单片机应用技术案例教程（C语言版）

定　　价：37 元

• 作者：欧启标 主编
• 出版时间：2017/8/1
• ISBN：9787121316609
• 出 版 社：电子工业出版社

• 中图法分类：TP368.1 
• 纸张：胶版纸
• 版次：1
• 开本：16开

内容简介

本书主要包括15个项目：项目1和项目2介绍单片机开发系统及单片机的硬件结构；项目3简单介绍单片机C语言及应用C语言进行编程的注意事项；项目4～项目7介绍单片机的I/O口、定时器、中断及串行口等资源；项目8和项目9介绍机械按键的识别；项目10和项目11介绍液晶屏显示技术，主要介绍 LCD1602和LCD12864；项目12介绍 A/D和D/A转换技术的实现；项目13介绍温度传感器DS18B20；项目14 介绍时钟芯片DS1302；项目15 为综合设计，设计一个可调电子钟。本书可作为高职高专院校和应用型本科学校工科类专业学生的教材，也可以作为工程技术人员和单片机开发爱好者的参考用书。

序 言

现代科学技术发展迅速，通用计算机的使用越来越普遍，但在很多设备的按键处理，一些简单的仪表控制、智能玩具和各种LED灯带中，还可以看到在大量应用的单片机。而且，物美价廉的单片机也一直朝着更低功耗、更快速度的方向进步。更为重要的是，作为一款入门级的处理器，通过对单片机的学习，学习者可以知道处理器是如何与外部电路互动的，这对学习更高级的处理器无疑有很大的帮助。所以，开设单片机的课程具有重要的意义。

本书从内容与方法、教与学等方面全方位体现了嵌入式应用的特点，这些特点主要包含以下几个方面。

1．完全从应用和职业岗位出发对全书内容进行组织和编排

目前的单片机在以下几个方面应用最广泛：（1）按键的识别；（2）PWM调制；（3）中断；（4）控制LCD12864显示；（5）简单的仪表设计。在按键的识别方面，使用状态机方法比扫描法和反转法具有更高的效率，且组合键、连击、长按等有大量应用，为此，本书专门安排了2个案例对这些应用进行介绍。在PWM调制方面，目前市面所见的很多LED灯带使用单片机的PWM功能进行调制，为此，书中也安排了2个案例对PWM进行了学习。在中断的应用方面，书中对外部中断和定时器中断进行了重点介绍。在显示屏方面，LCD12864比LCD1602应用范围更广，基于此，我们安排了6个案例对LCD12864进行了全面的介绍和学习，这6个案例涵盖了LCD12864的绝大部分应用。在简单仪表设计方面，书中精心设计了1个可调电子钟案例来进行这方面的学习和介绍，读者可以通过这个案例和LCD12864中介绍的反白效果，开发出简单实用的嵌入式菜单。除了以上所列内容，针对常见的A/D和D/A转换、单总线、SPI总线的学习都做了专门介绍并有实例相对应。这些设计技术使单片机教学与职业岗位的要求一致。

2．从易学性和应用性出发，全书采用C语言进行教学，并引入模块化编程思想

应用C语言编写的程序直观易读、可移植性强，编程风格也更加人性化，有利于学生掌握和学习。同时，在实际的项目开发中，一个项目往往涉及多个模块的组合应用，为此，书中引入了模块化编程的思想。采用这种思想编程，程序的可读性和可移植性更好。为方便读者学习和理解，书中安排了4个案例来引导读者学习和掌握这种思想。

3．编写形式直观生动，内容连贯，可读性强

每个项目都有项目介绍，用于说明每个项目学习的是什么、需要使用什么工具以及该如何学习。另外，书中重要的源代码都配有详细的注释，方便读者阅读。

4．综合性和实用性更强

单片机的学习是对前面学习的模电、数电、C语言知识的综合运用，是嵌入式学习中软硬结合的第一步。尤其是C语言，可谓单片机学习的命门。本书针对C语言在单片机中的应用，专门列举了常见的应用问题，并给出了注释的规范。所以通过本书的学习，可以进一步巩固C语言知识，并提高综合应用这些知识解决实际问题的能力。另外，在所有的有菜单的项目的开发中不可避免要涉及菜单项的选择，这里面包含着按键移动的处理、反白效果的实现等功能，通过本书的最后一个综合设计的学习，读者可以轻松掌握这方面的知识。

5．丰富的案例涵盖了单片机的大部分应用

本书针对各个知识点共安排了32个案例，这些案例涵盖了单片机学习的绝大部分应用。最后，为了后续嵌入式学习的考虑，在书中亦安排了字模提取软件的内容。

本书由校企联合编写，参考学时数为80学时，在使用时可根据具体教学情况酌情增减。参与本书编写的人员主要有欧启标、邓云、刘建圻、赵振廷等。其中欧启标对本书的编写思路与大纲进行了总体策划，编写了本书的大部分内容并进行了统稿。邓云编写了项目5，刘建圻编写了项目8，赵振廷编写了项目10，欧启标编写了其余项目。学生郭林杰、黄存营、周善高、梁程、黄灏辉等对书中的程序进行了反复测试以确保其正确性，同时李建波、张永亮、黄练、熊冬青、赵金洪等老师也给予了大力支持和帮助，在此表示感谢。广东祥新光电科技有限公司的工程师吴良年为串口通信、状态机、DS18B20以及最后的综合设计提供了大量的企业参考案例，在此一并表示感谢。

为了方便教学，本书配有免费的电子教学课件和习题答案、C语言源程序等资料，请有需要的读者登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）免费注册后下载，如果需要其他教学资源，可以联系作者（邮箱：[e-mail]）索取。另外，书中部分项目使用了Proteus仿真元件，相关信息可以参考附录A。

由于时间紧迫和编者水平有限，书中的错误和缺点在所难免，热忱欢迎各位读者对本书提出批评与建议。

编 者

作者介绍

欧启标，广东机电职业技术学院教师，副教授，长期担任学校单片机课程的主讲教师，以及带学生参加各级技能大赛，并取得奖项。

目 录

项目1　单片机及其开发系统（1）
任务1-1　控制1颗LED发光二极管闪烁（1）
1.1　51单片机的引脚排列及其功能（14）
1.2　单片机最小应用系统（15）
1.2.1　时钟电路（15）
1.2.2　复位电路（17）
习题1（18）
项目2　单片机的内部结构及其存储系统（19）
任务2-1　流水灯效果的实现（19）
2.1　51单片机的内部结构（21）
2.2　单片机的存储系统（23）
2.2.1　数据存储器（23）
2.2.2 程序存储器（26）
习题2（27）
项目3　认识单片机C语言（30）
任务3-1　呼吸灯效果的实现（30）
3.1　C51的数据类型及数据的存储（32）
3.1.1　C51支持的数据类型（32）
3.1.2 C51的存储类型及其与单片机存储空间的对应关系（35）
3.1.3 C51的存储模式（36）
3.1.4　C51的关键字（38）
3.2 单片机C51基础（38）
3.2.1 用#define和typedef定义类型别名（38）
3.2.2　一些常见的运算符问题（39）
3.2.3　文件包含（40）
3.2.4　模块化编程基础（40）
3.2.5　关于注释（41）
3.2.6　C51中的延时函数及对应的延时时间（42）
习题3（43）
项目4　单片机的I/O口及其应用（45）
任务4-1　数码管的显示控制实现（45）
4.1　单片机I/O接口的内部结构及其功能（47）
4.1.1　P0口（47）
4.1.2　P1口（49）
4.1.3　P2口（50）
4.1.4　P3口（50）
4.2　I/O口应用电路接口设计（51）
4.2.1　驱动小功率发光二极管（51）
4.2.2　驱动蜂鸣器发声（52）
任务4-2　蜂鸣器发声控制（52）
4.2.3　驱动继电器（53）
4.2.4　控制数码管显示（55）
任务4-3　应用单片机的I/O口控制4位数码管动态显示（57）
习题4（59）
项目5　认识单片机的定时器（61）
任务5-1 数码管的显示控制实现（61）
5.1　单片机定时/计数器的内部结构（62）
5.2　单片机定时/计数器的工作方式（65）
5.3　单片机定时/计数器的应用（66）
任务5-2　利用单片机的定时器延时实现呼吸灯效果（67）
习题5（68）
项目6　认识单片机的中断（71）
任务6-1　使用单片机的外部中断71）
6.1　单片机中断的概念（73）
6.2　单片机中断系统的结构（74）
6.3　单片机中断的响应过程（77）
6.4 中断函数的格式（79）
6.5　中断的嵌套（80）
6.6　中断的优点（81）
任务6-2　学习使用单片机定时器中断（81）
习题6（82）
项目7　认识单片机的串行口（85）
任务7-1 使用单片机的串行口进行数据的传输（85）
7.1 串口通信基础知识（90）
7.1.1 串行通信和并行通信（90）
7.1.2 串行通信的分类及特点（90）
7.2 单片机的串行口（92）
7.3 单片机串行口的工作方式及波特率的约定（94）
7.3.1 工作方式0（94）
任务7-2 单片机串行口工作于方式0时的使用方式（95）
7.3.2 工作方式1（96）
任务7-3 单片机串行口工作于方式1时的使用方式（97）
7.3.3 工作方式2和工作方式3（99）
7.4 单片机串行口的应用编程（101）
习题7（101）
项目8 键盘接口技术基础（103）
任务8-1 使用单片机的I/O口控制发光二极管的闪烁（103）
8.1 独立式按键（105）
8.2 矩阵式键盘（106）
8.2.1 逐行扫描法（106）
任务8-2 学习使用扫描法识别矩阵键盘的键值（107）
8.2.2 线反转法（112）
任务8-3 使用反转法识别键值并送数码管显示（113）
习题8（114）
项目9 基于状态机思想的按键识别（115）
任务9-1 使用状态机实现对机械按键被按下的识别（115）
9.1 状态机基础（123）
9.2 应用状态机思想实现按键识别（123）
9.3 应用状态机思想判断组合键（124）
9.4 应用状态机实现按键长按及连发（127）
习题9（127）
项目10 LCD1602液晶屏显示技术（128）
任务10-1 使用液晶屏LCD1602显示字符串（128）
10.1 LCD1602液晶显示屏基础知识（131）
10.1.1 LCD1602液晶显示屏的引脚结构（131）
10.1.2 LCD1602的存储器结构（132）
10.1.3 LCD1602的指令集（133）
10.2 LCD1602与单片机的接口技术及其应用（134）
习题10（135）
项目11 LCD12864液晶屏显示技术（136）
任务11-1 使用单片机控制LCD12864显示字符（136）
11.1 LCD12864液晶显示屏基础知识（139）
11.2 QC12864B的指令系统、读写时序及初始化流程（141）
11.2.1 QC12864B的指令系统（141）
11.2.2 QC12864B的读/写时序（142）
11.2.3 对QC12864B的初始化（143）
11.3 QC12864B的存储器结构（143）
11.4 DDRAM、GDRAM与屏幕的映射关系（145）
11.4.1 DDRAM与屏幕的映射关系（145）
任务11-2 应用DDRAM在屏幕上显示汉字（146）
11.4.2 GDRAM与屏幕的映射关系（148）
任务11-3 熟悉GDRAM与屏幕的映射关系（149）
11.5 QC12864B的其他应用（152）
11.5.1 CGRAM及其应用（152）
任务11-4 使用QC12864B的CGRAM显示汉字（153）
11.5.2 全屏卷动（卷屏）的实现（157）
任务11-5 使用QC12864B实现字幕滚动（157）
11.5.3 反白效果的实现（161）
任务11-6 QC12864B反白效果的实现（161）
习题11（164）
项目12 A/D和D/A转换技术的实现（166）
任务12-1　使用ADC0809将模拟信号转换为数字信号（166）
12.1 A/D转换（169）
12.1.1 A/D转换概述（169）
12.1.2 A/D转换芯片ADC0809（170）
任务12-2 设计简易数字电压表（172）
12.2 D/A转换（180）
任务12-3 认识D/A转换（180）
12.2.1 D/A转换概述（181）
12.2.2 DAC0832的引脚结构及内部组成（182）
12.2.3 DAC0832的输入数字量与输出电流的关系（183）
12.2.4 DAC0832的主要技术参数（184）
12.2.5 单片机与DAC0832的接口技术及其简单应用（184）
任务12-4 设计锯齿波信号发生器（185）
任务12-5 采用DAC0832实现两路信号的输出（187）
习题12（190）
项目13 温度传感器DS18B20（191）
任务13-1 使用温度传感器DS18B20进行温度的测量（191）
13.1 DS18B20基础知识（197）
13.1.1 DS18B20的引脚结构（198）
13.1.2 DS18B20的存储器结构（198）
13.2 DS18B20与单片机系统的接口技术（201）
13.2.1 单个DS18B20与单片机系统的连接（201）
13.2.2 单片机读DS18B20所测得的温度（201）
13.2.3 单片机读写DS18B20的时序（202）
习题13（205）
项目14 时钟芯片DS1302（206）
任务14-1 使用时钟芯片DS1302记录时间（206）
14.1 DS1302的基础知识（211）
14.1.1 DS1302引脚结构（212）
14.1.2 DS1302内部的存储单元（212）
14.1.3 DS1302命令字（212）
14.2 DS1302与单片机系统的接口技术（213）
14.2.1 DS1302与单片机系统连接的硬件电路（213）
14.2.2 DS1302读写时序及相关操作（214）
习题14（215）
项目15 设计可调电子钟（216）
任务15-1 应用单片机的资源及外围设备进行综合设计（216）
习题15（235）
附录A Proteus仿真元件清单（236）
参考文献（237）