本書以解決實際項目的思路和操作為編寫主線，采用“項目驅動”的編寫思路，貫穿多個知識點，突出技能培養在課程中的主體地位。

本書內容與職業崗位標準密切接軌，根據中級嵌入式系統硬件設計工程師（單片機）認證的要求，涉及必須掌握的關鍵知識點、基本技能以及單片機產品制作與調試等方面的內容，可以作為“中級嵌入式系統硬件設計工程師（單片機）”認證教材。

注重采用企業真實工作任務、貼近企業職業崗位實際需求。本書既適合教學，又符合企業實際工作需要。

打破了傳統教材原有界限，與職業崗位基本技能融合在一起，引入Proteus仿真軟件，采用C語言編程，將學生從單片機復雜的硬件結構中解放出來，側重高職院校學生技能和動手能力的鍛煉，實現了在計算機上完成單片機電路設計、軟件設計及調試與仿真。真正實現了從概念到產品的完整設計，使學生理解和掌握從概念到產品的完整過程。

教學資源豐富，配備課程教學網站，提供電子教案、實訓項目、源代碼和仿真電路、技能大賽作品、學生作品、課程設計、校企合作資源及相關其他素材等。

《單片機應用技術項目教程（C語言版）》順應現代高等教育指導思想的變革，突出技能培養在課程中的主體地位，用工作任務來引領理論，使理論從屬于技能實踐。本書可作為高職高專院校計算機應用技術、電子信息、機電等相關專業單片機技術課程的教材，也可作為廣大電子制作愛好者的自學用書。

本書主要特色如下：

1．采用“項目驅動”的編寫思路，突出技能培養在課程中的主體地位

本書以解決實際項目的思路和操作為編寫主線，貫穿多個知識點，用工作模塊來引領理論，使理論從屬于技能培養。教會學生如何完成工作任務，關注學生能做什么，而不是知道什么，知識、技能的學習結合工作任務的完成過程來進行。

2．與職業崗位標準接軌，已獲得行業協會認可，作為認證教材，具有獨特的“雙證書”特色

本書內容與職業崗位標準密切接軌，部分項目由中國軟件行業協會嵌入式系統分會的工程師編寫，根據中級嵌入式系統硬件設計工程師（單片機）認證的要求，涉及必須掌握的關鍵知識點、基本技能以及單片機產品制作與調試等方面的內容，本書已獲得中國軟件行業協會嵌入式系統分會認可，作為“中級嵌入式系統硬件設計工程師（單片機）”認證教材。

學習本書后，由中國軟件行業協會嵌入式系統分會進行考核（或經中國軟件行業協會嵌入式系統分會認可，由學校進行考核）。考核合格的，可以申請中國軟件行業協會嵌入式系統分會的“中級嵌入式系統硬件設計工程師（單片機）”證書。該證書可以作為專業技術人員職業能力考核的證明，以及崗位聘用的重要依據。

3．既適合教學，又符合企業實際工作需要

注重采用企業真實工作任務、貼近企業職業崗位實際需求。本書在拉近單片機教學與職業崗位需求距離的同時，兼顧知識的系統性和完整性。本書既適合教學，又符合企業實際工作需要。

4．全新的仿真教學模式，C語言編程

打破了傳統教材原有界限，與職業崗位基本技能融合在一起，引入Proteus仿真軟件，采用C語言編程，將學生從單片機復雜的硬件結構中解放出來，側重高職院校學生技能和動手能力的鍛煉，實現了在計算機上完成單片機電路設計、軟件設計及調試與仿真。真正實現了從概念到產品的完整設計，使學生理解和掌握從概念到產品的完整過程。

5．教學資源豐富，提供教學支持及服務

課程教學網站提供支持，包括電子教案、實訓項目、源代碼和仿真電路、技能大賽作品、學生作品、課程設計、校企合作資源及相關其他素材等。

本書由學校骨干教師、項目研發人員和高新企業的工程師共同編寫。采用“項目驅動”的編寫思路，從職業崗位技能出發，分為技能基礎篇和技能提高篇，共有11個項目28個工作模塊以及兩個課程設計范例。

在技能基礎篇中，注重職業崗位的基本技能訓練。主要介紹單片機硬件系統、單片機開發系統、單片機并行端口應用、定時與中斷系統、顯示與鍵盤接口技術、A/D與D/A轉換接口、串行接口通信技術以及單片機應用系統設計方法等內容；在技能提高篇中，注重職業崗位的開發技能訓練，主要介紹鍵盤控制電機方向和轉速、多路溫度采集監控系統、按鍵設置液晶電子鐘、16×32 LED點陣顯示設計與實現等單片機產品開發方法、關鍵知識以及這些項目的設計與實現，可以作為學生的課程設計。其中技能提高篇中的部分項目，可作為“中級嵌入式系統硬件設計工程師（單片機）”認證教材。兩個課程設計范例分別是雙向四車道交通燈和出租車計價器。

本書由郭志勇任主編，王韋偉任副主編。郭志勇對本書的編寫思路與大綱進行了總體規劃，指導全書的編寫，承擔全書的各個項目連貫性及統稿。項目一和項目六由郭志勇編寫，項目二和項目十由王韋偉編寫，項目三和項目八由鞏雪潔編寫，項目五和項目九由李健編寫，項目七和課程設計范例一由李自成編寫，項目四和課程設計范例二由程淑玉編寫，項目十一由林藝春編寫。參加本書電路調試、程序調試、素材收集、校對等工作的還有張長井、楊振宇、郭雨、王大靈、郭麗、趙露、蔡瑞瑞等。

為了方便教師教學，本書配有電子教學課件、習題參考答案、C語言源程序代碼和Proteus仿真電路。讀者也可以通過該課程教學網站（http://www1.avceit.cn/jisuanji/ktzi.html）獲得教材的技能訓練、技能拓展、問題與討論、所有源代碼和仿真電路，以及學生的實訓項目、課程設計項目作品和技能大賽作品。還可以與作者聯系（adzgzy@163.com），獲取更多教學服務支持。

本課程采用“教、學、做”一體化，參考學時如下表所示，讀者可根據實際教學情況增減。

本課程參考學時

項目 參考學時

技能基礎篇

（共64學時） 項目一 發光二極管LED控制 8

項目二 LED循環點亮控制 10

項目三 數碼管顯示控制 10

項目四 鍵盤的設計與實現 10

項目五 定時/計數器綜合應用 8

項目六 模擬量輸入輸出設計與實現 8

項目七 單片機串行通信設計與實現 10

技能提高篇

（任選） 項目八 鍵盤控制電機方向和轉速 6

項目九 按鍵設置液晶電子鐘 8

項目十 8路溫度采集監控系統 8

項目十一 點陣顯示設計與實現 12

由于時間緊迫和編者水平有限，書中難免會有錯誤和不妥之處，敬請廣大讀者和專家批評指正。

編 者

2010年10月

前言

項目一 發光二極管LED控制 1
1.1 工作模塊1 點亮一個LED 1
1.1.1 用Proteus設計第一個LED控制電路 1
1.1.2 用Keil C51設計第一個C語言
LED控制程序 5
1.1.3 用Proteus仿真運行調試 8
1.2 認識單片機 9
1.2.1 單片機概述 9
1.2.2 AT89S52單片機結構 13
1.2.3 AT89S52單片機引腳功能 14
1.2.4 AT89S52單片機最小系統 15
【技能訓練1-1】單片機最小系統應用——
開關控制LED點亮 17
1.3 工作模塊2 LED閃爍控制 18
1.3.1 LED閃爍控制設計與實現 18
1.3.2 C語言程序的基本構成 20
1.3.3 C語言基本語句 22
1.4 技能拓展 音頻控制應用 23
1.4.1 音頻控制電路 23
1.4.2 音頻控制程序 24
【技能訓練1-2】報警產生器 24
關鍵知識點小結 25
問題與討論 26
項目二 LED循環點亮控制 27
2.1 工作模塊3 LED循環點亮控制 27
2.1.1 LED循環點亮電路設計 27
2.1.2 LED循環點亮程序設計 28
2.1.3 并行I/O端口電路 29
【技能訓練2-1】P0口外接上拉電阻 32
2.2 MCS-51單片機內存空間 33
2.2.1 數據存儲器 34
2.2.2 特殊功能寄存器 35
2.2.3 “頭文件包含”處理 38
2.2.4 程序存儲器 39
2.3 工作模塊4 開關控制LED循環點亮 41
2.3.1 開關控制LED循環點亮電路設計 41
2.3.2 開關控制LED循環點亮程序設計 41
2.3.3 C51數據類型 42
2.3.4 C語言常量與變量 45
2.4 工作模塊5 步進電機控制 47
2.4.1 認識步進電機 47
2.4.2 步進電機控制電路設計 48
2.4.3 步進電機控制程序設計 49
2.5 技能拓展 ULN2003A驅動器應用 50
2.5.1 ULN2003A的特點 50
2.5.2 ULN2003A的引腳功能 51
【技能訓練2-2】單片機驅動繼電器
電路設計 51
關鍵知識點小結 52
問題與討論 53
項目三 數碼管顯示控制 54
3.1 工作模塊6 數碼管循環顯示0～9 54
3.1.1 認識數碼管 54
3.1.2 數碼管循環顯示0～9電路設計 56
3.1.3 數碼管顯示程序設計 57
【技能訓練3-1】共陽極LED數碼管應用 58
3.2 C語言語句結構 59
3.2.1 關系運算符和關系表達式 59
3.2.2 邏輯運算符和邏輯表達式 59
3.2.3 if語句 60
3.2.4 switch語句 62
3.2.5 循環結構控制語句 63
3.2.6 break語句和continue語句 65
3.3 工作模塊7 多個數碼管動態掃描顯示 66
3.3.1 多個數碼管動態顯示電路設計 66
3.3.2 多個數碼管動態顯示程序設計 67
3.3.3 C語言數組 68
3.4 工作模塊8 0～99計數顯示
（靜態顯示） 70
3.4.1 0～99計數顯示電路設計 70
3.4.2 0～99計數顯示程序設計 71
3.4.3 C語言函數 72
3.5 技能拓展 7段字型譯碼器74LS47應用 74
3.5.1 認識74LS47 74
3.5.2 74LS47引腳功能 75
【技能訓練3-2】使用74LS47實現0～99
計數顯示 75
關鍵知識點小結 76
問題與討論 77
項目四 鍵盤的設計與實現 78
4.1 工作模塊9 獨立式鍵盤設計與實現 78
4.1.1 認識鍵盤 78
4.1.2 獨立式鍵盤電路設計 79
4.1.3 獨立式鍵盤程序設計 79
4.1.4 鍵盤防抖動措施 81
【技能訓練4-1】一鍵多功能按鍵識別
設計與實現 82
4.2 工作模塊10 矩陣式鍵盤設計與實現 84
4.2.1 矩陣式鍵盤的結構與原理 84
4.2.2 矩陣式鍵盤電路設計 85
4.2.3 矩陣式鍵盤程序設計 86
4.3 工作模塊11 中斷方式矩陣鍵盤 88
4.3.1 中斷概念 88
4.3.2 中斷方式矩陣鍵盤電路設計 89
4.3.3 中斷方式矩陣鍵盤程序設計 89
4.4 MCS-51單片機中斷系統 90
4.4.1 單片機中斷源 90
4.4.2 中斷系統結構 91
4.4.3 中斷有關的4個特殊功能寄存器 92
4.4.4 中斷處理過程 94
4.4.5 C語言中斷服務函數 97
4.5 技能拓展 外部中斷源的擴展 98
4.5.1 用定時器擴展外部中斷源 98
4.5.2 中斷加查詢的擴展方法 98
【技能訓練4-2】利用外部中斷0擴展
4個外部中斷 99
關鍵知識點小結 100
問題與討論 101
項目五 定時/計數器綜合應用 102
5.1 工作模塊12 生產線自動打包系統 102
5.1.1 認識定時器/計數器 102
5.1.2 生產線自動打包控制電路 104
5.1.3 生產線自動打包控制程序 105
5.2 工作模塊13 霓虹燈控制系統 106
5.2.1 定時器/計數器工作方式 106
5.2.2 定時器/計數器有關寄存器 108
5.2.3 霓虹燈控制系統設計與實現 109
【技能訓練5-1】0～59秒數碼顯示
（定時器） 111
5.3 工作模塊14 電子鐘設計與實現 113
5.3.1 電子鐘電路設計 113
5.3.2 電子鐘程序設計 115
5.4 技能拓展 INTRINS.H頭文件的應用 116
5.4.1 _crol_、_irol_和_lrol_函數 116
5.4.2 _cror_、_iror_和_lror_函數 117
5.4.3 _nop_函數 117
5.4.4 _testbit_函數 117
【技能訓練5-2】用_crol_函數實現LED
循環點亮 118
關鍵知識點小結 118
問題與討論 119
項目六 模擬量輸入輸出設計與實現 120
6.1 工作模塊15 模數轉換LED顯示 120
6.1.1 模擬量輸入輸出概述 120
6.1.2 模數轉換LED顯示電路 121
6.1.3 模數轉換LED顯示程序 121
6.2 ADC0808/ADC0809模數轉換器 122
6.2.1 認識ADC0808/ADC0809
模數轉換器 122
6.2.2 ADC0808/ADC0809結構及引腳 123
6.2.3 ADC0808/ADC0809工作過程及
編程方法 125
【技能訓練6-1】采用中斷方式完成模數
轉換LED顯示 125
6.3 工作模塊16 數字電壓表設計與實現 127
6.3.1 數字電壓表電路設計 127
6.3.2 數字電壓表程序設計 128
6.3.3 C語言結構體類型 129
6.3.4 結構體數組 131
【技能訓練6-2】結構體數組的應用 132
6.4 工作模塊17 信號發生器設計與實現 132
6.4.1 認識DAC0832數模轉換器 133
6.4.2 信號發生器電路設計 135
6.4.3 信號發生器程序設計 136
6.5 技能拓展 直流電機轉速控制 137
6.5.1 什么是PWM 138
6.5.2 占空比 138
6.5.3 直流電機轉速控制 138
【技能訓練6-3】基于ADC0808/0809
的直流電機轉速控制 138
關鍵知識點小結 139
問題與討論 140
項目七 單片機串行通信設計與實現 142
7.1 工作模塊18 單片機點對點數據傳輸 142
7.1.1 串行通信基本知識 142
7.1.2 單片機點對點數據傳輸電路設計 145
7.1.3 單片機擴展I/O口程序設計 146
7.2 工作模塊19 水塔水位單片機遠程
監控系統 147
7.2.1 單片機串行口結構 147
7.2.2 串行通信設置 149
7.2.3 水塔水位單片機遠程監控電路設計 151
7.3 工作模塊20 單片機點對多數據傳輸 155
7.3.1 MCS-51多機通信技術 155
7.3.2 單片機點對多數據傳輸電路設計 156
7.3.3 單片機點對多數據傳輸程序設計 157
【技能訓練7-1】單片機串行口擴展I/O
口電路設計 160
7.4 技能拓展 RS-485串行接口應用 162
【技能訓練7-2】全雙工RS-485連接電
路設計與實現 163
關鍵知識點小結 163
問題與討論 164
項目八 鍵盤控制電機方向和轉速 166
8.1 單片機產品開發 166
8.1.1 單片機產品的結構 166
8.1.2 單片機產品開發流程 167
8.2 工作模塊21 步進電機控制系統設計
與實現 169
8.2.1 步進電機控制技術 170
8.2.2 步進電機控制系統電路設計 170
8.2.3 步進電機控制系統程序設計 171
8.3 工作模塊22 直流電機控制系統設計
與實現 174
8.3.1 直流電機控制技術 174
8.3.2 直流電機控制系統電路設計 175
8.3.3 直流電機控制系統程序設計 176
8.4 技能拓展 步進電機智能控制 179
8.4.1 步進電機智能控制思路 179
8.4.2 步進電機智能控制組成 180
【技能訓練8-1】步進電機智能控制設計 180
關鍵知識點小結 181
問題與討論 182
項目九 按鍵設置液晶電子鐘 183
9.1 RT12864陣型液晶顯示模塊 183
9.1.1 認識RT12864液晶屏 183
9.1.2 RT12864液晶顯示模塊內部結構 185
9.1.3 控制指令及相應代碼 186
9.2 工作模塊23 液晶電子鐘電路設計
與實現 188
9.2.1 按鍵設置電路設計 189
9.2.2 液晶顯示電路設計 189
9.2.3 按鍵設置液晶電子鐘電路設計 189
9.3 工作模塊24 液晶電子鐘程序設計
與實現 191
9.3.1 按鍵設置程序設計 191
9.3.2 時間程序設計 194
9.3.3 液晶顯示程序設計 195
9.4 技能拓展 DS1302時鐘芯片的應用 201
9.4.1 認識DS1302 201
9.4.2 DS1302寄存器 201
【技能訓練9-1】使用DS1302芯片實現液晶
電子鐘電路設計 202
關鍵知識點小結 203
問題與討論 204
項目十 8路溫度采集監控系統 205
10.1 DS18B20溫度傳感器 205
10.1.1 認識DS18B20 205
10.1.2 DS18B20內部結構及功能 207
10.1.3 DS18B20通信協議 209
10.2 工作模塊25 8路溫度采集監控
電路設計 212
10.2.1 溫度采集電路設計 212
10.2.2 監控電路設計 212
10.2.3 8路溫度采集監控電路設計與實現 213
10.3 工作模塊26 8路溫度采集監控
程序設計 214
10.3.1 鍵盤處理程序設計 214
10.3.2 8路溫度采集程序設計 216
10.3.3 8路溫度顯示程序設計 217
10.4 技能拓展 I2C串行擴展 219
10.4.1 I2C總線接口電路 219
10.4.2 I2C總線數據傳送操作 219
【技能訓練10-1】基于AT24C1024片外程序
存儲器擴展 221
關鍵知識點小結 222
問題與討論 223
項目十一 點陣顯示設計與實現 224
11.1 工作模塊27 16×32 LED點陣漢字
顯示設計 224
11.1.1 LED點陣顯示系統結構與原理 224
11.1.2 16×32 LED點陣漢字顯示電路
設計 226
11.1.3 16×32 LED點陣漢字顯示程序
設計 231
11.2 工作模塊28 點陣屏焊接與調試 243
11.2.1 MCU最小系統和串口焊接與調試 244
11.2.2 顯示功能板焊接和調試 248
11.2.3 外擴RAM及Flash的焊接和調試 249
11.2.4 外擴KEY和EEPROM焊接與
調試 249
11.2.5 系統整體測試 249
11.3 技能拓展 并行I/O接口擴展 250
11.3.1 并行I/O口擴展特性 250
11.3.2 I/O接口擴展常用芯片 250
【技能訓練11-1】P0口擴展I/O接口設計
與實現 252
關鍵知識點小結 253
問題與討論 254
附表1 LED各模塊焊接步驟對應元件清單 255
附表2 LED顯示模塊焊接元件清單 256
課程設計范例一 雙向四車道交通燈控制 257
課程設計范例二 出租車計價器 266
參考文獻 272

1. 單片機應用技術項目教程（C語言版）（第三版） [主編　郭志勇]
2. 單片機原理及應用技術（C語言版） [周國運 魯慶賓 趙天翔 編著]
3. 單片機實用技術項目教程 [主編 周威 熊輝]
4. 單片機原理及應用項目化教程（C語言版） [主編 謝四連　王善偉　李石林]
5. 單片機控制技術 [李美菊 劉敏 許艷梅]
6. 單片機應用技術項目教程（C語言版）（第二版） [主編 郭志勇]
7. 單片機技術實驗實訓教程（第二版） [周越 鄭棣]
8. 單片機應用教程 [胡云冰 聶振華]
9. 單片機應用系統設計安裝與調試 [主編 田浩鵬]
10. 單片機原理及應用設計（第二版） [主編 胡輝 ]
11. 單片機原理及典型應用接口技術 [劉甫 陳健美 編著]
12. 單片機原理及應用教程（C語言版） [主編 周國運]
13. 單片機應用系統設計與訓練 [胡輝 主編]
14. 單片機原理及應用 [主 編 李英順]
15. 單片機原理及應用（C語言版） [周國運 主編]
16. 單片機應用技術 [周越 主編]
17. 16位單片機及語音嵌入式系統 [趙定遠 馬洪江 主編]
18. 單片機原理及應用設計 [胡輝 主編]
19. 單片機原理與應用 [金龍國 主編]
20. 單片機原理與應用技術 [秦實宏 周龍 肖忠 等編著]
21. 單片機接口技術（C51版） [張道德 編著]
22. 單片機原理及基于單片機的嵌入式系統設計 [蔡方凱 主編]
23. 單片機原理與應用 [胡輝 主編]
24. 單片機技術實驗實訓教程 [周越 等編著]
25. 單片機原理與應用系統設計 [李云鋼 等編著]
26. 計算機硬件技術實驗教程 [張志勇 戴金波 主編]