新编单片机技术应用项目教程（第2版）.pdf

中等职业教育国家规划教材（电子电器应用与维修专业）电工电子类基本课程系列教材 新编单片机技术应用 项目教程（第 2 版）张 明 金 杰 主 编 句希源 杨 展 副主编 Publishing House of Electronics Industry 北京BEIJING 内 容 简 介 本教材按照单片机技术教学大纲，将所要求掌握的基本知识和理论分解成若干个项目，这些项目主要包括：认识单片机及其开发工具、制作单片机输出控制电路、制作点阵显示电路、制作 LED 数码计数牌、制作地震报警器、制作数字时钟、制作数字电压表、制作单片机和 PC 串行口收发电路八个项目。涵盖的理论知识包括单片机内部存储器、输入/输出接口、中断系统、定时器/计数器、A/D 转换、串行接口等内容。本教材适用于电工电子、机电、电气自动化、通信、工业工程、仪器仪表等专业。为了方便教师教学，本书还配有电子教学参考资料包（包括教学指南、电子教案以及 C 语言和汇编语言的程序源代码），详见前言。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 新编单片机技术应用项目教程/张明，金杰主编.2 版.北京：电子工业出版社，2016.8 ISBN 978-7-121-29664-2 .新 .张 金 .单片微型计算机教材 .TP368.1 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2016）第 187464 号 策划编辑：杨宏利 投稿微信：nmyhl678 责任编辑：杨宏利 特约编辑：李淑寒 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：15 字数：384 千字 版 次：2010 年 1 月第 1 版 2016 年 8 月第 2 版 印 次：2016 年 8 月第 1 次印刷 定 价：33.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888，88258888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。本书咨询联系方式：电子邮箱 ，微信号 nmyhl678，微博昵称 利 Hailee。20 世纪 70 年代以来，单片机技术带来了电子技术的革命。单片机以其高可靠性、高性价比、设计灵活等特点广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天等各种产品中。可以说，在我们周围的电子、电气产品中，单片机无处不在。单片机课程是各层次电类专业重要的基础课程，是很有价值、实践性很强又很有趣味性的一门课程。由于单片机是集硬件使用与软件编程为一体的学科，因此要求学生既要有较好的电子技术知识，又要有一定的逻辑思维能力。本教材在内容组织、结构编排及表达方式等方面都做出了重大改革，以强调“基本功”为基调，通过做项目学习理论知识，通过学习理论知识指导实训，充分体现理论和实践的结合。本教材强调“先做再学，边做边学”，使学生能够快速入门，把学习单片机变得轻松愉快，越学越想学。本书共有八个项目，分别是认识单片机及其开发工具、制作单片机输出控制电路、制作点阵显示电路、制作 LED 数码计数牌、制作地震报警器、制作数字时钟、制作数字电压表、制作单片机和 PC 串行口收发电路八个项目。涵盖的理论知识包括单片机内部存储器、输入/输出接口、中断系统、定时器/计数器、串行接口等内容。在项目的选择上，本教材充分考虑各学校教学设备的状况，具有实验材料易得、制作容易、由浅及深、实用性强等特点。在实施过程中，既可以使用万能实验板制作，也可以在已有的实验板、实验箱或实验台上完成。本书由沈阳大学张明和郑州市电子信息工程学校金杰任主编，金杰负责全书统稿。张明编写项目一、项目三、项目四、项目五、项目六、项目七、项目八、附录B；金杰编写项目二、附录 A、附录C；学时分配参考表如下所示，在实施中任课教师可以根据具体情况适当调整和取舍。学时分配参考表 序 号 内 容 学 时 项目一 认识单片机及其开发工具 8 项目二 制作单片机输出控制电路 16 项目三 制作点阵显示电路 8 项目四 制作 LED 数码计数牌 10 项目五 制作地震报警器 6 项目六 制作数字时钟 12 项目七 制作数字电压表 12*项目八 制作单片机和 PC 串行口收发电路 10 总学时数 82 由于作者水平有限，书中难免存在错误和不妥之处，恳请读者批评指正。为了方便教师教学，本书还配有教学指南、电子教案以及 C 语言和汇编语言的程序源代码。请有此需要的教师登录华信教育资源网（）免费注册后再进行下载，有问题时请在网站留言板留言或与电子工业出版社联系（E-mail:）。编 者 2016 年 06 月 V 项目一 认识单片机及其开发工具（1）任务一 认识单片机（1）一、生活中的单片机（1）二、单片机中的数制（2）三、MCS-51 单片机简介（4）技能实训一 搭接单片机最小系统（7）知识拓展 Flash 闪速存储器简介（10）任务二 认识单片机开发常用工具（10）一、仿真器（11）二、编程器（12）三、ISP 下载线（12）四、Keil C 开发软件简介（12）技能实训二 Keil C 开发软件的安装和使用（13）一、Keil C 开发软件的安装（13）二、Keil C 开发软件的使用（14）项目小结（18）思考与练习（19）项目二 制作单片机输出控制电路（20）任务一 点亮 LED 发光二极管（20）一、MCS-51 单片机 I/O 口简介（20）二、LED 接口电路（21）三、汇编语言程序结构及相关指令（22）技能实训一 制作广告灯控制电路（25）一、硬件电路制作（26）二、程序编写（28）技能实训二 程序的调试与烧写（31）一、程序的调试（31）二、程序烧写（34）技能实训三 制作交通灯控制电路（38）一、硬件电路制作（38）二、程序编写（41）VI 三、程序的调试与烧写（43）任务二 制作音频控制电路和继电器控制电路（43）一、片内数据存储器和片内程序存储器（43）二、音频接口电路（46）三、继电器接口电路（47）技能实训四 制作音频控制电路（48）一、硬件电路制作（48）二、程序编写（51）三、程序调试与烧写（52）技能实训五 制作继电器控制电路（52）一、硬件电路制作（52）二、程序编写（55）三、程序调试与烧写（55）知识拓展 （55）一、特殊功能寄存器（55）二、堆栈（56）项目小结（58）思考与练习（58）项目三 制作点阵显示电路（60）任务一 认识点阵显示模块（60）一、点阵显示模块的结构及引脚（60）二、88 LED 点阵显示模块的分类及其电路结构（61）技能实训一 点阵显示模块的识别与检测（62）一、手工焊接一个 88 点阵（62）二、LED 点阵显示模块的识别和检测（64）任务二 制作点阵显示电路（65）一、点阵显示电路的显示方式及编程（65）二、相关指令（68）技能实训二 制作点阵显示电路（68）一、硬件电路制作（69）二、编写程序（71）知识拓展 （75）一、视觉暂留现象（75）二、LED 摇摇棒简介（76）项目小结（78）思考与练习（78）项目四 制作 LED 数码计数牌（80）任务一 认识 LED 数码管（80）技能实训一 LED 数码管显示器识别与检测（83）VII 一、数码管结构（83）二、数码管的型号（85）三、LED 数码管的检测方法（86）任务二 制作 LED 数码计数牌（89）一、LED 数码管接口电路及编程（89）二、键盘接口电路及编程（92）三、相关指令（95）技能实训二 制作一位 LED 数码计数牌（96）一、硬件电路制作（97）二、程序编写（99）三、程序的调试与下载（101）技能实训三 制作三位 LED 数码计数牌（101）一、硬件电路制作（102）二、程序编写（104）三、程序的调试与下载（107）项目小结（108）思考与练习（108）项目五 制作地震报警器（109）任务一 认识 MCS-51 单片机中断系统（109）一、中断系统概述（109）二、单片机的中断系统（110）三、中断初始化及中断服务程序结构（114）技能实训一 外部中断试验（116）一、硬件电路制作（116）二、程序编写（118）任务二 制作地震报警器（121）一、地震检测装置（121）二、相关指令（122）技能实训二 制作地震报警器（124）一、硬件电路制作（124）二、电路的调试（125）三、程序编写（126）四、程序调试与烧写（127）项目小结（127）思考与练习（128）项目六 制作数字时钟（129）任务一 认识 MCS-51 单片机定时器/计数器系统（129）一、定时器/计数器简介（130）二、MCS-51 单片机定时器/计数器系统（131）VIII 三、相关指令（138）技能实训一 制作 1s 定时闪烁电路（138）一、硬件电路制作（139）二、程序编写（140）三、程序的调试与下载（141）任务二 制作数字时钟（142）一、数字时钟电路（142）二、相关指令（144）技能实训二 制作数字时钟（145）一、硬件电路制作（146）二、程序编写（148）三、程序的调试与下载（153）项目小结（153）思考与练习（154）项目七 制作数字电压表（155）任务一 认识 A/D 转换电路（155）一、A/D 转换电路简介（155）二、A/D 转换集成电路 ADC0809 简介（156）知识拓展 A/D 转换的基本原理（159）任务二 制作数字电压表（160）一、系统扩展（160）二、外设的编址（161）三、A/D 电路接口（162）四、相关指令（164）技能实训 制作数字电压表（166）一、硬件电路制作（167）二、程序编写（171）项目小结（175）思考与练习（176）项目八 制作单片机与 PC 串行口收发电路（177）任务一 认识 MCS-51 单片机串行口（177）一、MCS-51 单片机串行口的结构（177）二、MCS-51 单片机串行口的工作方式及应用（180）任务二 制作单片机与 PC 串行口收发电路（183）一、RS-232 电平转换电路（183）二、单片机与 PC 的接口电路（184）技能实训 制作单片机与 PC 串行口收发电路（184）一、硬件电路制作（185）二、程序编写（185）IX 知识拓展（189）一、纠错技术（189）二、RS-232 串行接口标准（190）项目小结（191）思考与练习（192）附录 A MCS-51 单片机指令系统（193）一、相关符号约定（193）二、MCS-51 单片机指令系统分类介绍（194）三、伪指令（210）附录 B C51 语言概述（212）一、C 语言特点（212）二、C51 语言程序结构（212）三、C51 的标识符和关键字（216）四、C51 数据与数据类型（218）五、C51 运算符（220）六、51 特殊功能寄存器及其 C51 定义（220）七、C51 的内部函数（221）附录 C 配套实验板介绍（223）参考文献（227）认识单片机及其开发工具 随着科技的发展，单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎所用的电子和机械产品中都集成有单片机，例如，家用电器、电子玩具、计算机，以及鼠标等计算机配件中都配有单片机。复杂的工业控制系统中有数百台单片机同时工作。因此，单片机的学习、开发与应用显得尤为重要。知识目标 1了解单片机的基本结构。2掌握单片机中的数制。3熟悉单片机最小应用系统的组成。技能目标 1掌握 MCS-51 单片机的外部引脚及其功能。2了解单片机开发系统的常用工具。3掌握 Keil C 开发软件的安装与使用方法。任务一 认识单片机 在开始学习单片机之前，让我们首先来认识一下单片机，了解单片机的基本结构、引脚及功能，并搭建一个单片机的最小应用系统。基础知识 一、生活中的单片机 单片机可以广泛应用在我们日常生活的各个领域，家用电器是单片机应用最多的领域之一。由于家用电器体积小、品种多、功能差异大，因而要求其控制器不但体积要小，项目一 2 而且能够嵌入家用