單片機(jī)技術(shù)及項(xiàng)目訓(xùn)練（第2版）

學(xué)習(xí)情境1　初識(shí)單片機(jī)………………………………………………………………………… 1
1．1　單片機(jī)基本知識(shí)………………………………………………………………………… 1
1．1．1　單片機(jī)定義………………………………………………………………………… 1
1．1．2　單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域………………………………………………………………… 2
1．1．3　單片機(jī)的發(fā)展歷程………………………………………………………………… 3
1．1．4　單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………………………… 3
1．1．5　單片機(jī)主流廠商與主流產(chǎn)品……………………………………………………… 4
1．2　單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)介紹………………………………………………………………… 7
1．2．1　存儲(chǔ)單元地址……………………………………………………………………… 7
1．2．2　80C51單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 8
1．2．3　程序存儲(chǔ)器ROM 的使用方式…………………………………………………… 8
1．3　單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器介紹………………………………………… 9
1．3．1　片內(nèi)RAM 分區(qū)…………………………………………………………………… 9
1．3．2　特殊功能寄存器區(qū)………………………………………………………………… 10
1．4　單片機(jī)最小系統(tǒng)………………………………………………………………………… 11
1．4．1　時(shí)鐘電路…………………………………………………………………………… 12
1．4．2　復(fù)位電路…………………………………………………………………………… 12
1．5　任務(wù)實(shí)施———單片機(jī)建立項(xiàng)目………………………………………………………… 14
1．5．1　單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境的安裝…………………………………………………………… 14
1．5．2　KeilC51注冊(cè)……………………………………………………………………… 17
1．5．3　Keil開(kāi)發(fā)環(huán)境基本介紹………………………………………………………… 18
1．5．4　單片機(jī)程序下載…………………………………………………………………… 19
1．6　能力拓展———單片機(jī)領(lǐng)域分類及學(xué)習(xí)方法…………………………………………… 22
1．6．1　單片機(jī)與普通PC的參數(shù)對(duì)比…………………………………………………… 22
1．6．2　單片機(jī)領(lǐng)域分類…………………………………………………………………… 22
1．6．3　單片機(jī)學(xué)習(xí)方法…………………………………………………………………… 25
學(xué)習(xí)情境2　流水燈的實(shí)現(xiàn)…………………………………………………………………… 26
2．1　進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換…………………………………………………………………………… 26
2．1．1　二進(jìn)制與十進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換………………………………………………………… 26
2．1．2　二進(jìn)制與十六進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換……………………………………………………… 27
2．2　單片機(jī)中的存儲(chǔ)單位…………………………………………………………………… 27
2．3　無(wú)符號(hào)數(shù)與有符號(hào)數(shù)…………………………………………………………………… 27
2．4　C51語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)介紹……………………………………………………………… 29
2．4．1　C和C51語(yǔ)言的概述…………………………………………………………… 29
2．4．2　C51語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型和范圍……………………………………………………… 29
2．4．3　C51語(yǔ)言的基本運(yùn)算符…………………………………………………………… 35
2．5　C51語(yǔ)言的循環(huán)結(jié)構(gòu)語(yǔ)句……………………………………………………………… 38
2．5．1　while語(yǔ)句………………………………………………………………………… 39
2．5．2　do while語(yǔ)句…………………………………………………………………… 40
2．5．3　for語(yǔ)句…………………………………………………………………………… 41
2．5．4　循環(huán)的嵌套………………………………………………………………………… 43
2．5．5　表達(dá)式語(yǔ)句和復(fù)合語(yǔ)句…………………………………………………………… 43
2．6　C51語(yǔ)言的函數(shù)………………………………………………………………………… 44
2．6．1　函數(shù)的定義………………………………………………………………………… 45
2．6．2　函數(shù)的調(diào)用………………………………………………………………………… 46
2．6．3　被調(diào)函數(shù)的說(shuō)明…………………………………………………………………… 46
2．6．4　函數(shù)的聲明………………………………………………………………………… 47
2．6．5　局部變量和全局變量……………………………………………………………… 48
2．7　任務(wù)實(shí)施———LED燈控制…………………………………………………………… 50
2．7．1　仿真硬件電路……………………………………………………………………… 50
2．7．2　仿真程序設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 50
2．8　能力拓展———LED燈花樣顯示……………………………………………………… 53
2．8．1　硬件電路…………………………………………………………………………… 53
2．8．2　軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 54
學(xué)習(xí)情境3　數(shù)碼管的顯示…………………………………………………………………… 56
3．1　數(shù)組的基本知識(shí)………………………………………………………………………… 56
3．1．1　數(shù)組的定義………………………………………………………………………… 56
3．1．2　數(shù)組的元素………………………………………………………………………… 57
3．1．3　數(shù)組的賦值………………………………………………………………………… 57
3．1．4　二維數(shù)組…………………………………………………………………………… 58
3．1．5　字符數(shù)組…………………………………………………………………………… 58
3．2　分支結(jié)構(gòu)程序…………………………………………………………………………… 59
3．2．1　if語(yǔ)句的幾種形式………………………………………………………………… 59
3．2．2　if語(yǔ)句的嵌套……………………………………………………………………… 61
3．2．3　條件表達(dá)式………………………………………………………………………… 62
3．3　單片機(jī)中斷系統(tǒng)………………………………………………………………………… 63
3．3．1　中斷系統(tǒng)概念……………………………………………………………………… 63
3．3．2　中斷源及中斷請(qǐng)求標(biāo)志…………………………………………………………… 64
3．3．3　中斷系統(tǒng)的控制寄存器…………………………………………………………… 65
3．4　任務(wù)實(shí)施———數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示……………………………………………………… 67
3．4．1　數(shù)碼管基礎(chǔ)………………………………………………………………………… 67
3．4．2　基本原理…………………………………………………………………………… 68
3．4．3　硬件電路…………………………………………………………………………… 69
3．4．4　軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 69
3．5　能力拓展———車流量統(tǒng)計(jì)器…………………………………………………………… 73
3．5．1　硬件電路及接口…………………………………………………………………… 73
3．5．2　車流量統(tǒng)計(jì)程序…………………………………………………………………… 74
學(xué)習(xí)情境4　定時(shí)器…………………………………………………………………………… 77
4．1　單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器………………………………………………………………… 77
4．1．1　工作原理…………………………………………………………………………… 77
4．1．2　定時(shí)器寄存器……………………………………………………………………… 78
4．1．3　工作方式…………………………………………………………………………… 79
4．2　任務(wù)實(shí)施———數(shù)碼管的使用…………………………………………………………… 81
4．2．1　數(shù)碼管電路與單片機(jī)接口………………………………………………………… 81
4．2．2　數(shù)碼管顯示程序…………………………………………………………………… 82
4．3　能力拓展———定時(shí)器典型應(yīng)用………………………………………………………… 84
4．3．1　PWM 的調(diào)光實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 84
4．3．2　數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 90
學(xué)習(xí)情境5　人機(jī)信息交互…………………………………………………………………… 94
5．1　C51語(yǔ)言分支結(jié)構(gòu)程序………………………………………………………………… 94
5．1．1　break語(yǔ)句………………………………………………………………………… 94
5．1．2　continue語(yǔ)句……………………………………………………………………… 94
5．1．3　switch語(yǔ)句……………………………………………………………………… 96
5．2　任務(wù)實(shí)施———按鍵的應(yīng)用……………………………………………………………… 97
5．2．1　獨(dú)立式按鍵………………………………………………………………………… 97
5．2．2　矩陣式按鍵……………………………………………………………………… 100
5．3　能力拓展———一鍵多功能…………………………………………………………… 104
5．3．1　硬件電路………………………………………………………………………… 104
5．3．2　程序設(shè)計(jì)………………………………………………………………………… 106
學(xué)習(xí)情境6　串行通信技術(shù)應(yīng)用……………………………………………………………… 108
6．1　串行通信理論知識(shí)…………………………………………………………………… 108
6．1．1　串行通信的概念………………………………………………………………… 108
6．1．2　串行通信的分類………………………………………………………………… 109
6．1．3　通信方向分類…………………………………………………………………… 110
6．1．4　串行接口寄存器………………………………………………………………… 110
6．1．5　串行口的工作方式……………………………………………………………… 112
6．1．6　串行口波特率…………………………………………………………………… 113
6．2　串口通信硬件電路…………………………………………………………………… 114
6．2．1　單片機(jī)控制電路………………………………………………………………… 114
6．2．2　電平信號(hào)轉(zhuǎn)換電路……………………………………………………………… 114
6．3　任務(wù)實(shí)施———串口通信的基本應(yīng)用………………………………………………… 115
6．4　能力拓展———基于串口的蜂鳴器控制……………………………………………… 117
學(xué)習(xí)情境7　液晶顯示實(shí)現(xiàn)…………………………………………………………………… 120
7．1　多C源文件的初步認(rèn)識(shí)……………………………………………………………… 120
7．2　液晶顯示器的介紹…………………………………………………………………… 121????????????????????????????????????????????????????????????
7．2．1　1602液晶顯示器………………………………………………………………… 122
7．2．2　12864液晶顯示器……………………………………………………………… 127
7．3　任務(wù)實(shí)施———LCD1602液晶顯示…………………………………………………… 132
7．4　能力拓展———LCD12864顯示圖片………………………………………………… 137
學(xué)習(xí)情境8　電子萬(wàn)年歷應(yīng)用………………………………………………………………… 148
8．1　BCD碼介紹…………………………………………………………………………… 148
8．1．1　基本概念………………………………………………………………………… 148
8．1．2　運(yùn)算規(guī)則………………………………………………………………………… 148
8．2　SPI總線介紹………………………………………………………………………… 149
8．2．1　基本概念………………………………………………………………………… 149
8．2．2　工作模式………………………………………………………………………… 150
8．3　DS1302芯片介紹……………………………………………………………………… 152
8．3．1　DS1302芯片簡(jiǎn)介………………………………………………………………… 152
8．3．2　DS1302的硬件信息……………………………………………………………… 152
8．3．3　DS1302寄存器介紹……………………………………………………………… 153
8．3．4　DS1302通信時(shí)序介紹…………………………………………………………… 155
8．4　任務(wù)實(shí)施———電子萬(wàn)年歷應(yīng)用……………………………………………………… 156
8．4．1　仿真硬件電路…………………………………………………………………… 156
8．4．2　仿真程序設(shè)計(jì)…………………………………………………………………… 157
8．5　能力拓展———可更改的電子萬(wàn)年歷應(yīng)用…………………………………………… 162
8．5．1　硬件電路………………………………………………………………………… 163
8．5．2　程序設(shè)計(jì)………………………………………………………………………… 163
學(xué)習(xí)情境9　簡(jiǎn)易電壓表和信號(hào)發(fā)生器的應(yīng)用……………………………………………… 169
9．1　A/D和D/A 轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)知識(shí)……………………………………………………… 169
9．1．1　DAC概念及工作原理…………………………………………………………… 169
9．1．2　DAC的主要指標(biāo)………………………………………………………………… 170
9．1．3　ADC概念及工作原理…………………………………………………………… 171
9．1．4　ADC的主要指標(biāo)………………………………………………………………… 172
9．2　PCF8591的ADC和DAC實(shí)現(xiàn)……………………………………………………… 174
9．2．1　PCF8591芯片介紹……………………………………………………………… 174
9．2．2　PCF8591的ADC和DAC使用流程…………………………………………… 175
9．3　任務(wù)實(shí)施———簡(jiǎn)易電壓表仿真應(yīng)用………………………………………………… 178
9．3．1　仿真硬件電路…………………………………………………………………… 178
9．3．2　仿真軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………… 179
9．4　能力拓展———簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器的應(yīng)用……………………………………………… 185
9．4．1　硬件電路………………………………………………………………………… 185
9．4．2　軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………………………… 187
學(xué)習(xí)情境10　斷電信息保存技術(shù)…………………………………………………………… 190
10．1　I2C總線基礎(chǔ)知識(shí)…………………………………………………………………… 190
10．1．1　I2C總線時(shí)序…………………………………………………………………… 190
10．1．2　I2C總線尋址模式……………………………………………………………… 191
10．1．3　I2C總線工作過(guò)程……………………………………………………………… 193
10．2　EEPROM 芯片……………………………………………………………………… 194
10．2．1　EEPROM 基本知識(shí)…………………………………………………………… 194
10．2．2　EEPROM 芯片———AT24C02………………………………………………… 195
10．2．3　EEPROM 硬件電路及接口…………………………………………………… 196
10．3　任務(wù)實(shí)施———斷電信息保存技術(shù)…………………………………………………… 197
10．4　能力拓展———多個(gè)EEPROM 器件操作…………………………………………… 203
課后作業(yè)………………………………………………………………………………………… 209
附錄A　KeilC51軟件使用…………………………………………………………………… 218
附錄B　AT89S52 單片機(jī)燒寫軟件…………………………………………………………… 226
附錄C　常用的C51標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)…………………………………………………………… 231
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………… 234