单片机原理与应用

基础项目篇

项目一 单片机开发环境的使用 1

1．1 项目要求与分析 2

1．1．1 项目要求 2

1．1．2 项目要求分析 2

1．2 项目实施 2

1．2．1 单片机的开发流程 2

1．2．2 Keil C51软件简介 3

1．2．3 Proteus软件简介 10

1．2．4 Proteus软件的使用流程 17

1．2．5 Keil软件的使用流程 20

1．2．6 Keil软件和Proteus软件联调设计流程 23

1．3 项目小结 26

1．4 项目拓展 27

1．4．1 Keil C51软件的编译错误的排除方法 27

1．4．2 Keil软件和Proteus软件联调的第二种方法 28

项目二 单片机最小系统的设计 30

2．1 项目要求与分析 31

2．1．1 项目要求 31

2．1．2 项目要求分析 31

2．2 项目理论知识 31

2．2．1 单片机简介 31

2．2．2 AT89C51单片机的硬件资源 32

2．2．3 AT89C51单片机的I/O端口 33

2．2．4 AT89C51单片机的时钟电路 35

2．2．5 AT89C51单片机的复位电路 37

2．2．6 AT89C51单片机的内部存储器 38

2．3 项目概要设计 43

2．3．1 单片机最小系统的概要设计 43

2．3．2 单片机的时钟模块的概要设计 44

2．3．3 单片机的复位模块的概要设计 44

2．4 项目详细设计 45

2．4．1 单片机的最小系统的详细设计 45

2．4．2 单片机的时钟模块的详细设计 45

2．4．3 单片机的复位模块的详细设计 46

2．4．4 其他注意事项 46

2．5 项目实施 46

2．6 项目仿真与调试 48

2．7 项目小结 49

2．8 项目拓展 50

2．8．1 Proteus软件的模型选择工具栏 50

2．8．2 Proteus软件中的单片机简化设计 51

2．8．3 数据进制转换 54

2．8．4 数据码制表示 57

2．8．5 数据单位 58

2．9 理论训练 58

项目三 可控流水灯的设计与制作 61

3．1 项目要求与分析 61

3．1．1 项目要求 61

3．1．2 项目要求分析 61

3．2 项目理论知识 62

3．2．1 单片机C51语言简介 62

3．2．2 单片机C51语言的数据结构 65

3．2．3 单片机C51语言的程序结构 69

3．2．4 单片机C51语言的函数 72

3．3 项目概要设计 74

3．3．1 可控流水灯项目的概要设计 74

3．3．2 硬件电路的概要设计 75

3．3．3 软件程序的概要设计 75

3．4 项目详细设计 76

3．4．1 硬件电路的详细设计 76

3．4．2 软件程序的详细设计 76

3．5 项目实施 77

3．5．1 硬件电路的实施 77

3．5．2 软件程序的实施 78

3．6 项目仿真与调试 79

3．6．1 项目仿真 79

3．6．2 项目调试 80

3．7 项目小结 80

3．8 项目拓展 81

3．8．1 奇偶交替LED灯闪烁 81

3．8．2 左循环点亮流水灯 81

3．9 理论训练 82

内部应用篇

项目四 交通灯控制器的设计与制作 84

4．1 项目要求与分析 84

4．1．1 项目要求 84

4．1．2 项目要求分析 84

4．2 项目理论知识 85

4．2．1 单片机中断的定义 85

4．2．2 单片机中断的硬件结构 86

4．2．3 单片机中断的寄存器 87

4．2．4 单片机中断的处理过程 89

4．2．5 单片机中断的初始化设置 89

4．2．6 单片机中断的程序编制 90

4．3 项目概要设计 90

4．3．1 交通灯控制器的概要设计 90

4．3．2 硬件电路的概要设计 91

4．3．3 软件程序的概要设计 91

4．4 项目详细设计 92

4．4．1 硬件电路的详细设计 92

4．4．2 软件程序的详细设计 93

4．5 项目实施 93

4．5．1 硬件电路的实施 93

4．5．2 软件程序的实施 94

4．6 项目仿真与调试 95

4．6．1 项目仿真 95

4．6．2 项目调试 96

4．7 项目小结 97

4．8 项目拓展 98

4．8．1 外部中断控制LED灯 98

4．8．2 系统中有两个中断 98

4．9 理论训练 100

项目五 脉冲发生器的设计与制作 101

5．1 项目要求与分析 101

5．1．1 项目要求 101

5．1．2 项目要求分析 101

5．2 项目理论知识 102

5．2．1 单片机定时器的硬件结构 102

5．2．2 单片机定时器的寄存器 103

5．2．3 单片机定时器的工作方式 103

5．2．4 单片机定时器的初始化步骤 105

5．2．5 单片机定时器的初值计算 105

5．3 项目概要设计 105

5．3．1 脉冲发生器的概要设计 105

5．3．2 硬件电路的概要设计 106

5．3．3 软件程序的概要设计 107

5．4 项目详细设计 107

5．4．1 硬件电路的详细设计 107

5．4．2 软件程序的详细设计 108

5．5 项目实施 109

5．5．1 硬件电路的实施 109

5．5．2 软件程序的实施 109

5．6 项目仿真与调试 110

5．6．1 项目仿真 110

5．6．2 项目调试 111

5．7 项目小结 112

5．8 项目拓展 113

5．8．1 采用查询方式设计脉冲发生器 113

5．8．2 计数器 113

5．9 理论训练 114

项目六 点对点双机通信系统的设计与制作 115

6．1 项目要求与分析 115

6．1．1 项目要求 115

6．1．2 项目要求分析 115

6．2 项目理论知识 116

6．2．1 单片机串行口的硬件结构 116

6．2．2 单片机串行口的寄存器 117

6．2．3 单片机串行口的工作方式 118

6．2．4 单片机串行口的波特率计算 120

6．2．5 单片机串行口的初始化步骤 121

6．3 项目概要设计 122

6．3．1 点对点双机通信系统的概要设计 122

6．3．2 硬件电路的概要设计 122

6．3．3 软件程序的概要设计 123

6．4 项目详细设计 124

6．4．1 硬件电路的详细设计 124

6．4．2 软件程序的详细设计 125

6．5 项目实施 127

6．5．1 硬件电路的实施 127

6．5．2 软件程序的实施 129

6．6 项目仿真与调试 131

6．6．1 项目仿真 131

6．6．2 项目调试 133

6．7 项目小结 134

6．8 项目拓展 135

6．8．1 利用COMPIM组件调试串行通信 135

6．8．2 利用“串口虚拟软件”调试串行通信 136

6．9 理论训练 137

外部扩展篇

项目七 存储器扩展的设计与制作 138

7．1 项目要求与分析 138

7．1．1 项目要求 138

7．1．2 项目要求分析 138

7．2 项目理论知识 139

7．2．1 存储器的扩展方法 139

7．2．2 程序存储器的扩展 141

7．2．3 数据存储器的扩展 142

7．3 项目概要设计 144

7．3．1 数字电压计系统的存储器扩展概要设计 144

7．3．2 硬件电路的概要设计 145

7．3．3 软件程序的概要设计 146

7．4 项目详细设计 146

7．4．1 硬件电路的详细设计 146

7．4．2 软件程序的详细设计 147

7．5 项目实施 148

7．5．1 硬件电路的实施 148

7．5．2 软件程序的实施 149

7．6 项目仿真与调试 149

7．6．1 项目仿真 149

7．6．2 项目调试 150

7．7 项目小结 150

7．8 项目拓展 151

7．9 理论训练 152

项目八 显示接口扩展的设计与制作 154

8．1 项目要求与分析 154

8．1．1 项目要求 154

8．1．2 项目要求分析 154

8．2 项目理论知识 155

8．2．1 显示接口的扩展方法 155

8．2．2 数码管 156

8．2．3 LCD1602 158

8．3 项目概要设计 163

8．3．1 数字电压计系统的显示接口扩展概要设计 163

8．3．2 硬件电路的概要设计 163

8．3．3 软件程序的概要设计 164

8．4 项目详细设计 165

8．4．1 硬件电路的详细设计 165

8．4．2 软件程序的详细设计 165

8．5 项目实施 167

8．5．1 硬件电路的实施 167

8．5．2 软件程序的实施 168

8．6 项目仿真 171

8．7 项目小结 172

8．8 项目拓展 172

8．9 理论训练 178

项目九 键盘接口扩展的设计与制作 179

9．1 项目要求与分析 179

9．1．1 项目要求 179

9．1．2 项目要求分析 179

9．2 项目理论知识 180

9．2．1 键盘接口的扩展方法 180

9．2．2 独立式键盘 181

9．2．3 行列式键盘 182

9．3 项目概要设计 182

9．3．1 数字电压计系统的键盘接口扩展概要设计 182

9．3．2 硬件电路的概要设计 183

9．3．3 软件程序的概要设计 184

9．4 项目详细设计 184

9．4．1 硬件电路的详细设计 184

9．4．2 软件程序的详细设计 185

9．5 项目实施 188

9．5．1 硬件电路的实施 188

9．5．2 软件程序的实施 188

9．6 项目仿真 191

9．7 项目小结 192

9．8 理论拓展 192

9．9 理论训练 195

项目十 数模转换接口扩展的设计与制作 196

10．1 项目要求与分析 196

10．1．1 项目要求 196

10．1．2 项目要求分析 196

10．2 项目理论知识 197

10．2．1 D/A转换芯片DAC0832 197

10．2．2 A/D转换芯片ADC0832 200

10．3 项目概要设计 203

10．3．1 数字电压计项目的数模转换接口扩展的概要设计 203

10．3．2 硬件电路的概要设计 204

10．3．3 软件程序的概要设计 204

10．4 项目详细设计 205

10．4．1 硬件电路的详细设计 205

10．4．2 软件程序的详细设计 205

10．5 项目实施 207

10．5．1 硬件电路的实施 207

10．5．2 软件程序的实施 208

10．6 项目仿真 210

10．7 项目小结 210

10．8 理论训练 212

附录A AT89C51单片机的特殊功能寄存器 213

附录B reg51．h文件 217

附录C C51语言的库函数 219

参考文献 224

全书分三篇，基础项目篇涵盖AT89C51单片机的硬件基本结构、C51语言的基本语法和仿真软件的使用步骤；内部应用篇涵盖AT89C51单片机的中断、定时/计数器和串行口的硬件结构和应用方法；外部扩展篇涵盖单片机的存储器扩展、显示接口扩展、键盘接口扩展和数模转换接口扩展的基本方法和思路，具体包括ROM存储器的扩展、RAM存储器的扩展、LED的扩展、数码管的扩展、液晶显示器LCD的扩展、行列式键盘的扩展、矩阵式键盘的扩展、D/A芯片的扩展和A/D芯片的扩展。通过外部扩展篇可以完整设计一个数字电压表项目。
本书所设计的项目案例均精选自企业和工程实际案例，每个项目均可单独用于设计开发，具有很强的代表性。
本书按照企业嵌入式项目开发的过程进行编写，充分融入企业实际设计项目，全面训练学生的嵌入式项目开发能力和创新能力。