基 礎 篇

第1章 單片機概述及實驗器材介紹2

1.1 單片機概述2

1.1.1　單片機的定義、分類與內部組成2

1.1.2　單片機應用系統的結構及其工作過程5

1.1.3　單片機的應用6

1.2 單片機基礎知識7

1.2.1　數制與數制間的轉換7

1.2.2　單片機中數的表示方法及常用數制的對應關系10

1.2.3　邏輯數據的表示10

1.2.4　單片機中常用的基本術語12

1.3 單片機入門的有效方法與途徑12

1.4 學習單片機的基本條件13

1.4.1　軟件條件13

1.4.2　硬件條件15

習題16

第2章 單片機開發軟件及開發過程17

2.1 仿真軟件Proteus的使用17

2.1.1 Proteus的主要功能特點17

2.1.2 實例1：功能感受—Proteus仿真單片機播放《渴望》主題曲17

2.1.3 Proteus軟件的界面與操作介紹19

2.1.4 實例2：Proteus仿真設計快速入門21

2.2 Keil C51的使用31

2.2.1 單片機最小系統31

2.2.2 實例3：用Keil C51編寫點亮一個發光二極管的程序31

2.3 程序燒錄器及燒錄軟件的使用38

習題與實驗38

第3章 逐步認識單片機基本結構40

3.1 實例4：用單片機控制一個燈閃爍40

3.1.1 實現方法40

3.1.2 程序設計40

3.1.3 用Proteus軟件仿真41

3.1.4 延時程序分析43

3.2 實例5：將 P1口狀態送入P0、P2和P3口44

3.2.1 實現方法44

3.2.2 程序設計45

3.2.3 用Proteus軟件仿真45

3.2.4 用實驗板實驗46

3.2.5 I/O口功能介紹46

3.2.6 I/O口的結構分析46

3.3 實例6：使用P3口流水點亮8位LED49

3.3.1 實現方法49

3.3.2 程序設計50

3.3.3 用Proteus軟件仿真51

3.3.4 用實驗板實驗51

3.4 實例7：通過對P3口地址的操作流水點亮8位LED51

3.4.1 實現方法51

3.4.2 程序設計52

3.4.3 用Proteus軟件仿真53

3.4.4 用實驗板實驗53

3.5 MCS—51單片機存儲器的基本結構53

3.5.1 程序存儲器53

3.5.2 數據存儲器53

3.6 單片機的復位電路55

習題與實驗55

第4章 單片機C語言開發基礎56

4.1 C語言源程序的結構特點56

4.2 標志符與關鍵字57

4.3 C語言的數據類型與運算符59

4.3.1 數據類型59

4.3.2 運算符62

4.3.3 實例8：用不同數據類型控制LED的閃爍65

4.3.4 實例9：用P0口、P1 口分別顯示加法和減法運算結果68

4.3.5 實例10：用P0、P1口顯示乘法運算結果70

4.3.6 實例11：用P1、P0口顯示除法運算結果71

4.3.7 實例12：用自增運算控制P0口8位LED的閃爍花樣73

4.3.8 實例13：用P0口顯示邏輯“與”運算結果74

4.3.9 實例14：用P0口顯示條件運算結果74

4.3.10 實例15：用P0口顯示按位“異或”運算結果75

4.3.11 實例16：用P0顯示左移運算結果76

4.3.12 實例17：“萬能邏輯電路”實驗77

4.3.13 實例18：用右移運算流水點亮P1口8位LED78

4.4 C語言的語句79

4.4.1 概述79

4.4.2 控制語句80

4.4.3 實例19：用if語句控制P0口8位LED的點亮狀態84

4.4.4 實例20：用switch語句控制P0口8位LED的點亮狀態86

4.4.5 實例21：用for語句設計鳴笛報警程序88

4.4.6 實例22：用while語句控制P0口8位LED閃爍花樣92

4.4.7 實例23：用do-while語句控制P0口8位LED流水點亮93

4.5 C語言的數組95

4.5.1 數組的定義和引用95

4.5.2 實例24：用字符型數組控制P0口8位LED流水點亮97

4.5.3 實例25：用P0口顯示字符串常量98

4.6 C語言的指針99

4.6.1 指針的定義與引用100

4.6.2 實例26：用P0口顯示指針運算結果102

4.6.3 實例27：用指針數組控制P0口8位LED流水點亮103

4.6.4 實例28：用數組的指針控制P0 口8 位LED流水點亮104

4.7 C語言的函數106

4.7.1 函數的定義與調用106

4.7.2 實例29：用P0 、P1口顯示整型函數返回值109

4.7.3 實例30：用有參數函數控制P0口8位LED流水速度111

4.7.4 實例31：用數組作為函數參數控制P0口8位LED流水點亮112

4.7.5 實例32：用指針作為函數參數控制P0口8位LED流水點亮113

4.7.6 實例33：用函數型指針控制P0口8位LED流水點亮115

4.7.7 實例34：用指針數組作為函數的參數顯示多個字符串116

4.7.8 實例35：字符函數ctype.h應用舉例118

4.7.9 實例36：內部函數intrins.h應用舉例119

4.7.10 實例37：標準函數stdlib.h應用舉例121

4.7.11 實例38：字符串函數string.h應用舉例122

4.8 C語言的編譯預處理123

4.8.1 常用預處理命令介紹123

4.8.2 實例39：宏定義應用舉例126

4.8.3 實例40：文件包含應用舉例127

4.8.4 實例41：條件編譯應用舉例128

習題與實驗129

第5章 單片機的定時器/計數器131

5.1 定時器/計數器的基本概念131

5.2 定時器/計數器的結構及工作原理132

5.2.1 定時器/計數器的結構133

5.2.2 定時器/計數器的工作原理133

5.3 定時器/計數器的控制134

5.3.1 定時器/計數器的方式控制寄存器(TMOD)134

5.3.2 定時器/計數器控制寄存器(TCON)134

5.3.3 定時器/計數器的4種工作方式135

5.3.4 定時器/計數器中定時/計數初值的計算138

5.4 定時器/計數器應用舉例138

5.4.1 實例42：用定時器T0控制跑馬燈實現138

5.4.2 實例43：用定時器T1查詢方式控制報警器鳴笛實現140

習題與實驗142

第6章 單片機的中斷系統143

6.1 中斷系統的基本概念143

6.2 中斷系統的結構及控制144

6.2.1 中斷系統的結構144

6.2.2 中斷系統的控制145

6.3 中斷系統應用舉例148

6.3.1 實例44：用定時器T0的中斷方式控制跑馬燈實現148

6.3.2 實例45：用定時器T1分式1控制控制報警器鳴笛實現149

6.3.3 實例46：用定時器T0的中斷方式控制PWM波實現151

6.3.4 實例47：用定時器T0的音樂播放器的實現154

6.3.5 實例48：用定時器T0的門控制位測量外部正脈沖寬度159

6.3.6 實例49：用外中斷 測量負跳變信號累計數161

習題與實驗163

第7章 串行通信技術164

7.1 串行通信的基本概念164

7.2 串行通信口的結構166

7.3 串行通信口的控制166

7.3.1 串行口控制寄存器SCON167

7.3.2 電源控制寄存器PCON167

7.3.3 4種工作方式與波特率的設置168

7.4 串行通信口應用舉例171

7.4.1 實例50：基于方式1的單工通信171

7.4.2 實例51：基于方式3的單工通信173

7.4.3 實例52：單片機向計算機發送數據176

7.4.4 實例53：計算機控制單片機LED顯示178

習題與實驗180

應 用 篇

第8章 接口技術182

8.1 LED數碼管接口技術182

8.1.1 LED數碼管的原理和接口電路182

8.1.2 實例54：用LED數碼管顯示數字“5”184

8.1.3 實例55：用LED數碼管循環顯示數字0～9185

8.1.4 實例56：用數碼管慢速動態掃描顯示數字“1234”186

8.1.5 實例57：快速動態掃描顯示數字“1234”188

8.1.6 實例58：點陣LED動態顯示實現189

8.2 鍵盤接口技術191

8.2.1 獨立式鍵盤的工作原理192

8.2.2 實例59：無軟件消抖的獨立式鍵盤輸入實驗193

8.2.3 實例60：帶軟件消抖的獨立式鍵盤輸入實驗194

8.2.4 實例61：CPU控制的鍵盤掃描實驗195

8.2.5 實例62：定時器中斷控制的鍵盤掃描實驗200

8.2.6 實例63：“一鍵多能”實驗201

8.2.7 實例64：獨立式鍵盤控制步進電動機實驗204

8.2.8 矩陣鍵盤的工作原理209

8.2.9 實例65：矩陣鍵盤按鍵值的數碼管顯示210

8.2.10 實例66：簡易電子琴設計214

8.3 字符型LCD接口技術220

8.3.1 1602字符型LCD簡介220

8.3.2 實例67：用LCD顯示字符“A”225

8.3.3 實例68：液晶時鐘設計230

習題與實驗231

第9章 新型串行接口芯片應用232

9.1 I2C總線器件及其應用實例232

9.1.1 I2C總線接口232

9.1.2 實例69：將按鍵次數寫入AT24C02，再讀出送LCD顯示235

9.1.3 實例70：對I2C總線上掛接兩個AT24C02的讀/寫操作236

9.1.4 實例71：將“好人一生平安”樂譜寫入AT24C02并播放238

9.2 單總線器件及其應用實例239

9.2.1 單總線簡介239

9.2.2 實例72：DS18B20溫度檢測及其LCD顯示244

9.3 SPI總線接口芯片及其應用實例245

9.3.1 SPI串行總線簡介245

9.3.2 實例73：將數據“0xaa”寫入X5045再讀出送P1口顯示248

9.3.3 實例74：將流水燈控制碼寫入X5045并讀出送P1口顯示250

9.3.4 實例75：對SPI總線上掛接的兩個X5045的讀/寫操作251

習題與實驗252

第10章 常用功能器件應用舉例254

10.1 模/數(A/D)轉換器件254

10.1.1 A/D轉換基礎254

10.1.2 實例76：基于ADC0832的5V直流數字電壓表256

10.2 數/模(D/A)轉換器件258

10.2.1 D/A轉換基礎258

10.2.2 實例77：用DAC0832產生鋸齒波電壓260

10.3 紅外線遙控信號接收器件261

10.3.1 紅外線信號接收基礎261

10.3.2 實例78：用P1口顯示紅外遙控器的按鍵值263

10.3.3 實例79：用紅外線遙控器控制繼電器265

10.4 適時時鐘芯片266

10.4.1 常用適時時鐘芯片介紹267

10.4.2 實例80：基于DS1302的日歷時鐘269

習題與實驗271

綜合提高篇

第11章 綜合應用實例274

11.1 實例81：中文字符的液晶顯示274

11.1.1 圖形點陣顯示器簡介274

11.1.2 仿真原理圖設計278

11.1.3 程序設計與仿真279

11.2 實例82：12位A/D轉換器TLC2543的使用284

11.2.1 TLC2543介紹284

11.2.2 仿真原理圖設計286

11.2.3 程序設計與仿真288

11.3 實例83：二線制串行接口傳感器SHT11的使用293

11.3.1 智能溫、濕度傳感器SHT11介紹293

11.3.2 仿真原理圖設計295

11.3.3 程序設計與仿真295

11.4 實例84：電壓型傳感器的使用302

11.4.1 FS4003傳感器介紹302

11.4.2 仿真原理圖設計304

11.4.3 程序設計與仿真305

11.5 實例85：RS—232型數字傳感器的使用310

11.5.1 FS4003傳感器的串口通信協議介紹310

11.5.2 仿真原理圖設計310

11.5.3 程序設計與仿真311

11.6 實例86：電流型傳感器應用舉例318

11.6.1 電流型傳感器的使用基礎318

11.6.2 仿真原理圖設計319

11.6.3 程序設計與仿真321

11.7 實例87：基于化學傳感器的氧濃度檢測儀設計323

11.7.1 R—17MED化學傳感器簡介323

11.7.2 硬件仿真電路設計324

11.7.3 程序設計與仿真325

11.8 實例88：單片機向RS—485 型傳感器發送讀取命令327

11.8.1 RS—485通信簡介328

11.8.2 TTL/RS—485轉換的仿真原理圖設計329

11.8.3 程序設計與仿真331

11.9 實例89：單片機從RS—485型傳感器接收數據333

11.9.1 RS—485傳感器返回數據的格式333

11.9.2 仿真原理圖設計334

11.9.3 程序設計與仿真334

11.10 實例90：用VB實現單片機和計算機的串行通信337

11.10.1 開發背景337

11.10.2 開發要求337

11.10.3 Visual Basic 6.0 簡介337

11.10.4 添加MSComm控件與基本屬性設置338

11.10.5 Visual Basic 6.0實現串行通信的過程339

11.11 實例91：LabVIEW環境下串行通信編程345

11.11.1 開發環境345

11.11.2 上下位機程序設計346

11.11.3 程序結果353

11.12 實例92：手部握力評估儀設計353

11.12.1 系統工作原理353

11.12.2 仿真原理圖設計354

11.12.3 程序設計與仿真355

11.13 實例93：心率測量系統設計359

11.13.1 系統工作原理359

11.13.2 仿真原理圖設計360

11.13.3 程序設計與仿真361

11.14 實例94：基于鉑熱電阻的防火系統設計367

11.14.1 系統的工作原理367

11.14.2 仿真原理圖設計368

11.14.3 程序設計與仿真370

11.15 實例95：基于LabVIEW和Proteus的溫度控制仿真372

11.15.1 系統工作原理372

11.15.2 仿真原理圖設計373

11.15.3 程序設計與仿真376

11.16 實例96：K型熱電偶的冷端自動補償設計381

11.16.1 系統的工作原理381

11.16.2 仿真原理圖設計382

11.16.3 程序設計與仿真383

11.17 實例97：電動機測速表設計385

11.17.1 系統的工作原理385

11.17.2 仿真原理圖設計386

11.17.3 程序設計與仿真387

11.18 實例98：基于PWM的直流電動機調速系統設計389

11.18.1 系統的工作原理389

11.18.2 仿真原理圖設計389

11.18.3 程序設計與仿真390

11.19 實例99：熱敏打印機驅動程序設計392

11.19.1 系統的工作原理392

11.19.2 仿真原理圖設計393

11.19.3 程序設計與仿真393

11.20 實例100：航空發動機熱電偶信號模擬電壓源設計395

11.20.1 系統的工作原理395

11.20.2 電路原理圖設計396

11.20.3 程序設計396

參考文獻399

總結

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