单片机与嵌入式系统——基于51单片机Proteus仿真和C语言编程(吕宗旺)

本书面向单片机初、中级读者，全书共分为8 章，分别详细介绍了单片机开发与仿真环境搭建、单片机C51语言基础、51 系列单片机及最小系统、基础外围电路与程序设计、中断与定时器、常用芯片及其通信协议、药物配送小车、电风扇控制系统的设计与实现等内容。本书通过实例讲解单片机基本结构和接口的设计与应用，内容翔实、结构合理，图解清晰、讲解透彻，案例丰富实用，能够使用户快速、全面地掌握51 系列单片机及外围接口技术。本书配套电子课件及案例资源包，读者可扫描封底二维码查看或下载。 本书有较强的系统性和实用性，可作为高等院校电子信息类、自动化类、计算机类相关专业的教材用书，也可作为中专、中技、高职高专等院校学生的培训教材，还是电子技术开发人员和希望深入学习电子工程及应用技术的读者的参考书。

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第1章 单片机开发与仿真环境搭建 1.1 单片机程序设计开发工具Keil C51 001 1.1.1 Keil C51 的工作界面简介 001 1.1.2 工程创建 002 1.1.3 工程的设置 005 1.1.4 工程的调试运行 009 1.1.5 存储空间资源的查看和修改 012 1.1.6 变量的查看和修改 013 1.2 单片机电路设计与仿真工具Proteus 8 013 1.2.1 Proteus 8 的用户界面 014 1.2.2 设置Proteus 8 工作环境 015 1.2.3 电路原理图的设计与编辑 017 1.2.4 Proteus 8 与Keil C51 的联合使用 022 1.3 STC-ISP 代码烧写软件 024 1.3.1 STC-ISP 界面 024 1.3.2 STC-ISP 使用 024 本章小结 027 思考与练习 027 第2章 单片机C51 语言基础 2.1 C51 语言的基本知识 028 2.1.1 标识符 028 2.1.2 常量 030 2.1.3 基本数据类型 032 2.2 运算符与表达式 040 2.2.1 算术运算符与算术表达式 041 2.2.2 赋值运算符与赋值表达式 043 2.2.3 关系运算符、逻辑运算符及其表达式 045 2.2.4 条件运算符与条件表达式 046 2.2.5 逗号运算符与逗号表达式 047 2.3 指针基础 047 2.3.1 指针变量的声明 048 2.3.2 指向数组元素的指针 049 2.4 科研训练案例1 发光二极管流水灯 049 本章小结 051 思考与练习 051 第3章 51 系列单片机及最小系统 3.1 STC89 系列单片机的型号及引脚 052 3.2 STC89C52 单片机最小系统 055 3.3 STC89 系列单片机的内部结构 056 3.3.1 CPU 056 3.3.2 存储器 058 3.3.3 I/O 端口 061 3.3.4 定时器/计数器 063 3.3.5 中断系统 063 3.3.6 单片机时序 063 3.4 科研训练案例2 模拟交通灯 065 本章小结 067 思考与练习 067 第4章 基础外围电路与程序设计 4.1 LED 069 4.1.1 LED 点亮 070 4.1.2 LED 流水灯 070 4.1.3 LED 点阵 073 4.2 LED 数码管显示 074 4.2.1 数码管静态显示 076 4.2.2 数码管动态显示 077 4.3 KEY 按键键盘 079 4.3.1 扫描方式 079 4.3.2 独立按键 080 4.3.3 矩阵键盘 083 4.4 脉冲宽度调制 087 4.4.1 呼吸灯 087 4.4.2 蜂鸣器音乐 089 4.4.3 舵机旋转 090 4.5 科研训练案例3 单片机水塔控制系统 092 本章小结 095 思考与练习 095 第5章 中断与定时器 5.1 中断系统 096 5.1.1 中断的概念 096 5.1.2 中断传送方式 097 5.1.3 中断系统结构 097 5.2 定时器/计数器 100 5.2.1 定时器/计数器的寄存器 100 5.2.2 定时器/计数器工作方式 102 5.3 中断与定时器/计数器的应用 105 5.3.1 定时器/计数器初值计算 105 5.3.2 定时器/计数器与中断程序初始化 105 5.3.3 定时器/计数器与中断应用实例 105 5.4 UART 串口通信 108 5.4.1 串行通信基础 108 5.4.2 串口通信电路设计 109 5.4.3 STC89C52 单片机的串行口 111 5.4.4 串行口的应用 114 5.5 科研训练案例4 计数器 117 本章小结 120 思考与练习 120 第6章 常用芯片及其通信协议 6.1 DS1302 芯片和SPI 通信协议 121 6.1.1 SPI 通信协议 121 6.1.2 DS1302 芯片 124 6.1.3 DS1302 芯片的简单应用 127 6.2 EEPROM 和IIC 通信协议 128 6.2.1 IIC 通信协议 128 6.2.2 EEPROM 介绍 134 6.2.3 读/写EEPROM 134 6.3 DS18B20 和单总线通信 137 6.3.1 单总线通信 137 6.3.2 DS18B20 138 6.3.3 使用DS18B20 读取环境温度 141 6.4 模数转换A/D 与数模转换D/A 148 6.4.1 A/D 和D/A 的基本概念 148 6.4.2 A/D 的主要指标 148 6.4.3 PCF8591 的硬件接口及A/D 编程 148 6.4.4 D/A 输出 152 6.5 科研训练案例5 篮球计分器的设计与实现 152 本章小结 165 思考与练习 165 第7章 药物配送小车 7.1 任务要求 166 7.2 系统方案设计 166 7.2.1 硬件设计 167 7.2.2 软件系统设计 168 7.3 分析与计算 169 7.3.1 稳压供电模块 169 7.3.2 单片机最小系统模块 169 7.3.3 电机PWM 驱动模块 169 7.3.4 检测红线灰度传感器模块 169 7.4 系统电路设计 170 7.4.1 稳压供电模块 170 7.4.2 51 最小系统模块 171 7.4.3 电机PWM 驱动模块 171 7.4.4 检测红线灰度传感器模块 171 7.4.5 人机交互模块 172 7.5 系统软件设计 173 7.5.1 电机转速控制 173 7.5.2 人机交互程序 173 7.5.3 循迹程序分析 175 7.6 系统测试及结果分析 178 7.6.1 系统指标参数 178 7.6.2 实物外观 178 7.6.3 测试内容与方法及测试结果分析 178 本章小结 182 第8章 电风扇控制系统的设计与实现 8.1 设计内容及要求 184 8.1.1 设计内容 184 8.1.2 设计要求 184 8.2 设计原理 184 8.2.1 主控电路 184 8.2.2 显示电路 185 8.2.3 按键电路 186 8.2.4 LED 电路 186 8.2.5 报警电路 186 8.2.6 复位电路 187 8.2.7 振荡电路 187 8.3 设计方案 187 8.3.1 设计思路 187 8.3.2 程序流程图 188 8.4 Proteus 原理图仿真 190 8.4.1 主控电路仿真 190 8.4.2 报警电路仿真 190 8.4.3 按键电路仿真 191 8.4.4 显示电路仿真 191 8.4.5 LED 电路仿真 192 8.4.6 振荡电路仿真 192 8.4.7 复位电路仿真 192 8.5 仿真结果 192 8.5.1 弱风 风量等级=2 192 8.5.2 中风 风量等级=3 193 8.5.3 强风 风量等级=4 194 8.5.4 定时关闭电风扇 195 8.6 硬件调试 196 8.6.1 按键与LCD 显示部分. 196 8.6.2 LED 模拟输出部分 197 8.6.3 定时功能与蜂鸣器报警部分 198 本章小结 199 参考文献