单片机应用技术第4版

本书在第3版得到全国广大院校教师与学生的欢迎和使用基础上，结合行业新技术发展和课程组近年来取得的课程改革成果，在充分和认真听取广大师生及职教专家的意见和建议后，在保留原教材主体内容与特色的前提下，对其内容进行了优化、补充和调整。主要内容包括：单片机操作环境、单片机硬件系统、单片机并行I/O端口、显示和键盘接口技术、定时与中断系统、串行通信技术、A/D与D/A转换接口以及单片机应用系统设计等。本书注重职业技能训练，采用项目任务引导教学，内容贴近电子行业的工作岗位技能要求，同时介绍许多有关单片机应用的小经验、小技巧、小资料等知识，具有很强的实用性、可操作性和趣味性。本书的内容安排科学、实用、合理，非常方便开展高效率教学。 本教材配有电子教学课件、习题参考答案、C语言源程序、精品课网站等，详见前言。

王静霞 教授、高级技师、高级考评员，深圳职业技术学院电信学院全国金牌教师，长期担任单片机应用技术、数字系统设计技术等课程的教学和科研工作，参与多项科研项目的设计与开发，获得多项奖励；曾在美国博伊西州立大学电子系担任访问学者一年，参与美国FAA（联邦管理局）“Center of Excellence for Airliner Cabin Environment Research（ACER）”项目的研究；担任国家资源库单片机课程项目负责人；在国内外公开发表科研论文10余篇，主编国家规划教材10余本。

项目1 熟悉单片机操作环境
教学导航
任务1-1 Keil C51软件的使用
1．1 认识单片机
1．1．1 什么是单片机
1．1．2 单片机内部结构
任务1-2 一个LED发光二极管的闪烁控制
1．2 学习单片机的准备
1．2．1 单片机开发流程与工具
1．2．2 单片机的仿真学习与ISP下载实验板
知识梳理与总结
思考与练习题1
项目2 学习单片机硬件系统
教学导航
任务2-1 单片机控制蜂鸣器发声
2．1 8051的信号引脚
2．2 单片机最小系统电路
2．2．1 单片机时钟电路
2．2．2 单片机复位电路
2．3 51单片机的存储器结构
2．3．1 片内数据存储器
2．3．2 片外数据存储器
2．3．3 程序存储器
任务2-2 模拟汽车左右转向灯控制
2．4 单片机并行I/O端口
2．4．1 并行I/O端口电路结构
2．4．2 作为输入端口使用
2．4．3 作为输出端口使用
2．4．4 I/O端口的第二功能
任务2-3 仿真调试发光二极管闪烁控制系统
知识梳理与总结
思考与练习题2
项目3 单片机并行I/O端口的应用
教学导航
任务3-1 流水灯设计
3．1 认识C语言
3．1．1 第一个C语言程序
3．1．2 C语言的基本结构
3．1．3 C语言的特点
任务3-2 按键控制多种花样霓虹灯设计
3．2 C语言的基本语句
3．2．1 表达式语句和复合语句
3．2．2 选择语句
3．2．3 循环语句
任务3-3 声光报警器设计
3．3 C语言数据与运算
3．3．1 数据类型
3．3．2 常量和变量
3．3．3 运算符和表达式
任务3-4 基于PWM的可调光台灯设计
3．4 C语言的函数
3．4．1 函数的分类和定义
3．4．2 函数调用
知识梳理与总结
思考与练习题3
项目4 显示和键盘接口技术应用
教学导航
任务4-1 8路抢答器设计
4．1 认识LED数码管
4．1．1 LED数码管的结构
4．1．2 LED数码管静态显示
4．2 数组的概念
4．2．1 一维数组
4．2．2 二维数组
4．2．3 字符数组
任务4-2 小型LED数码管字符显示屏控制
4．3 LED数码管动态显示
任务4-3 LED点阵式电子广告牌控制
4．4 LED大屏幕显示器及接口
4．4．1 LED大屏幕显示器的结构及原理
4．4．2 LED大屏幕显示器接口
任务4-4 字符型LCD液晶显示广告牌控制
4．5 字符型LCD液晶显示及接口
4．5．1 LCD液晶显示器的功能与特点
4．5．2 字符型LCD液晶显示器与单片机的接口
4．5．3 字符型LCD液晶显示器的应用
任务4-5 密码锁设计
4．6 单片机与矩阵键盘接口
4．6．1 矩阵式键盘结构
4．6．2 矩阵式键盘按键的识别
知识梳理与总结
思考与练习题4
项目5 定时与中断系统设计
教学导航
任务51 简易秒表设计
5．1 定时/计数器
5．1．1 定时/计数器的结构
5．1．2 定时/计数器的工作方式
5．2 中断系统
5．2．1 什么是中断
5．2．2 51单片机中断系统的结构
5．2．3 中断有关寄存器
5．2．4 中断处理过程
任务5-2 模拟交通灯控制系统设计
知识梳理与总结
思考与练习题5
项目6 串行通信技术应用
教学导航
任务6-1 银行动态密码获取系统设计
6．1 串行通信基础
6．1．1 串行通信与并行通信
6．1．2 单工通信与双工通信
6．1．3 异步通信与同步通信
6．2 51单片机的串行接口
6．2．1 串行口结构
6．2．2 设置工作方式
6．2．3 设置波特率
6．3 51单片机串行口工作过程
6．3．1 查询方式串行通信程序设计
6．3．2 中断方式串行通信程序设计
任务6-2 移动终端数据上传系统设计
6．4 串行通信协议
6．4．1 常用串行通信协议
6．4．2 EIA串行通信标准
任务6-3 串口控制数码管显示系统设计
6．5 串行口的I/O端口扩展
6．5．1 采用串行口扩展并行输入口
6．5．2 采用串行口扩展并行输出口
知识梳理与总结
思考与练习题6
项目7 A/D与D/A转换接口设计
教学导航
任务7-1 简易数字电压表设计
7．1 模拟信号与数字信号
7．2 单片机内部ADC及其应用
任务7-2 基于A/D和D/A转换芯片的可调光台灯设计
7．3 I2C总线A/D与D/A转换器PCF8591
7．3．1 PCF8591的功能
7．3．2 PCF8591的I2C总线连接与通信
7．3．3 PCF8591的D/A转换及程序设计
7．3．4 PCF8591的A/D转换及程序设计
知识梳理与总结
思考与练习题7
项目8 单片机应用系统综合设计
任务8-1 数字钟的设计与制作
8-1-1 任务目的 8-1-2 任务要求
8-1-3 系统方案选择
8-1-4 系统硬件设计 8-1-5 系统软件设计
8-1-6 系统调试与脱机运行
8-1-7 任务小结
任务8-2 图形液晶显示系统设计
8-2-1 目的与要求
8-2-2 系统方案选择
8-2-3 系统硬件设计 8-2-4 系统软件设计
8-2-5 举一反三
8-2-6 任务小结
任务8-3 单片机温度检测记录系统设计
8-3-1 任务目的 8-3-2 任务要求
8-3-3 系统方案选择 8-3-4 系统硬件设计
8-3-5 系统软件整体设计
8-3-6 模块程序设计
8-3-7 系统调试与脱机运行
8-3-8 系统功能扩展
8-3-9 任务小结
任务8-4 家居照明蓝牙控制系统的设计
8-4-1 目的与要求
8-4-2 电路设计
8-4-3 程序设计
8-4-4 蓝牙APP设置及系统运行调试
8-4-5 任务小结 8-4-6 举一反三
任务8-5 WIFI遥控小车设计
8-5-1 目的与要求 8-5-2 电路设计
8-5-3 程序设计
8-5-4 WIFI模块APP设置及系统运行调试
8-5-5 任务小结 8-5-6 举一反三
知识梳理与总结
附录A 课程设计的步骤
附录B 常用的C51标准库函数
参考文献

《单片机应用技术（C语言版）》一书自2009年出版后，以其全新的教学理念、鲜明的高职教育特色、仔细认真的内容编写和精细的编辑出版过程，得到全国广大院校教师与学生的欢迎和使用，前3版累计发行有二十多万册。本书从内容与方法、教与学、做与练等方面，多角度、全方位地体现了高职教育的教学特色,主要的特点包括以下几个方面：

1．以工作任务引导教与学

全书采用项目化方式，以工作任务为导向，由任务入手引入相关知识和理论，通过技能训练引出相关概念、硬件设计与编程技巧，体现做中学、学中练的教学思路，非常适合作为高等院校的教材。为方便教学，给学生更多的思考空间，每个任务都添加了“举一反三”环节，让学生在基本任务的基础上进行扩展和提升，充分锻炼学生的设计能力。

2．从职业岗位需求出发，采用C语言编程

传统的单片机教学采用汇编语言进行控制程序设计。汇编语言的优点是比较灵活，但程序不易理解，尤其对于高职学生，很难掌握其编程方法，更难进行灵活的应用。尤为重要的是，在实际工作中，单片机应用产品的开发基本上不采用汇编语言程序。因此，采用C语言是单片机教学改革的重要内容。

C语言程序易于阅读、理解，程序风格更加人性化，且方便移植，目前已经成为单片机应用产品开发的主流语言。本书以单片机应用为主线，把相关的C语言知识融合在工作任务中，以够用为度，让学生在技能训练中逐渐掌握编程方法，易教易学，避免了把C语言单独完整讲解，致使学生无法学以致用，影响学习效果。

3．任务设计具有针对性、扩展性和系统性，贴近职业岗位需求

针对每个单元具体能力要素的培养目标，精心选择训练任务，避免过大过繁，体现精训精练。同时，注重能力训练的延展性，每个任务既相对独立，又与前后任务之间保持密切的联系，具有扩展性，即后一个任务是在前一个任务基础之上进行功能扩展而实现的，使训练内容由点到线，由线到面，体现技能训练的综合性和系统性。

4．编写形式直观生动，增强可操作性和可读性

在叙述方式上，引入了大量与实践相关的图、表，并给出了器件清单、电路板实现等细节内容，一步步引导学生自己动手完成设计，具有可操作性。原理性内容叙述简约，并适时穿插各种小知识、小问答、小技能等，表现形式丰富多彩，可读性强。本书各项目正文前配有“教学导航”，为本项目的教与学过程提供指导；正文中的“知识分布网络”，便于学习者掌握本节内容的重点；项目结尾有“知识梳理与总结”，以便于学习者高效率地学习、提炼与归纳。

为了使本书内容紧跟职业教育的教学改革，更多地反映本课程教学内容的行业性、实用性、科学性和方便性，本书修订前编者充分和认真听取广大师生以及职教专家的意见和建议，并保留原教材主体内容与特色，对其内容进行了优化、补充和调整，主要做了以下几方面的修订工作：

（1）增加优质微视频和教学课件等教学资源。微视频教学注重趣味性设计，采用生活化和场景化教学，增强故事性、游戏性，采用比喻激趣法，让学生喜欢学、容易学和快乐学。

（2）紧跟企业实际需求和技术发展，在项目8单片机应用系统综合设计中，增加单片机与蓝牙模块、WIFI模块的接口设计，实现了家居照明蓝牙控制系统设计和WIFI遥控小车设计。

（3）增加任务的仿真设计。在Proteus 8.6平台上，实现了本书绝大部分任务的功能仿真，并提供了仿真电路和仿真程序，供读者下载使用。

本书为应用型本科和高职高专院校电子信息类、通信类、自动化类、机电类、机械制造类等专业的单片机技术课程的教材，也可作为开放大学、成人教育、自学考试、中职学校和培训班的教材，以及电子工程技术人员的参考工具书。

本书由深圳职业技术学院王静霞任主编，杨宏丽和刘俐任副主编。具体分工为：王静霞对本书的编写思路与大纲进行总体策划，指导全书的编写，对全书统稿，并编写项目1和项目2，项目4的任务4-1、4-4、4-5及第4.5节和第4.6节，项目5的任务5-1以及附录B；杨宏丽协助完成统稿工作，并编写项目5其余内容；刘俐协助完成统稿工作，并编写项目3和项目4其余内容；毛丰江编写项目6；唐建东编写项目7；陈海松编写项目8的任务8-1、8-2和8-3，梁召峰编写任务8-4和8-5及附录A。刘丽莎、何惠琴和柴继红老师以及教学合作企业的工程技术人员，对本书的编写提供了很多的宝贵意见和建议，同时在编写过程中参考了多位同行老师的著作及资料，在此一并表示感谢。

为了方便教师教学，本书配有电子教学课件、习题参考答案、C语言源程序文件等，请有此需要的教师登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）免费注册后进行下载；直接扫一扫书中的二维码可阅看或下载更多的立体化教学资源，有问题时请在网站留言或与电子工业出版社联系（E-mail:hxedu@phei. com.cn）。

本书因时间和作者水平有限，书中的错误在所难免，恳请读者提出宝贵意见。