单片机控制与应用实训教程

项目一 单个彩灯闪烁——单片机入门知识 1

1.1 能力培养 1

1.2 任务分析 2

1.3 如何使用led发光二极管 2

1.4 如何使用二进制数和十六进制数 2

1.4.1 数制 2

1.4.2 数制转换 4

1.5 如何使用单片机 5

1.5.1 单片机简介 5

1.5.2 mcs—51系列单片机的引脚 6

1.5.3 mcs—51系列单片机的基本结构 8

1.5.4 mcs—51系列单片机时钟电路与cpu时序 9

1.5.5 mcs—51系列单片机的复位及复位电路 10

1.5.6 mcs—51系列单片机的存储器结构 11

1.6 如何设计led发光二极管与单片机接口电路 17

1.7 如何设计单个彩灯闪烁程序 18

1.7.1 置1和清零指令 18

1.7.2 延时子程序 18

1.7.3 子程序调用和长跳转指令 19

1.7.4 单个彩灯程序 20

.项目二 广告灯控制——输入/输出端口应用 21

2.1 能力培养 21

2.2 任务分析 21

2.3 寻址方式 22

2.3.1 立即寻址方式 22

2.3.2 直接寻址方式 23

2.3.3 寄存器寻址方式 23

2.3.4 寄存器间接寻址方式 24

2.3.5 变址寻址方式 25

2.3.6 相对寻址方式 26

2.3.7 位寻址方式 26

2.4 如何使用数据传送类指令 27

2.4.1 内部数据存储器及寄存器间的数据传送指令（16条） 28

2.4.2 堆栈操作指令（2条） 30

2.4.3 数据交换指令（5条） 32

2.4.4 外部ram数据传送指令（4条） 32

2.4.5 程序存储器查表指令（2条） 33

2.5 如何使用控制转移类指令 33

2.5.1 无条件转移指令（4条） 34

2.5.2 条件转移指令（13条） 35

2.6 如何计算指令执行时间 39

2.7 如何设计发光二极管与单片机接口电路 40

2.8 如何设计广告灯程序 41

2.8.1 任务分析 41

2.8.2 程序流程图设计 41

2.8.3 程序清单 43

项目三 键盘控制显示的设计——键盘接口技术 47

3.1 能力培养 48

3.2 任务分析 48

3.3 如何将键击动作转换为位数字量信息 48

3.3.1 如何使用键盘 48

3.3.2 如何消除键盘抖动与转换位数字量 49

3.3.3 如何识别按键与计算键值 50

3.4 如何设计键盘与单片机接口电路 54

3.4.1 独立式键盘与单片机接口电路---键盘控制

显示任务 54

3.4.2 行列式键盘与单片机接口电路 55

3.5 如何使用算数运算指令 57

3.5.1 加法指令 57

3.5.2 减法指令 58

3.5.3 十进制数据调整指令 59

3.5.4 乘法指令 60

3.5.5 除法指令 60

3.6 如何使用逻辑运算指令 60

3.7 如何循环移位指令 63

3.8 如何使用伪指令 63

3.9 如何设计键盘驱动程序实现按键的键值计算 65

3.9.1 编程实现键值识别 65

3.9.2 键盘控制led灯显示 65

项目四 报警器设计——中断原理及应用 67

4.1 能力培养 67

4.2 任务分析 68

4.3 如何使用mcs—51系列单片机中断系统 68

4.3.1 中断的概念与功能 68

4.3.2 mcs—51系列单片机的中断系统 69

4.3.3 中断编程 73

4.4 如何设计安防报警电路及其与单片机接口电路 77

4.4.1 如何使用安防探测器 77

4.4.2 安防报警电路 79

4.4.3 安防报警电路与单片机接口电路 80

4.5 如何设计安防报警程序 81

4.5.1 系统初始化及中断服务程序 81

4.5.2 主程序 82

4.5.3 程序清单 82

项目五 定时控制器的设计——定时/计数器原理及应用 85

5.1 能力培养 85

5.2 任务分析 85

5.3 如何使用定时/计数器 85

5.3.1 定时/计数器的结构 85

5.3.2 定时/计数器的结构与工作原理 86

5.3.3 单片机定时/计数器的方式寄存器和控制

寄存器 87

5.3.4 定时/计数器的工作方式 88

5.3.5 定时/计数器的定时/计数范围 90

5.4 如何设计定时控制器 91

项目六 一位数码显示器设计——数码管静态显示 93

6.1 能力培养 93

6.2 任务分析 93

6.3 如何使用数码管 94

6.3.1 数码管的内部结构 94

6.3.2 数码管的类型 94

6.4 如何设计数码管与单片机接口电路 95

6.5 如何设计数码管显示程序 96

项目七 学号显示器设计——数码管动态显示 97

7.1 能力培养 97

7.2 任务分析 97

7.3 数码管动态显示原理 97

7.4 如何设计数码管与单片机动态显示接口电路 98

7.5 如何设计数码管动态显示程序 98

7.5.1 学号显示器程序流程图 98

7.5.2 学号显示器程序 99

项目八 一位汉字显示屏的设计——led点阵显示 101

8.1 能力培养 102

8.2 任务分析 102

8.3 如何使用led点阵显示屏 102

8.3.1 如何显示汉字 102

8.3.2 如何使用led点阵显示屏 103

8.4 如何设计汉字点阵显示电路 104

8.5 如何编写汉字点阵显示程序 106

项目九 模拟数字式温度计——a/d转换及其与单片机接口技术 109

9.1 能力培养 109

9.2 任务分析 109

9.3 a/d转换的基础知识 109

9.3.1 a/d转换器原理 109

9.3.2 性能指标 112

9.4 如何使用a/d转换器 113

9.5 如何设计a/d转换器与单片机接口电路 114

9.6 如何设计a/d转换器与单片机接口程序 116

项目十 锯齿波信号发生器——d/a转换及其与单片机接口技术 117

10.1 能力培养 117

10.2 任务分析 117

10.3 d/a转换的基本知识 117

10.3.1 d/a转换器原理 118

10.3.2 性能指标 118

10.4 如何使用d/a转换器 119

10.5 如何设计d/a转换器与单片机接口电路 120

10.6 如何设计d/a转换器与单片机接口程序 122

项目十一 串行通信——串行端口通信原理及应用 123

11.1 能力培养 124

11.2 任务分析 124

11.3 如何使用串行端口通信技术 124

11.3.1 串行通信的分类 125

11.4 如何使用mcs—51系列单片机串行端口 127

11.4.1 串行端口特殊功能寄存器 127

11.4.2 串行行端口的工作方式 129

11.5 如何设计单片机串行端口通信电路 132

11.6 如何设计单片机串行端口通信程序 135

11.6.1 任务分析 135

11.6.2 程序流程图设计 135

11.6.2 程序清单 137

项目十二 密码锁设计——i2c总线技术 139

12.1 能力培养 139

12.2 任务分析 139

12.3 如何使用i2c总线 140

12.3.1 i2c总线 140

12.3.2 i2c总线数据传送 141

12.4 如何使用器件at24c02 142

12.5 如何设计电子密码锁电路 143

12.6 如何编写单片机i2c总线数据模拟程序 145

12.7 如何编写密码锁程序 148

12.7.1 程序流程图设计 148

12.7.2 程序清单 149

项目十三 温度计的设计——单片机应用系统设计 155

13.1 能力培养 155

13.2 任务分析 155

13.3 如何设计单片机应用系统 156

13.3.1 单片机应用系统设计步骤 156

13.3.2 单片机应用系统硬件开发 157

13.3.3 单片机应用系统软件开发 157

13.4 如何设计抗干扰系统 157

13.4.1 电源系统抗干扰措施 157

13.4.2 过程通道干扰及其抑制 158

13.5 如何设计温度计电路 158

13.6 如何设计温度计程序 160

13.5.1 温度计程序流程图 160

13.5.2 温度计程序清单 161

项目十四 步进电机控制系统——单片机入门知识 165

14.1 能力培养 165

14.2 任务分析 165

14.3 如何使用步进电机 166

14.3.1 步进电机工作原理 166

14.3.2 步进电机的特点 166

14.3.3 步进电机的常数 167

14.3.4 步进电机的分类 167

14.4 如何控制步进电机 168

14.5 如何设计单片机步进电机接口电路 168

14.5.1 驱动电路 169

14.5.2 显示电路 170

14.5.2 步进电机接口电路的整机电路 170

14.6 如何编写步进电机的控制程序 171

14.6.1 步进电机正转控制程序 171

14.6.2 步进电机反转控制程序 172

14.5.3 步进电机加速控制程序 173

14.5.4 步进电机转速显示程序 174

附录a mcs—51系列单片机指令表 177

附录b ascii码表 183

附录c 常用芯片引脚 185

附录d 单片机装调工专项能力认证鉴定标准（中级） 189

单片机装调工专项能力认证试题中级技能试题1 192

单片机装调工专项能力认证试题中级技能试题2 195

单片机装调工专项能力认证试题中级技能试题3 198

单片机装调工专项能力认证试题中级技能试题4 201

单片机装调工专项能力认证试题中级技能试题5 204

单片机装调工专项能力认证试题中级技能试题6 207

单片机装调工专项能力认证试题中级技能试题7 210