51单片机技术应用教程(C语言版)(活页式)

10个工作页任务用工具软件Proteus先进行产品的仿真,再用面包板(实验PCB或教学实验板)进行制作,体现了以行动为导向的双元制教学过程。
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吕金华 (主审) 陈贵银 (作者) 978-7-115-58741-1

关于本书的内容有任何问题,请联系 王丽美

(1)实例丰富,工作页任务设计教学过程
(2)活页式教材
(3)校企合作,对接企业工作实践
(4)与职业资格考试内容相结合
(5)应用实例突出技能实践,精心设计23个应用实例,10个工作页任务,均与仿真工具软件Proteus的融合,兼具传统性和创新性。

内容摘要

本书是活页式教材。本书以51单片机典型应用的10个工作页项目任务、28个子任务应用实例引导教与学、学与做,整个课堂教学过程在书中完整体现。本书涵盖了单片机基础与应用的基本内容,分别介绍了单片机基础知识及其开发环境Keil μVision、Proteus软件的使用;51单片机硬件系统;C51程序设计的基本语法、语句及应用方法;定时器/计数器的结构和应用方法;中断系统的结构和应用方法;常用人机交互接口技术,包括数码管、LCD和点阵LED显示、键盘输入接口设计技术;单片机串行通信;新型I2C接口A/D、D/A转换器件PCF8591与单片机的接口技术等内容。
本书实现了原理知识与项目应用实例的紧密结合,体现课程思政、以“行动为导向”双元制育人的教学思路,在教学过程中,可以根据学生的掌握程度增加工作页任务,适合目前新型化、信息化教学改革。本书配套微课视频,提供源程序与Proteus仿真源文件、练习题答案,PPT课件等学习资源。
本书适合作为高职高专院校及应用型本科机电、电气、电子等专业单片机课程的教材,也可作为相关行业的工程技术人员的参考用书。

目录

项目一
1个LED的闪烁设计与制作 1
【项目要求】 1
【项目描述】 1
【引导学习1】 2
【引导学习2】 3
【知识点1.1】 计算机中的数和编码 4
1.1.1 计算机中的数制 4
1.1.2 符号数的表示法 5
1.1.3 二进制数的算术运算 6
1.1.4 二进制编码 8
1.1.5 逻辑电路 9
【引导学习3】 11
【知识点1.2】 初识单片机 12
1.2.1 嵌入式系统、单片机 12
1.2.2 单片机分类 13
1.2.3 单片机的特点及应用 14
【任务1】 简易指示灯设计 14
【知识点1.3】 单片机应用系统及其
开发环境 16
1.3.1 单片机应用系统及其开发流程 16
1.3.2 单片机的开发系统与研发工具 16
【任务2】 Keil μVision快速入门 17
【任务3】 简易指示灯的Proteus
设计与仿真 22
【知识巩固与练习】 32
【项目实施】 33
【评价反馈】 37
【学习笔记】 38
项目二
模拟汽车左右转向灯控制系统的设计与制作 39
【项目要求】 39
【项目描述】 39
【引导学习1】 40
【知识点2.1】 AT89C51单片机的逻辑
结构及信号引脚 41
2.1.1 AT89C51单片机的结构框图 41
2.1.2 AT89C51单片机芯片内部结构 42
2.1.3 AT89C51的信号引脚 43
2.1.4 时钟与复位电路 44
【任务1】 蜂鸣器发声Proteus设计与
仿真 46
【知识点2.2】 AT89C51的内部
存储器 48
2.2.1 内部数据存储器低128单元 49
2.2.2 内部数据存储器高128单元 51
2.2.3 MCS-51的堆栈 53
2.2.4 内部程序存储器 54
【任务2】 8个LED的闪烁Proteus
设计与仿真 54
【知识点2.3】 I/O口结构与负载
能力 56
2.3.1 I/O口的结构与工作原理 56
2.3.2 I/O口负载能力 59
【知识巩固与练习】 60
【引导学习2】 61
【项目实施】 63
【评价反馈】 65
【学习笔记】 65
项目三
用3种循环语句控制8个流水灯的设计与制作 67
【项目要求】 67
【项目描述】 67
【引导学习1】 68
【知识点3.1】 C51语言的特点及其
程序结构 69
3.1.1 C51语言的特点 69
3.1.2 C51函数的一般格式 71
【知识点3.2】 C51数据类型、常量和
变量的定义 71
3.2.1 C51数据类型 71
3.2.2 常量的定义 73
3.2.3 变量的定义 74
【任务1】 开关控制的LED交替亮灭
Proteus设计与仿真 76
【引导学习2】 78
【知识点3.3】 C51的运算符、表达式
及语法规则 79
3.3.1 C51算术运算符及其表达式 79
3.3.2 C51关系运算符、表达式及其
优先级 81
3.3.3 C51逻辑运算符、表达式及其
优先级 81
3.3.4 C51位运算符及其表达式 82
3.3.5 复合运算符及其表达式 84
3.3.6 顺序程序与表达式 84
【任务2】 顺序程序结构控制8个流水灯
设计与仿真 85
【引导学习3】 87
【知识点3.4】 条件语句与分支结构
程序 89
3.4.1 if条件语句 89
3.4.2 switch开关语句 91
【任务3】 分支结构程序开关控制LED
显示设计与仿真 92
【引导学习4】 95
【知识点3.5】 循环语句与循环程序 97
3.5.1 循环语句 97
3.5.2 程序跳转语句 99
【任务4】 移位操作控制流水灯设计与
仿真 102
【知识巩固与练习】 103
【项目实施】 105
【评价反馈】 108
【学习笔记】 108
项目四
花样霓虹灯的设计与制作 109
【项目要求】 109
【项目描述】 109
【引导学习】 110
【知识点4.1】 C51库函数 112
【任务1】 库函数控制流水灯Proteus
设计与仿真 113
【知识点4.2】 用户自定义函数 114
【任务2】 延时函数的定义及调用
Proteus设计与仿真 115
【知识点4.3】 C51数组 116
4.3.1 数组的定义 116
4.3.2 二维数组 117
4.3.3 字符数组 118
【任务3】 数组控制流水灯Proteus
设计与仿真 118
【知识巩固与练习】 119
【项目实施】 120
【评价反馈】 123
【学习笔记】 123
项目五
LED显示秒表的设计与
制作 125
【项目要求】 125
【项目描述】 125
【引导学习1】 126
【引导学习2】 126
【知识点5.1】 MCS-51的定时器/
计数器 128
5.1.1 定时方法 128
5.1.2 定时器和计数器的工作原理 128
5.1.3 定时器/计数器的相关寄存器 129
5.1.4 定时器/计数器初值计算 131
5.1.5 定时器/计数器的工作方式 132
5.1.6 定时器/计数器编程步骤 134
【任务1】 LED循环闪烁Proteus
设计与仿真 135
【任务2】 简易计数报警Proteus设计
与仿真 136
【任务3】 定时器输出PWM可调光
台灯设计与仿真 138
【引导学习3】 141
【知识点5.2】 MCS-51中断 142
5.2.1 数据传送控制方式 142
5.2.2 中断的基本概念 142
5.2.3 MCS-51单片机中断系统
结构 143
5.2.4 与中断控制有关的寄存器 144
5.2.5 中断处理过程 146
【任务4】 中断控制的LED闪烁
Proteus设计与仿真 149
【知识巩固与练习】 152
【项目实施】 154
【评价反馈】 157
【学习笔记】 157
项目六
LED数码管动态稳定秒表的设计与制作 159
【项目要求】 159
【项目描述】 159
【引导学习1】 160
【知识点6.1】 单片机与LED数码管
静态显示接口设计 161
6.1.1 LED结构 161
6.1.2 LED静态显示 162
【任务1】 LED静态显示秒表Proteus
设计与仿真 163
【知识点6.2】 单片机与LED数码管
动态显示接口电路 164
【任务2】 LED 数码管动态稳定显示
生日Proteus设计与
仿真 165
【知识巩固与练习】 167
【引导学习2】 168
【项目实施】 169
【评价反馈】 172
【学习笔记】 172
项目七
按键控制广告牌显示的设计与
制作 173
【项目要求】 173
【项目描述】 173
【引导学习1】 174
【知识点7.1】 单片机与LED点阵显示
器接口设计 175
7.1.1 LED点阵显示器结构 175
7.1.2 单片机控制的LED点阵显示器
结构 176
【任务1】 LED点阵显示器稳定显示
指定图形Proteus设计与
仿真 176
【知识点7.2】 单片机与字符型液晶
显示器LCD接口
设计 179
7.2.1 字符型液晶显示器简介 179
7.2.2 单片机控制字符型液晶显示器 180
【任务2】 字符型液晶显示广告牌
Proteus设计与仿真 183
【知识点7.3】 单片机与按键接口
设计 187
7.3.1 单片机与独立按键接口设计 187
7.3.2 按键去抖 187
【任务3】 用按键控制LED显示
Proteus设计与仿真 188
【知识点7.4】 单片机与矩阵键盘接口
设计 190
【任务4】 LED显示矩阵键盘按键号
Proteus设计与仿真 192
【任务5】 大屏幕显示屏移动广告牌
Proteus设计与仿真 195
【知识巩固与练习】 199
【引导学习2】 200
【项目实施】 201
【评价反馈】 204
【学习笔记】 204
项目八
PC远程控制花样霓虹灯的设计与制作 205
【项目要求】 205
【项目描述】 205
【引导学习1】 206
【知识点8.1】 MCS-51单片机串行
通信接口技术 207
8.1.1 串行通信的基本原理 207
8.1.2 51单片机串行通信基础知识 208
【任务1】 单片机双机通信接口Proteus
设计与仿真 211
【引导学习2】 215
【知识点8.2】 51单片机与PC之间的
接口技术 216
8.2.1 RS-232C总线标准 216
8.2.2 电平转换电路 218
【任务2】 51单片机与PC通信接口
Proteus设计与仿真 218
【知识巩固与练习】 222
【项目实施】 223
【评价反馈】 226
【学习笔记】 226
项目九
简易数字电压表的设计与
制作 227
【项目要求】 227
【项目描述】 227
【引导学习1】 228
【知识点9.1】 认识A/D转换器与D/A
转换器 229

9.1.1 A/D转换器 229
9.1.2 D/A转换器 230
【知识点9.2】 单片机扩展I2C
总线器件 231
9.2.1 I2C总线系统结构 231
9.2.2 I2C总线数据传输时序 231
9.2.3 I2C总线接口程序编制 233
【引导学习2】 236
【知识点9.3】 单片机与PCF8591
接口设计 237
9.3.1 认识PCF8591 237
9.3.2 单片机与PCF8591接口电路
设计 237
9.3.3 A/D转换 238
9.3.4 D/A转换 239
【任务】 信号发生器的Proteus
设计与仿真 241
【知识巩固与练习】 246
【项目实施】 247
【评价反馈】 250
【学习笔记】 250
项目十
倒计时交通灯的设计与制作 251
【项目要求】 251
【项目描述】 251
【引导学习1】 252
【任务1】 数字钟系统的Proteus
设计与仿真 253
【引导学习2】 259
【任务2】 智能温度测量系统的Proteus
设计与仿真 260
【项目实施】 267
【评价反馈】 270
【学习笔记】 270
附录A ASCII码表 271
附录B 课程设计项目
实训书 271
参考文献 272

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作者介绍

陈贵银 一直从事机电一体化专业方面的教学、智能控制与自动控制领域专业科学研究与专业应用工作,教龄20多年,一直在教学一线,对教学规律较为熟悉,担任10多年的教研室主任与多年的机电一体化专业负责人。主要编制过的课程教学大纲或课程标准有《单片机原理与接口技术》、《PLC原理及控制技术》《PLC应用与实践》《机电控制系统程序编制》《自动控制原理与系统》等课程,也是上述课程的主讲教师。同时发表论文20多篇,其中核心与检索论文7篇,主持参与省级课题10余项,主审教材4本,主编8本教材,其中3本教材荣获职业教育十二五国家级规划教材,1本教材荣获十三五规划教材,《单片机原理与接口技术》课程教授10多年,课程教学中不断的进行改革创新,并多次进行课程教学与考试方面的改革,在课程教学中采用案例化、项目化的教学方法取得了很好的效果,受到广大师生的好评。

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