单片机技术及应用

图书标准信息

• 作者 周忠强
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2021-01
• 版次 1
• ISBN 9787121404184
• 定价 42.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 232页
• 字数 371.2千字

【内容简介】

本书为传感网应用开发职业技能等级证书的书证融通教材，聚焦技能型紧缺人才培养目标，以职业岗位的典型工作过程为导向，将教学内容与职业能力相对接、单元项目与工作任务相对接，选用STC15W单片机，通过声控台灯、电子门铃、简易计时器、数显式电子表、电子密码锁、电子日历、电子秤、电梯安全检测装置、智能廊灯、智能家居环境监测系统10个项目驱动学生“做中学”，习得岗位职业能力，快速提升学生单片机专业技能。本书内容丰富，文字通俗易懂，讲解深入浅出，适合作为中等职业院校电子信息类专业单片机应用课程教材，也可作为相关领域的科技工作者和工程技术人员的参考书。

【作者简介】

周忠强，高级讲师，任教于武汉市仪表电子学校，负责物联网专业方向、实训室建设，负责物联网、C语言、传感网等课程的授课任务，承担了全国职业院校技能大赛智能家居、物联网等赛项的选手培训工作。

【目录】

项目一 声控台灯 1 

引导案例 1 

1.1 任务1 搭建开发环境 2 

职业能力目标 2 

任务描述与要求 2 

任务分析与计划 2 

知识储备 3 

1．单片机简介 3 

2．Keil C51开发环境简介 4 

3．Keil软件界面 4 

4．工具栏 5 

任务实施 6 

任务检查与评价 12 

任务小结 12 

任务拓展 13 

1.2 任务2 控制灯泡亮灭 13 

职业能力目标 13 

任务描述与要求 13 

任务分析与计划 13 

知识储备 14 

1．STC单片机简介 14 

2．STC单片机I/O端口简介 17 

3．电路图分析 18 

4．编程基础 18 

5．继电器 20 

任务实施 21 

任务检查与评价 23 

任务小结 23 

任务拓展 23 

1.3 任务3 实现声控台灯功能 23 

职业能力目标 23 

任务描述与要求 23 

任务分析与计划 23 

知识储备 24 

1．声音传感器简介 24 

2．电路图分析 25 

3．程序流程图（图1-3-5） 26 

4．STC-ISP简介 26 

5．延时函数 27 

6．NEWLab声音传感模块简介 28 

任务实施 29 

任务检查与评价 31 

任务小结 31 

任务拓展 31 

项目二 电子门铃 32 

引导案例 32 

2.1 任务1 按键轮询控制蜂鸣器发声 32 

职业能力目标 32 

任务描述与要求 33 

任务分析与计划 33 

知识储备 33 

1．蜂鸣器 33 

2．按键 34 

3．按键电路原理图 36 

4．程序流程图 36 

5．主要代码分析 37 

任务实施 38 

任务检查与评价 40 

任务小结 40 

任务拓展 40 

2.2 任务2 按键中断控制蜂鸣器发声 40 

职业能力目标 40 

任务描述与要求 41 

任务分析与计划 41 

知识储备 41 

1．中断 41 

2．中断函数初始化流程 43 

3．按键中断检测程序流程图（图2-2-3） 43 

任务实施 44 

任务检查与评价 46 

任务小结 46 

任务拓展 46 

3.3 任务3 通过压电传感器实现电子门铃功能 46 

职业能力目标 46 

任务描述与要求 47 

任务分析与计划 47 

知识储备 47 

1．压电传感器简介 47 

2．压电传感器的工作原理 47 

3．LDT0-028K 49 

4．NEWLab压电传感模块 49 

任务实施 51 

任务检查与评价 52 

任务小结 52 

任务拓展 52 

项目三 简易计时器 53 

引导案例 53 

3.1 任务1 定时器控制LED闪烁 53 

职业能力目标 53 

任务描述与要求 54 

任务分析与计划 54 

知识储备 54 

1．LED简介 54 

2．定时器和计数器的概念 55 

3．定时器和计数器的内部结构 56 

4．定时/计数器的工作方式 56 

5．定时器中断的相关寄存器 58 

6．定时器赋初值的方法 60 

7．定时/计数器流程图 60 

8．程序流程图 60 

9．主要程序分析 60 

任务实施 62 

任务检查与评价 64 

任务小结 64 

任务拓展 64 

3.2 任务2 实现简易计时器功能 64 

职业能力目标 64 

任务描述与要求 64 

任务分析与计划 64 

知识储备 65 

1．数码管的显示原理 65 

2．数码管的静态显示驱动电路 66 

3．数组的基本概念 67 

4．数码管类型的检测 67 

5．LED段码数据生成器 67 

任务实施 68 

任务检查与评价 70 

任务小结 71 

任务拓展 71 

项目四 数显式电子表 72 

引导案例 72 

4.1 任务1 定时器控制数码管显示 73 

职业能力目标 73 

任务描述与要求 73 

任务分析与计划 73 

知识储备 74 

1．数码管的动态显示驱动电路 74 

2．程序流程图 74 

3．STC-ISP中定时器的使用 75 

4．关键程序讲解 75 

任务实施 76 

任务检查与评价 78 

任务小结 78 

任务拓展 79 

4.2 任务2 实现数显式电子表功能 79 

职业能力目标 79 

任务描述与要求 79 

任务分析与计划 79 

知识储备 80 

1．液晶显示概述 80 

2．液晶显示模块12864 80 

3．12864指令简介 81 

4．12864引脚说明 82 

5．12864与单片机及PC的通信协议 83 

6．12864驱动电路 84 

7．软件流程图 84 

8．取模软件的使用 84 

任务实施 86 

任务检查与评价 88 

任务小结 88 

任务拓展 88 

项目五 电子密码锁 89 

引导案例 89 

5.1 任务1 矩阵键盘操作 89 

职业能力目标 89 

任务描述与要求 90 

任务分析与计划 90 

知识储备 90 

1．矩阵键盘概述 90 

2．矩阵键盘的内部结构 91 

3．矩阵键盘的识别方法 92 

4．矩阵键盘识别程序 92 

5．主要程序讲解 92 

任务实施 96 

任务检查与评价 99 

任务小结 99 

任务拓展 99 

5.2 任务2 实现电子密码锁功能 99 

职业能力目标 99 

任务描述与要求 99 

任务分析与计划 100 

知识储备 100 

1．加密算法简介 100 

2．74HC595 101 

3．主程序流程图（图5-2-4） 103 

4．关键程序分析 104 

任务实施 106 

任务检查与评价 110 

任务小结 110 

任务拓展 110 

项目六 电子日历 111 

引导案例 111 

6.1 任务1 单片机串口发送数据 112 

职业能力目标 112 

任务描述与要求 112 

任务分析与计划 112 

知识储备 113 

1．并行通信和串行通信 113 

2．异步串行通信和同步串行通信 113 

3．串行通信标准接口 114 

4．单片机串口的内部结构 115 

5．单片机串口的控制 116 

6．波特率的计算 118 

7．定时器的初值和重装值 118 

8．串口助手的使用 119 

9．主要程序讲解 119 

10．主程序流程图（图6-1-10） 120 

任务实施 121 

任务检查与评价 122 

任务小结 122 

任务拓展 123 

6.2 任务2 单片机串口接收数据 123 

职业能力目标 123 

任务描述与要求 123 

任务分析与计划 123 

知识储备 124 

1．程序讲解 124 

2．程序流程图（图6-2-1） 125 

任务实施 125 

任务检查与评价 128 

任务小结 129 

任务拓展 129 

6.3 任务3 通过RTC实现电子日历功能 129 

职业能力目标 129 

任务描述与要求 129 

任务分析与计划 129 

知识储备 130 

1．RTC简介 130 

2．PCF8563简介 130 

3．PCF8563引脚说明 130 

4．PCF8563功能描述 131 

5．PCF8563的寄存器 131 

6．PCF8563的硬件电路 134 

7．I2C总线介绍 134 

8．I2C总线硬件结构 135 

9．I2C总线规程 135 

10．RTC与计算机的通信 137 

11．程序流程图 137 

12．主要程序讲解 137 

任务实施 139 

任务检查与评价 140 

任务小结 141 

任务拓展 141 

项目七 简易电子秤 142 

引导案例 142 

7.1 任务1 通过单片机实现A/D采集功能 143 

职业能力目标 143 

任务描述与要求 143 

任务分析与计划 143 

知识储备 144 

1．电阻应变片 144 

2．电阻应变式传感器 144 

3．电阻应变式传感器的测量电路 145 

4．模拟量与数字量 145 

5．A/D转换原理 145 

6．A/D转换器的主要性能指标 146 

7．PCF8591 146 

8．PCF8591的寄存器 147 

9．PCF8591的总线协议 148 

10．PCF8591的硬件电路 148 

11．PCF8591与计算机的通信 149 

12．称重传感模块 150 

13．主要代码讲解 151 

任务实施 154 

任务检查与评价 158 

任务小结 158 

任务拓展 158 

7.2 任务2 实现简易电子秤功能 158 

职业能力目标 158 

任务描述与要求 159 

任务分析与计划 159 

知识储备 159 

1．简易电子秤系统设计框图 159 

2．简易电子秤功能简介 160 

3．流程图 160 

4．代码讲解 161 

任务实施 163 

任务检查与评价 167 

任务小结 167 

任务拓展 167 

项目八 电梯安全检测装置 168 

引导案例 168 

8.1 任务1 实现红外、位移传感器的采集功能 169 

职业能力目标 169 

任务描述与要求 169 

任务分析与计划 170 

知识储备 170 

1．红外传感器 170 

2．位移传感器 170 

3．红外传感模块 171 

4．位移传感模块 171 

5．主函数流程图 172 

6．程序讲解 172 

任务实施 174 

任务检查与评价 176 

任务小结 176 

任务拓展 176 

8.2 任务2 实现电梯安全检测功能 176 

职业能力目标 176 

任务描述与要求 176 

任务分析与计划 177 

知识储备 177 

1．电梯安全检测所用传感器 177 

2．主函数流程图（图8-2-2） 178 

3．程序讲解 179 

任务实施 179 

任务检查与评价 181 

任务小结 181 

任务拓展 181 

项目九 智能廊灯 182 

引导案例 182 

9.1 任务1 A/D和D/A转换的数据采集 183 

职业能力目标 183 

任务描述与要求 183 

任务分析与计划 183 

知识储备 184 

1．D/A转换 184 

2．PCF8591 184 

3．D/A转换的主要指标 185 

4．主函数流程图（图9-1-4） 185 

5．程序讲解 186 

任务实施 186 

任务检查与评价 188 

任务小结 188 

任务拓展 188 

9.2 任务2 实现智能廊灯功能 188 

职业能力目标 188 

任务描述与要求 188 

任务分析与计划 188 

知识储备 189 

1．单片机应用系统的开发流程 189 

2．智能廊灯系统框图 191 

3．主函数流程图 191 

任务实施 192 

任务检查与评价 192 

任务小结 193 

任务拓展 193 

项目十 智能家居环境监测系统 194 

引导案例 194 

10.1 任务1 温度、气体传感器数据采集 195 

职业能力目标 195 

任务描述与要求 195 

任务分析与计划 196 

知识储备 196 

1．热电传感技术简介 196 

2．MF52型热敏电阻 196 

3．温度传感器 197 

4．气体传感器 197 

5．温度/光照传感模块 197 

6．系统组成 198 

7．主要程序 199 

8．流程图 199 

任务实施 200 

任务检查与评价 201 

任务小结 201 

任务拓展