单片机应用技术项目教程(微课版)/郭志勇

项目一　发光二极管LED控制　1

1.1　任务1 点亮一个LED　2

1.1.1　用Proteus设计第 一个LED控制电路　2

1.1.2　用Keil C51设计第 一个C语言LED控制程序　6

1.1.3　用Proteus仿真运行调试　10

1.2　认识单片机　12

1.2.1　单片机概述　12

1.2.2　STC89C52系列单片机的基本结构　16

1.2.3　STC89C52单片机引脚功能　16

1.2.4　单片机*小系统　19

【技能训练1-1】单片机控制LED闪烁　21

1.3　任务2 LED控制电路焊接制作与调试　23

1.3.1　LED控制电路设计　23

1.3.2　LED控制电路焊接　23

1.3.3　LED控制程序下载与调试　24

1.4　任务3 声光报警器　27

1.4.1　声光报警器电路设计　27

1.4.2　声光报警器程序设计　28

【技能训练1-2】开关控制声光报警器　29

1.4.3　C语言程序的基本构成　31

1.4.4　C语言基本语句　32

关键知识点小结　33

问题与讨论　34

项目二　LED循环点亮控制　36

2.1　任务4 LED循环点亮控制　37

2.1.1　LED循环点亮电路设计　37

2.1.2　LED循环点亮程序设计　38

2.1.3　LED循环点亮控制电路焊接制作　39

2.1.4　并行I/O端口电路　40

【技能训练2-1】P0口外接上拉电阻　43

2.2　MCS-51单片机内存空间　44

2.2.1　数据存储器　45

2.2.2　特殊功能寄存器　46

2.2.3　“头文件包含”处理　49

2.2.4　程序存储器　51

2.3　任务5 开关控制LED循环点亮　52

2.3.1　开关控制LED循环点亮电路设计　52

2.3.2　开关控制LED循环点亮程序设计　52

2.3.3　C51数据类型　54

2.3.4　C语言常量与变量　57

【技能训练2-2】汽车转向灯控制设计　59

2.4　任务6 步进电机控制　61

2.4.1　认识步进电机　61

2.4.2　步进电机控制电路设计　62

2.4.3　步进电机控制程序设计　63

【技能训练2-3】基于ULN2003A的继电器驱动电路设计　64

关键知识点小结　66

问题与讨论　67

项目三　数码管显示控制　69

3.1　任务7 数码管循环显示0～9　70

3.1.1　认识数码管　70

3.1.2　数码管循环显示0～9电路设计　72

3.1.3　数码管显示程序设计　73

3.1.4　数码管循环显示0~9电路焊接制作　74

【技能训练3-1】共阳极LED数码管应用　75

3.2　C语言语句结构　76

3.2.1　关系运算符和关系表达式　76

3.2.2　逻辑运算符和逻辑表达式　77

3.2.3　if语句　78

3.2.4　switch语句　79

3.2.5　循环结构控制语句　80

3.2.6　break语句和continue语句　83

3.3　任务8 0～99计数器显示（静态显示）　83

3.3.1　0～99计数显示电路设计　83

3.3.2　0～99计数显示程序设计　84

3.3.3　C语言函数　86

【技能训练3-2】使用74LS47实现0～99计数显示　88

3.4　任务9 数码管动态扫描显示　90

3.4.1　数码管动态扫描显示电路设计　90

3.4.2　数码管动态显示程序设计　91

3.4.3　C语言数组　92

3.4.4　C51中的位操作　95

关键知识点小结　97

问题与讨论　98

项目四　键盘的设计与实现　100

4.1　任务10 独立式键盘设计与实现　101

4.1.1　认识键盘　101

4.1.2　独立式键盘电路设计　102

4.1.3　独立式键盘程序设计　102

4.1.4　独立式键盘电路焊接制作　104

4.1.5　键盘防抖动措施　104

【技能训练4-1】一键多功能按键识别设计与实现　106

4.2　任务11 矩阵式键盘设计与实现　107

4.2.1　矩阵式键盘的结构与原理　107

4.2.2　矩阵式键盘电路设计　109

4.2.3　矩阵式键盘程序设计　110

4.3　任务12 中断方式矩阵式键盘　112

4.3.1　中断概念　112

4.3.2　中断方式矩阵式键盘电路设计　113

4.3.3　中断方式矩阵式键盘程序设计　114

4.4　MCS-51单片机中断系统　115

4.4.1　单片机中断源　115

4.4.2　中断系统结构　115

4.4.3　与中断有关的4个特殊功能寄存器　116

4.4.4　中断处理过程　119

4.4.5　C51中断服务函数　121

【技能训练4-2】8路抢答器设计与实现　122

关键知识点小结　126

问题与讨论　127

项目五　电子钟设计与实现　129

5.1　任务13 生产线自动打包系统　130

5.1.1　认识定时器/计数器　130

5.1.2　生产线自动打包控制电路　132

5.1.3　生产线自动打包控制程序　133

5.2　任务14 霓虹灯控制系统　134

5.2.1　定时器/计数器工作方式　134

5.2.2　定时器/计数器相关寄存器　136

5.2.3　霓虹灯控制系统设计与实现　137

【技能训练5-1】0～59秒数码显示（定时器）　139

5.3　任务15 基于LCD液晶显示的电子钟设计　141

5.3.1　认识LCD1602液晶显示模块　141

5.3.2　电子钟电路设计　144

5.3.3　LCD1602指令操作　145

5.3.4　电子钟程序设计　147

5.3.5　电子钟电路焊接制作　150

5.4　intrins.h头文件的应用　151

5.4.1　_crol_、_irol_和_lrol_函数　151

5.4.2　_cror_、_iror_和_lror_函数　152

5.4.3　_nop_函数　152

5.4.4　_testbit_函数　152

【技能训练5-2】用_crol_函数实现LED循环点亮　153

关键知识点小结　153

问题与讨论　154

项目六　模拟量输入/输出设计与实现　156

6.1　任务16 模数转换LED显示　157

6.1.1　模拟量输入/输出概述　157

6.1.2　模数转换LED显示电路　157

6.1.3　模数转换LED显示程序　158

6.1.4　模数转换LED显示电路焊接制作　159

6.2　ADC0809模数转换器　160

6.2.1　认识ADC0809模数转换器　160

6.2.2　ADC0809结构及引脚　161

6.2.3　ADC0809工作过程及编程方法　162

【技能训练6-1】采用中断方式完成模数转换LED显示　163

6.3　任务17 数字电压表设计与实现　165

6.3.1　数字电压表电路设计　165

6.3.2　数字电压表程序设计　166

6.3.3　C语言结构体类型　168

6.3.4　结构体数组　169

【技能训练6-2】基于ADC0809的直流电机转速控制　170

6.4　任务18 信号发生器设计与实现　172

6.4.1　认识DAC0832数模转换器　172

6.4.2　信号发生器电路设计　174

6.4.3　信号发生器程序设计　176

【技能训练6-3】正弦波发生器设计　177

关键知识点小结　179

问题与讨论　180

项目七　单片机串行通信设计与实现　181

7.1　任务19 单片机点对点数据传输　182

7.1.1　串行通信基本知识　182

7.1.2　单片机点对点数据传输电路设计　185

7.1.3　单片机点对点数据传输程序设计　186

7.1.4　RS-232C串行通信总线及其接口　187

【技能训练7-1】全双工RS-232连接电路设计与实现　189

7.2　任务20 水塔水位单片机远程监控系统　189

7.2.1　单片机串行口结构　190

7.2.2　串行通信设置　192

7.2.3　水塔水位单片机远程监控系统设计　194

7.2.4　水塔水位单片机远程监控系统焊接制作　198

【技能训练7-2】单片机串行口扩展I/O口　199

7.3　任务21 单片机一对多数据传输　201

7.3.1　MCS-51单片机多机通信　201

7.3.2　单片机一对多数据传输电路设计　202

7.3.3　单片机一对多数据传输程序设计　203

7.3.4　RS-485串行接口　206

【技能训练7-3】全双工RS-485连接电路设计与实现　207

关键知识点小结　208

问题与讨论　209

项目八　LCD1602监控电机运行　210

8.1　单片机产品开发　211

8.1.1　单片机产品的结构　211

8.1.2　单片机产品开发流程　212

8.2　任务22 LCD1602监控步进电机运行设计与实现　214

8.2.1　步进电机控制技术　214

8.2.2　认识L298全桥驱动器　215

8.2.3　步进电机控制系统电路设计　216

8.2.4　LCD1602监控步进电机运行程序设计　217

8.3　任务23 LCD1602监控直流电机运行设计与实现　223

8.3.1　直流电机控制技术　223

8.3.2　LCD1602监控直流电机运行电路设计　225

8.3.3　LCD1602监控直流电机运行程序设计　225

【技能训练】智能车基本控制设计　230

关键知识点小结　234

问题与讨论　234

项目九　按键设置液晶显示电子钟　235

9.1　RT12864点阵型液晶显示模块　236

9.1.1　认识RT12864液晶显示模块　236

9.1.2　RT12864液晶显示模块内部结构　237

9.1.3　控制指令及相应代码　239

9.2　任务24 液晶电子钟电路设计　242

9.2.1　按键设置电路设计　242

9.2.2　液晶显示控制电路设计　242

9.2.3　按键设置液晶电子钟电路设计　243

9.3　任务25 液晶电子钟程序设计　244

9.3.1　按键设置程序设计　244

9.3.2　时间程序设计　247

9.3.3　液晶显示程序设计　249

【技能训练】使用DS1302芯片实现液晶电子钟电路设计　256

关键知识点小结　258

问题与讨论　259

项目十　8路温度采集监控系统　260

10.1　DS18B20温度传感器　261

10.1.1　认识DS18B20　261

10.1.2　DS18B20内部结构及功能　263

10.1.3　DS18B20通信协议　265

10.2　任务26 8路温度采集监控电路设计　268

10.2.1　温度采集电路设计　268

10.2.2　温度监控电路设计　268

10.2.3　8路温度采集监控电路设计　269

10.3　任务27 8路温度采集监控程序设计　270

10.3.1　按键处理程序设计　270

10.3.2　8路温度采集程序设计　272

10.3.3　8路温度显示程序设计　273

【技能训练】基于LCD1602的8路温度采集监控设计　275

关键知识点小结　278

问题与讨论　279

项目十一　点阵显示设计与实现　280

11.1　任务28 8×8 LED点阵显示设计　281

11.1.1　认识LED点阵显示屏　281

11.1.2　8×8 LED点阵显示电路设计　283

11.1.3　8×8 LED点阵显示程序设计　284

11.2　任务29 16×32 LED点阵显示电路设计　286

11.2.1　构建16×32 LED点阵显示模块　286

11.2.2　16×32 LED点阵显示的列驱动电路设计　287

11.2.3　16×32 LED点阵显示的行驱动电路设计　288

11.3　任务30 16×32 LED点阵显示程序设计　290

11.3.1　使用PCtoLCD2002获取汉字字模　290

11.3.2　16×32 LED点阵汉字显示程序设计　292

【技能训练】采用逐行扫描方式，完成16×32　LED点阵汉字显示设计　296

关键知识点小结　300

问题与讨论　301

课程设计范例一　双向四车道交通灯控制　302

课程设计范例二　温湿度监控系统　315