本書是作者在單片機(jī)教學(xué)與開發(fā)應(yīng)用過程中,將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)與案例設(shè)計(jì)中的心得體會(huì)相結(jié)合,以實(shí)際應(yīng)用為主線,對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)加以總結(jié)、整理而成的。
本書分為三個(gè)部分,第一部分為單片機(jī)常用軟件及基本理論,第二部分為單片機(jī)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng),第三部分為單片機(jī)案例設(shè)計(jì)。本書的特色是強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué),每個(gè)模塊實(shí)訓(xùn)又介紹了必需的基礎(chǔ)理論知識(shí),將理論徹底融入實(shí)訓(xùn)教學(xué)中。本書所有實(shí)例都有詳細(xì)說明和程序設(shè)計(jì)流程,并在Proteus電子設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行了仿真。本書中各項(xiàng)目之間的內(nèi)容既相互關(guān)聯(lián),又獨(dú)立成篇。
本書既可作為理論教材,也可作為實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教材,是真正的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教材。為了方便教學(xué),本書還配有電子課件及仿真程序等教學(xué)資源包,電子課件可以在“我們愛讀書”網(wǎng)(www.ibook4us.com)瀏覽,任課教師可以發(fā)郵件至hustpeiit@163.com索取。
本書可作為應(yīng)用型本科院校及高職高專院校的電子、電氣、自動(dòng)化、機(jī)電、通信、計(jì)算機(jī)等專業(yè)的相關(guān)課程教材,也可作為單片機(jī)應(yīng)用能力的培訓(xùn)教材,還可供進(jìn)行單片機(jī)課程設(shè)計(jì)、電子競(jìng)賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生及廣大從事單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的工程技術(shù)人員參考。
本書具有以下特色與創(chuàng)新。1. 精簡(jiǎn)了理論知識(shí)的講解,加強(qiáng)了具體使用的介紹。本書的第1部分為單片機(jī)常用軟件及基本理論。主要講述了以下內(nèi)容:Keil C51開發(fā)工具的安裝與使用、Proteus仿真軟件的安裝與使用、單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理、單片機(jī)的C51基礎(chǔ)知識(shí)等。C51編程簡(jiǎn)潔靈活,可移植性強(qiáng)。Proteus計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以有效地降低模塊制作的風(fēng)險(xiǎn),通過Proteus仿真,讓學(xué)生掌握該仿真軟件并完成編程。使用本書的教師,可以按照項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué),而無須再另行購買理論教材。2. 實(shí)踐教學(xué)特色。本書的第2部分為單片機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)。本書將實(shí)踐教學(xué)從實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槟K實(shí)訓(xùn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)的主要工作是調(diào)試程序,然后連接好電路把調(diào)試好的程序?qū)脒M(jìn)去,實(shí)驗(yàn)就完成了。模塊實(shí)訓(xùn)教學(xué)則是把大的系統(tǒng)分割為若干小單元,并分別完成硬件和軟件的設(shè)計(jì)。例如,分割為基本系統(tǒng)單元、流水燈單元、數(shù)碼管單元、4×4鍵盤單元、8×8點(diǎn)陣單元等。每個(gè)小單元制作完畢后,又會(huì)將它們有機(jī)組合在一起,實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能。本書的所有章節(jié),均是編者多年來進(jìn)行模塊實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),每個(gè)模塊均包含功能仿真、程序代碼、元器件清單及制作心得等部分。使用本書的教師,可以根據(jù)本校的實(shí)際教學(xué)情況及需要,進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜∩帷?. 創(chuàng)新培養(yǎng)模式本書的編者在從事單片機(jī)教學(xué)的同時(shí),多年來也一直擔(dān)任電子競(jìng)賽的指導(dǎo)教師。通過各種類型的比賽,可以讓學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中,學(xué)生通過實(shí)際的競(jìng)賽,才知道自己的不足,教師也能知道教學(xué)中存在的問題。這樣,教和學(xué)就會(huì)在實(shí)際的動(dòng)手操作中得到真正的檢驗(yàn),如此培養(yǎng)出來的學(xué)生也更加符合預(yù)期的要求和社會(huì)的期望。
“單片機(jī)原理與應(yīng)用”是工科類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是自動(dòng)化、電子信息工程、集成電路工程、電氣工程及其自動(dòng)化、機(jī)械電子工程等專業(yè)學(xué)生必須要掌握的一門基本技能。學(xué)生在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子競(jìng)賽及社會(huì)實(shí)踐中會(huì)廣泛應(yīng)用到單片機(jī)知識(shí)。
如何在較短時(shí)間內(nèi)掌握單片機(jī)原理,具備應(yīng)用單片機(jī)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力?編者圍繞這個(gè)主題,完成了兩個(gè)課題:2014年廣東省本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程和高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目、2016廣東省普通高校特色創(chuàng)新類項(xiàng)目(教育科研類)。經(jīng)過編者多年的不懈努力,以及對(duì)長(zhǎng)期的教學(xué)和科研進(jìn)行總結(jié),才有了編寫本書的基礎(chǔ)。本書由編者近年來的專題講稿整理而成,具有極強(qiáng)的實(shí)踐性。
本書以專題的形式從原理知識(shí)到電路設(shè)計(jì),從解決問題的思路到程序流程設(shè)計(jì),以及從虛擬仿真到實(shí)物制作這三個(gè)方面,對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說明。書中各項(xiàng)目之間既相互關(guān)聯(lián),又獨(dú)立成篇。本書具有以下特色創(chuàng)新。
1.理論簡(jiǎn)明扼要
本書的第1部分為單片機(jī)常用軟件及基本理論。主要講述了以下內(nèi)容:Keil C51開發(fā)工具的安裝與使用、Proteus仿真軟件的安裝與使用、單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理、單片機(jī)的C51基礎(chǔ)知識(shí)等。C51編程簡(jiǎn)潔靈活,可移植性強(qiáng)。Proteus計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以有效地降低模塊制作的風(fēng)險(xiǎn),通過Proteus仿真,讓學(xué)生掌握該仿真軟件并完成編程。使用該教材的教師,可以按照項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué),而無須再另行購買理論教材。
2.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)特色
本書的第二部分為單片機(jī)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)。本書將實(shí)踐教學(xué)從實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槟K實(shí)訓(xùn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)的主要工作是調(diào)試程序,然后連接好電路把調(diào)試好的程序?qū)脒M(jìn)去,實(shí)驗(yàn)就完成了。模塊實(shí)訓(xùn)教學(xué)則是把大的系統(tǒng)分割為若干小單元,并分別完成硬件和軟件的設(shè)計(jì)。例如,分割為基本系統(tǒng)單元、流水燈單元、數(shù)碼管單元、4×4鍵盤單元、8×8點(diǎn)陣單元等。每個(gè)小單元制作完畢后,又會(huì)將它們有機(jī)組合在一起,實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能。
本書的所有章節(jié),均是編者多年來進(jìn)行模塊實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),每個(gè)模塊均包含功能仿真、程序代碼、元器件清單及制作心得等部分。使用本書的教師,可以根據(jù)本校的實(shí)際教學(xué)情況及需要,進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜∩帷?
3.創(chuàng)新培養(yǎng)模式
本書的編者在從事單片機(jī)教學(xué)的同時(shí),多年來也一直擔(dān)任電子競(jìng)賽的指導(dǎo)教師。圍繞二者的關(guān)系,編者在2014年9月—2016年7月間,完成“學(xué)科競(jìng)賽對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)踐與研究”課題。通過各種類型的比賽,可以讓學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中,學(xué)生通過實(shí)際的競(jìng)賽,才知道自己的不足,教師也能知道教學(xué)中存在的問題。這樣,教和學(xué)就會(huì)在實(shí)際的動(dòng)手操作中得到真正的檢驗(yàn),如此培養(yǎng)出來的學(xué)生也更加符合預(yù)期的要求和社會(huì)的期望。八年的教學(xué)改革,六年的學(xué)科競(jìng)賽,去粗存精,本書的成稿正是對(duì)以往工作的總結(jié)和歸納。
本書共分為三個(gè)部分。第1部分介紹了Keil C51和Proteus軟件的安裝及使用、單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理、單片機(jī)的C51基礎(chǔ)知識(shí)。第2部分介紹了單片機(jī)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng),項(xiàng)目2.1~項(xiàng)目2.5介紹了單片機(jī)與常用外部設(shè)備接口電路,項(xiàng)目2.6~項(xiàng)目2.8介紹了單片機(jī)中斷系統(tǒng)的應(yīng)用,項(xiàng)目2.9~項(xiàng)目2.10介紹了單片機(jī)與液晶顯示器的接口電路,項(xiàng)目2.11~項(xiàng)目2.12介紹了單片機(jī)與D/A及A/D的接口電路,項(xiàng)目2.13~項(xiàng)目2.14介紹了單片機(jī)與電動(dòng)機(jī)的接口電路,項(xiàng)目2.15介紹了單片機(jī)與溫度傳感器的接口電路。第3部分介紹了單片機(jī)案例設(shè)計(jì)。
本書由陳朝大副教授、李杏彩、張志亮擔(dān)任主編,由呂志勝、龍志、李祖明、李穎瓊、張凌志擔(dān)任副主編,由陳朝大負(fù)責(zé)統(tǒng)稿工作。由博士生導(dǎo)師郭鐘寧教授擔(dān)任主審,郭鐘寧教授在審閱本教材時(shí)提出了許多寶貴的意見和建議,在此我們表示衷心的感謝!同時(shí)還要感謝梁福弟老師的支持,謝謝!
為了方便教學(xué),本書還配有電子課件及仿真程序等教學(xué)資源包,電子課件可以在“我們愛讀書”網(wǎng)(www.ibook4us.com)瀏覽,任課教師可以發(fā)郵件至hustpeiit@163.com索取。
盡管編者力圖將單片機(jī)原理與應(yīng)用表述得全面而深刻,使之成為單片機(jī)技術(shù)特色教材,但由于編者的水平所限,書中難免存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤,敬請(qǐng)廣大讀者和同行批評(píng)、指正。
第1部分單片機(jī)常用軟件及基本理論/1
項(xiàng)目1.1Keil C51開發(fā)工具的安裝與使用/1
項(xiàng)目1.2Proteus仿真軟件的安裝與使用/7
項(xiàng)目1.3單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理/14
項(xiàng)目1.4單片機(jī)的C51基礎(chǔ)知識(shí)/24
第2部分單片機(jī)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)/34
項(xiàng)目2.1基本系統(tǒng)單元制作(亮燈實(shí)驗(yàn))/34
項(xiàng)目2.1流水燈/38
項(xiàng)目2.3數(shù)碼管/41
項(xiàng)目2.48×8點(diǎn)陣/46
項(xiàng)目2.54×4鍵盤接口電路/51
項(xiàng)目2.6中斷(INT0、INT1)/60
項(xiàng)目2.7定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(T0、T1)/65
項(xiàng)目2.8雙機(jī)通信(串行口)/73
項(xiàng)目2.9液晶顯示器LCD1602/87
項(xiàng)目2.10液晶顯示器LCD12864/97
項(xiàng)目2.11單片機(jī)與D/A接口電路/115
項(xiàng)目2.12單片機(jī)與A/D接口電路/120
項(xiàng)目2.13單片機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)/124
項(xiàng)目2.14單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)/131
項(xiàng)目2.15溫度傳感器DS18B20/141
第3部分單片機(jī)案例設(shè)計(jì)/152
項(xiàng)目3.1基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)/152
項(xiàng)目3.2出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)/161
項(xiàng)目3.3八路搶答器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)/166
項(xiàng)目3.4基于單片機(jī)的語音錄放模塊/174
項(xiàng)目3.5機(jī)械臂伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)/183
項(xiàng)目3.6紅外遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)/190
項(xiàng)目3.7電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)/195
項(xiàng)目3.8電子萬年歷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)/199
項(xiàng)目3.9煤氣檢漏儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)——基于MQ-7的一氧化碳檢測(cè)/204
項(xiàng)目3.10超聲波測(cè)距的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)——基于單片機(jī)的小車避障系統(tǒng)/212
參考文獻(xiàn)/218