuǎn)換器、DA轉(zhuǎn)換器參數(shù)描述169

542AD轉(zhuǎn)換器ADC0832的應用(項目151)170

543AD轉(zhuǎn)換器TLC549的應用(項目152)174

544DA轉(zhuǎn)換器TLC5615的應用(項目16)178

55單片機常用的接口電路182

551并行鎖存器182

552串行移位寄存器183

553驅(qū)動器ULN2003的應用(項目17)186

思考題191

第6章字符點陣顯示192

61LCD1602單色字符液晶顯示模塊(項目18)192

611LCD1602液晶顯示模塊工作原理192

612LCD1602的操作指令194

613LCD1602的驅(qū)動程序設計197

614LCD1602的應用199

62LCD12864的原理與應用(項目19)200

621LCD12864點陣液晶顯示模塊的工作原理200

622LCD12864的驅(qū)動程序設計203

623LCD12864的應用212

63彩屏液晶TFT的原理與應用(項目20)214

631彩色液晶顯示模塊概述214

632彩色液晶顯示模塊介紹215

633驅(qū)動程序設計218

64LED點陣顯示屏224

641LED點陣結(jié)構(gòu)及顯示原理225

642LED 8×8點陣字符顯示(項目21)227

643LED漢字屏原理與設計(項目22)230

64416×16漢字點陣顯示程序設計232思考題236

第7章單片機系統(tǒng)設計(項目23)237

71VB60可視化窗口設計基礎(chǔ)237

711VB60介紹237

712可視化窗口設計步驟240

713常用控件及函數(shù)242

72Protel 99SE電路設計基礎(chǔ)243

721Protel使用簡介244

722原理圖設計248

723PCB設計249

73上位機程序設計253

731上位機窗口設計253

732程序添加256

733程序運行258

734制作可執(zhí)行文件258

74單片機測溫程序與系統(tǒng)調(diào)試259

741程序設計260

742聯(lián)機通信265

743綜合項目設計總結(jié)266

綜合設計練習267

附錄269

附錄AMCS51系列單片機匯編指令集269

附錄BC51常用頭文件272

本書主要介紹了MCS51系列單片機系統(tǒng)開發(fā)軟件（Keil、Proteus、程序下載工具）、系統(tǒng)電路設計、C語言程序設計和電路仿真等相關(guān)技術(shù)。書中共設置23個項目設計實例，其中單片機程序設計基礎(chǔ)9個，主要介紹單片機內(nèi)部資源的應用、C語言程序設計基礎(chǔ)、LED驅(qū)動、數(shù)碼管驅(qū)動、按鍵等單元項目，其中電子表設計是檢驗程序設計能力的實訓項目；單片機系統(tǒng)設計提高項目13個，主要介紹單片機外部器件的應用電路與程序設計方法，如溫度傳感器DS18B20、I2C總線、串行接口、AD轉(zhuǎn)換器、DA轉(zhuǎn)換器、實時時鐘DS1302、單色和彩色LCD以及單片機系統(tǒng)常用驅(qū)動電路和接口電路等，其中漢字屏設計為提高項目的綜合訓練內(nèi)容；項目23為單片機系統(tǒng)綜合設計內(nèi)容，介紹了含有VB上位機程序設計和PCB設計的系統(tǒng)開發(fā)一般過程。

本書列舉的項目實例詳盡地總結(jié)了MCS51系列單片機產(chǎn)品開發(fā)實踐過程中所涉及的應用系統(tǒng)，項目設計以應用為目的，以系統(tǒng)實現(xiàn)為最終目標，分難度和深度階梯進行內(nèi)容設置。

本書適合于單片初學人員、廣大單片機發(fā)燒友和專業(yè)技術(shù)人員閱讀，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教材和參考書。

第一篇單片機開發(fā)基礎(chǔ)

第1章單片機軟件開發(fā)

11Proteus快速入門

111Proteus76的主要功能特點

實例1Proteus仿真單片機播放音樂

112Proteus軟件的界面與操作簡介

113Proteus仿真設計快速入門

12單片機開發(fā)軟件快速入門

121KeilμVision30快速入門

實例2流水燈

122KeilμVision30和Proteus76聯(lián)調(diào)

123KeilμVision40內(nèi)嵌邏輯分析儀

實例3邏輯分析儀使用舉例

13單片機C語言編程

131C51簡介

132代碼規(guī)范

133前后臺程序

134狀態(tài)機建模

135事件觸發(fā)程序結(jié)構(gòu)

第2章AltiumDesigner快速入門

21原理圖的繪制

實例4交通燈

22原理圖符號的繪制

23原理圖符號、元器件封裝和元器件之間的關(guān)系

24元件封裝的繪制

25電路板設計中層的作用

26電路板設計規(guī)則

27電路板布局布線

28電路板CAM文件輸出

29轉(zhuǎn)印紙的打印

210在AltiumDesigner對PCB進行形狀、板層設置及對內(nèi)電層進行分割

211如何在AltiumDesigner中運用查找編輯集體整批修改功能

212如何在AltiumDesigner的PCB中添加各種不同字體大小的漢字字符

213PCB設計過程中的常見問題

第二篇單片機制作實例

第3章通信類設計與制作實例

實例5學習型紅外線遙控

實例6基于nRF905多點溫度采集系統(tǒng)設計

實例7基于nRF24L01無線溫度控制系統(tǒng)設計

實例8帶語音播報的GPS系統(tǒng)

實例9基于RS—485總線的無線遙控溫控系統(tǒng)設計

實例10窗簾

實例11紅外波形顯示

實例12無線遙控語音播報（溫濕度）電子萬年歷

實例13GPS測速

實例14GSM溫度報警

第4章傳感器類設計與制作實例

實例15電子秤

實例16可燃氣體報警器

實例17基于Pt100溫度儀設計

實例18帶溫度補償?shù)某暡y距儀

實例19液位控制

實例20數(shù)字氣壓計

實例21煙霧探測報警器

實例22紅外防盜系統(tǒng)

實例23流量

實例24指紋識別

第5章電源類設計與制作實例

實例25電子調(diào)光燈

實例26一種非接觸供電的車燈電路

實例27一種無接觸供電的無線鼠標

實例28無線供電的旋轉(zhuǎn)LED顯示屏

實例29基于單片機的智能手機充電器設計

第6章電動機控制類設計與制作實例

實例30基于單片機的步進電動機控制

實例31帆板控制系統(tǒng)設計

實例32智能遙控電風扇模擬控制系統(tǒng)設計

實例33全自動洗衣機

實例34出租車計價器

實例35智能尋跡小車設計

實例36智能尋跡避障小車設計

實例37智能小車

實例38基于PWM細分的步進電動機調(diào)速

實例39基于單片機的小功率直流電動機調(diào)速

實例40電梯控制器

第7章儀器儀表類設計與制作實例

實例41八路電壓表

實例42簡易數(shù)字電壓表

實例43數(shù)控恒流源設計

實例44簡易低頻信號源設計

實例45頻率計

實例46數(shù)控直流穩(wěn)壓源

第8章綜合類設計與制作實例

實例47簡單交通燈

實例48籃球計分系統(tǒng)

實例49電子顯示屏設計

實例50旋轉(zhuǎn)LED顯示屏

實例51電子琴（帶存儲）

實例52數(shù)碼管萬年歷

實例53時鐘計時器

實例54計算器與萬年歷

實例55節(jié)拍器

實例56基于單片機1602液晶萬年歷

實例57水溫水位控制器設計

實例58八路搶答器

實例59電子密碼鎖

實例60簡易計算器

實例61風光雨檢測

實例62消毒柜

實例638×8×8光立方

實例64太陽能熱水控制器設計

實例65舵機平衡臺

實例66帶上位機通信的超聲波測距儀

參考文獻