单片机应用技术--汇编+C51项目教程(电气工程及自动化类专业全国高等职业教育示范专业规划教材)

本书共设计了10个项目，分别是：单片机控制的LED流水灯、单片机控制的数码管电子时钟、可调控的走马灯、单片机控制的点阵显示屏、用LCD1602与DS18B20设计的数字温度计、用24C02与LED数码管设计电子密码锁、单片机控制的波形发生器、单片机交通灯远程控制系统、SF6气体密度实时监测系统设计。本书以项目为载体，涵盖了单片机系统中典型的知识点：存储器结构、中断与定时、LED数码管显示器与点阵显示器、键盘、LCD1602字符液晶和LCD12864图形液晶、1-wire总线、SPI总线、I2C总线、串行通信、A-D转换及D-A转换、DS18B20和1302用法、单片机系统开发环境。内容的编排上遵循工作过程导向的思路，项目主导，任务分解。在程序方面既有汇编语言，又有C51编程。每个项目都用到了Wave6000或KeilC51开发软件和Proteus仿真软件。可以真正实现在课堂上做实验，实现“学中做、做中学”这样高效的学习方式。本书可作为高职高专院校自动控制类、机电类、供用电类、电子信息类、铁道机车车辆类等相关专业的单片机课程教材或教学参考书，也可作为工程技术人员的参考用书。

前言 项目1单片机控制的LED流水灯的 设计和制作1 任务11初识单片机1 111什么是单片机1 112单片机的应用形式2 113单片机的发展历程2 114单片机的主要产品种类4 115单片机的应用领域7 任务12了解单片机中的数制与码制8 121数制8 122各种数制间的转换9 123计算机中数的表示10 124常用二进制编码11 任务13学习MCS51单片机的内部配置 和引脚功能12 131MCS51单片机的内部结构及工作 原理13 132MCS51单片机的引脚功能16 133MCS51单片机的存储器结构20 134单片机最小系统的概念25 任务14了解单片机的开发环境28 141WAVE6000软件使用简介28 142KEIL μVision4软件使用简介31 143Proteus 78软件简介37 任务15学习单片机C51编程48 151C51的数据结构48 152C51的运算符52 153一个完整的C51程序结构53 154C51的应用举例55 任务168位LED流水灯的控制设计与 仿真57 161硬件介绍57 162程序的编制58 163综合仿真调试59 思考与练习59 项目2单片机控制的数码管电子 时钟的设计与制作61 任务21学习单片机汇编语言61 211汇编语言的特点61 212汇编语言的语句和指令61 213MCS51单片机指令简介及指令中 符号的含义62 214寻址方式63 任务22学习MCS51单片机指令系统66 221数据传送类指令66 222算术运算指令70 223逻辑运算与移位类指令73 224控制转移类指令75 225位操作指令79 任务23学习汇编语言程序设计81 231软件编程的步骤和方法81 232汇编语言源程序的汇编82 233汇编语言编程实例85 任务24学习MCS51单片机中断系统88 241中断的基本概念88 242引入中断技术的优点89 243中断系统应有的功能90 244中断请求标志90 245中断允许控制91 246中断优先级的设定92 247中断处理过程分析93 248中断技术应用96 任务25学习MCS51单片机定时器/ 计数器99 251定时器/计数器的结构和工作 原理99 252定时器/计数器的四种工作方式 分析103 253定时器/计数器的应用104 任务26认识LED数码管显示器111 261LED数码管显示器的内部结构和 显示原理111 262LED显示方式112 263MCS51和八段数码管显示器的 接口设计114 任务278位数字时钟的设计与仿真116 271硬件电路设计116 272程序设计116 273综合调试122 思考与练习122 项目3可调控的走马灯的设计与 制作124 任务31学习键盘接口技术124 311独立式键盘应用124 312按键的消抖处理126 313行列式键盘应用128 任务32可以调控的走马灯的设计与 仿真131 321硬件电路设计131 322程序编制131 323综合仿真调试135 思考与练习135 项目4单片机控制的点阵显示屏的 设计与制作136 任务41LED点阵显示器介绍136 411LED点阵显示器的结构和原理136 412MCS51单片机和LED点阵 显示器的接口设计138 任务42单片机控制的点阵显示屏的 设计与仿真140 421硬件电路设计140 422程序编制143 423综合仿真调试145 思考与练习145 项目5用LCD1602与DS18B20设计 数字温度计146 任务51学习LCD1602的原理与接口146 511LCD1602的内部结构146 512LCD1602的控制命令149 513MCS51与LCD1602的接口 技术150 任务521wire总线技术与DS18B20的 应用157 5211wire总线技术简介157 522DS18B20简介162 任务53数字温度计设计与仿真166 531硬件电路设计166 532程序编制166 533综合仿真调试174 思考与练习175 项目6用24C02与LED数码管设计 电子密码锁176 任务61学习I2C总线扩展176 611I2C总线基础知识176 612串行EEPROM 24C02扩展177 任务62电子密码锁设计与仿真182 621硬件电路设计182 622程序编制183 623综合仿真调试192 思考与练习192 项目7单片机控制的波形发生器的 设计与制作193 任务71了解DA转换器原理及指标193 711DA转换器的原理193 712DA转换器的性能指标194 713典型的DA转换器芯片 DAC0832195 任务72学习单片机与DA转换器的接口 应用197 721单片机与并行8位DAC的接口 应用197 722单片机与并行12位DAC的接口 方法200 723单片机与串行DAC接口202 任务73了解AD转换器原理及指标208 731逐次逼近式AD转换器的原理 分析208 732AD转换器的性能指标209 733典型的AD转换器芯片 ADC0809209 任务74学习单片机与AD转换器的接口 应用210 741单片机与并行8位AD转换器 的接口应用210 742单片机与串行8位AD转换器 的接口应用212 任务75波形发生器的设计与仿真216 751硬件电路设计216 752典型波形分析217 753程序设计220 754综合仿真调试221 思考与练习221 项目8单片机交通灯远程控制系统的 设计与制作222 任务81认识串行通信接口222 811串行通信基础知识222 812AT89S51单片机串行口224 813串行通信的电平转换227 814串行口应用228 任务82单片机交通灯远程控制系统的 设计与仿真232 821硬件电路设计232 822虚拟串口驱动软件及串口调试 软件的使用232 823程序设计234 824综合仿真调试237 思考与练习238 项目9基于单片机的直流电动机正反 转控制系统的设计与仿真239 任务91认识步进电动机239 911步进电动机简介239 912步进电动机工作原理239 任务92直流电动机正反转控制设计与 仿真240 921硬件电路设计240 922程序设计242 923综合仿真调试244 思考与练习245 项目10SF6气体密度实时监测系统的 设计与仿真246 任务101学习LCD12864的原理与接口 技术246 1011LCD12864硬件接口与内部 寄存器246 1012LCD12864控制器软件接口250 1013LCD12864应用实例252 任务102学习DS1302的原理与接口256 1021DS1302硬件原理256 1022DS1302软件接口258 任务103了解SF6密度继电器工作 原理261 1031SF6密度继电器简介261 1032SF6气体密度继电器工作原理261 任务104单片机系统的抗干扰设计262 1041干扰的作用机制262 1042抗干扰的硬件措施263 1043抗干扰的软件措施264 任务105SF6气体密度实时监测系统 设计266 1051系统硬件设计266 1052系统软件设计266 1053系统调试运行282 思考与练习283 附录284 附录A单片机及常用接口芯片引脚图284 附录BMCS51系列单片机汇编指令表286 参考文献289

《单片机应用技术——汇编+C51项目教程》以10个精选的项目为依托，串接了单片机各知识点。这10个项目分别涵盖了存储器结构、中断与定时、LED数码管显示器与点阵显示器、键盘、LCD1602字符液晶和LCD12864图形液晶、1wire总线、SPI总线、I2C总线、串行通信、AD转换及DA转换、DS18B20和DS1302的用法、单片机系统开发环境等关键知识点。 本书加大了软硬件仿真的分量和作用。单片机的这些知识点，如果采用传统的教学和学习方法，学起来会感觉非常枯燥单调，效果也是事倍功半。如果想动手做实验验证，往往需要配备相应的单片机实验箱等配套设备，不是很方便。 本书采用英国Labcenter公司的Proteus仿真软件作平台，配合KEIL μVision集成开发环境，使单片机学习的方式、内容和效果有了显著的变化。本书的所有项目均采用Proteus进行逼真的模型仿真，使用Proteus软件中的ISIS画出单片机的硬件系统原理图；使用KEIL软件编写C语言或汇编语言程序并编译输出HEX文件，让原理图中的单片机和HEX文件关联，可以在ISIS中进行联合仿真调试，控制单片机应用系统工作。这样可以清晰直观地观察到程序运行后的现象、单片机的引脚输出状态及各种虚拟仪器、实物模型的工作状态，从感性上加深了对单片机应用系统的理解。而所有这些效果，完全可以在课堂上实现。 本书的特点如下： （1）任务驱动，每个项目确定了一个明确的题目，然后以此为主线，将与本项目相关的知识点都一个一个串接起来，使学生始终带着问题来学习。 （2）本书的绝大部分项目和例题，都分别给出了汇编程序和C51程序。提供汇编程序主要是想让大家透彻理解单片机的结构和CPU对程序的执行过程，以及满足读者参加某些考试的需要。重点讲述C51当然是因为C语言功能强大、解决复杂问题更高效、C语言程序容易阅读和理解，也是为了最大限度地贴近职业岗位的需要，让学生尽可能不走弯路，学以致用。 （3）10个项目以及每个带硬件的例题都给出了Proteus电路、汇编或C51源程序，并且都已经调试通过，源代码可直接在学习过程中使用、验证。在用本书进行学习时，每个项目一开始就可以先让大家在Proteus中体验到项目的运行结果，做到心中有数，带着任务去求知。 （4）内容上适度体现先进性。本书所采用的Proteus 78、KEIL μVision4这些工具软件都是比较新的版本。本书内容涉及传统接口器件和总线，也涉及比较流行的串行接口器件和串行总线。 郑州铁路职业技术学院的姚存治任本书主编，负责全书的统稿，并编写了项目2的任务21～25和思考与练习；黄峰亮任副主编，编写了项目10；郭丽娜编写了项目7、项目2的任务27和附录B；芮红编写了项目1的任务11～13、任务15～16和思考与练习；王大文编写了项目5、项目1的任务14和项目2的任务26；侯应旗编写了项目3、4、9和附录A；孙逸洁编写了项目6和项目8。郑州大学信息工程学院钱晓捷教授担任本书主审，对本书的编写提出了许多宝贵意见。在本书编写过程中，郑州迪邦科技有限公司给予了大力支持，为我们提供了宝贵的技术资料。 同时，对参考文献中所列出的作者表示衷心的感谢。由于编者水平有限，加之时间仓促，书中难免有错漏或不妥之处，恳请广大读者批评指正。 编者