采用項目實施、任務導向教學法，使學生在“做中學，學中做”。

采用C語言教學，突出單片機C程序的軟件架構設計。

支持國產本土獨立自主知識產權，激發創新意識。

單片機作為微控領域的重要分支，被廣泛應用于工業過程中的自動檢測與控制。目前，單片機作為電子信息、自動化等專業的專業基礎課，在各工科院校中廣泛開設。長期以來，該課程存在原理難以理解、設計能力難以提高、理實一體缺乏融通的問題。本教材結合作者多年的教學改革與實踐成果，采用新思路、新方法編寫而成，非常適合單片機初學者學習。

本教材的主要特點：

（1）采用項目實施、任務導向教學法，使學生在“做中學，學中做”。本書以九個項目的形式分別介紹了單片機及其開發環境、單片機的輸入/輸出功能、數碼管與矩陣鍵盤、定時器/計數器、中斷系統、串行通信、液晶顯示、I2C總線與E2PROM、DS18B20。各項目的編排遵循了由淺入深、由易到難的順序。

（2）采用C語言教學，突出單片機C程序的軟件架構設計。本書中的所有實例采用C語言編寫，突出單片機C程序的軟件架構設計思想。另外C語言具有運算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實現對系統硬件進行控制，和單片機匯編語言相比，具有不需要記指令，學生容易掌握與理解等優點。

（3）支持國產本土獨立自主知識產權，激發創新意識。本書講解的內容均為圍繞STC公司出產的單片機，支持國產自主知識產權，激發學習者的民族創新意識，同時結合當今熱點知識的講解，突出技術的實時與實用性。

本教材的項目一由邱洪濤編寫，項目二、項目三由孟勤編寫，項目四至項目七由周威編寫，項目八、項目九和附錄由熊輝編寫，周威負責全書的統編定稿與審閱工作，熊輝、邱洪濤負責全書的校對工作。

本教材中的所有項目的實例都是以STC2.0（51）單片機開發板設計。此套開發板由周威結合12年的單片機開發和教學經驗專門設計，為學生學習實踐所用。感謝荊州理工職業學院電子創新實驗室的老師及學員們對本書出版的支持，感謝華中科技大學光學與電子信息學院朱本鵬教授、華為技術有限公司IT產品線存儲產品規劃部孫強總監、湖北顯風電子有限公司研發部殷晨東高級工程師在本書編撰過程提出的寶貴意見和案例支持。

本書是作者們的多年教學工作的積累和總結，但錯誤和不足也仍在所難免，懇請讀者指正和諒解，也歡迎您與我們聯系交流技術心得。

最后，謹以本書紀念2018年4月28日因病在深圳離世的宋勝文先生，對他為中國電源行業發展作出的卓越貢獻致以崇高的敬意，對他為電源行業培養了數以千計的卓越人才表示衷心的感謝。

項目一 單片機及其開發環境 1
1.1 任務一 初識單片機 1
1.1.1 單片機的定義 1
1.1.2 單片機的應用領域 2
1.1.3 單片機的類別 3
1.1.4 單片機的選擇 4
1.2 任務二 單片機應用系統 5
1.2.1 單片機應用系統 5
1.2.2 典型單片機應用系統介紹 5
1.2.3 剖讀MCS-51單片機 6
1.2.4 單片機最小系統 10
1.2.5 單片機應用系統開發流程 13
1.3 任務三 單片機的集成開發環境（Keil） 16
1.3.1 啟動Keil C51 μVision5 16
1.3.2 使用Keil軟件 16
1.4 任務四 Proteus仿真軟件的使用 23
1.4.1 使用Proteus軟件示例 23
1.4.2 軟件對應庫說明 30
項目二 輸入/輸出功能（I/O） 33
2.1 任務一 剖析51單片機并行I/O口 33
2.2 任務二 輸出功能—點亮LED 36
2.3 任務三 輸入功能—按鍵檢測 41
項目三 數碼管與矩陣鍵盤 45
3.1 任務一 數碼管結構 45
3.1.1 數碼管的工作原理 45
3.1.2 數碼管字形編碼 46
3.1.3 數碼管靜態顯示 47
3.1.4 數碼管動態顯示 49
3.2 任務二 矩陣鍵盤掃描 51
3.2.1 矩陣鍵盤的工作原理 51
3.2.2 軟件設計思路 52
項目四 定時器/計數器 56
4.1 任務一 定時器/計數器的工作原理 56
4.1.1 初識定時器/計數器 56
4.1.2 定時器/計數器的寄存器 57
4.2 任務二 定時器的使用 60
4.2.1 定時器/計數器初始化 60
4.2.2 定時器應用實例 61
4.3 任務三 計數器的使用 64
項目五 中斷系統 66
5.1 任務一 中斷的工作原理 66
5.1.1 中斷的基本概念 66
5.1.2 中斷系統的結構 66
5.1.3 中斷處理過程 70
5.2 任務二 中斷的應用 73
5.2.1 定時器中斷 73
5.2.2 外部中斷 75
5.2.3 有關STC12C5A60S2的中斷 78
項目六 串行通信 80
6.1 任務一 串行通信基礎 80
6.1.1 串行通信基本概念 80
6.1.2 串行接口的結構 83
6.1.3 串行接口的工作方式 85
6.2 任務二 串行通信總線標準及其接口 88
6.2.1 RS-232總線標準及接口 88
6.2.2 PL2303 USB-RS232轉換接口 89
6.3 任務三 串行通信的應用 90
6.3.1 串行口初始化 90
6.3.2 單片機與PC通信 92
6.3.3 單片機雙機通信 95
6.3.4 單片機多機通信 98
項目七 液晶顯示 100
7.1 任務一 液晶顯示模塊原理 100
7.2 任務二 1602液晶顯示模塊 101
7.2.1 1602字符型液晶基本工作原理 101
7.2.2 1602液晶應用實例 110
7.3 任務三 12864液晶顯示模塊 112
7.3.1 12864圖形型液晶基本工作原理 112
7.3.2 12864液晶應用實例 121
項目八 I2C總線與E2PROM 124
8.1 任務一 認識 I2C總線 124
8.1.1 I2C總線內部結構 124
8.1.2 I2C時序 125
8.1.3 I2C數據傳輸格式 126
8.1.4 I2C尋址模式 126
8.2 任務二 走入E2PROM 131
8.2.1 E2PROM讀寫操作時序 132
8.2.2 E2PROM跨頁寫操作時序 133
8.3 任務三 基于AT24C02計數器的設計 133
項目九 DS18B20溫度傳感器 138
9.1 任務一 初識DS18B20 138
9.1.1 DS18B20的功能及引腳 138
9.1.2 DS18B20的內部結構 139
9.1.3 DS18B20的工作原理 141
9.2 任務二 DS18B20的應用 143
9.2.1 DS18B20的工作時序 143
9.2.2 DS18B20的應用電路設計 146
9.2.3 DS18B20的應用實例 147
附錄A ASCII碼字符表 152
附錄B 單片機C語言基礎 156
附錄C 單片機C語言技術規范 178
參考資料 194

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]
4. 單片機應用技術項目教程（C語言版）（第二版） [主編 郭志勇]
5. 電子技術項目教程（Proteus版） [主編 郭志勇]
6. 單片機應用教程 [胡云冰 聶振華]
7. 單片機應用系統設計安裝與調試 [主編 田浩鵬]
8. 單片機原理及應用設計（第二版） [主編 胡輝 ]
9. 單片機原理及典型應用接口技術 [劉甫 陳健美 編著]
10. 單片機原理及應用教程（C語言版） [主編 周國運]
11. 單片微型計算機原理及接口技術實驗指導與實訓 [林軍 等編著]
12. 單片微型計算機原理及應用 [趙秀珍 單永磊 主編]