本書根據高等職業(yè)教育機電類專業(yè)單片機應用技術項目教程(C語言版)課程的教學要求編寫而成。本書借鑒CDIO工程教育理念,采用項目驅動的編寫思路,緊密結合單片機應用實際情況,以實訓項目為主線,理論聯系實際,充分體現了高等職業(yè)教育的應用特色和能力本位,突出了人才應用能力的創(chuàng)新素質的培養(yǎng)。
從技術和工程應用的角度出發(fā),為適應不同層次不同專業(yè)的需要,全書共設計10個項目,主要介紹單片機開發(fā)系統(tǒng)、單片機并行端口的應用、定時器/計數器、中斷系統(tǒng)、串行通信技術、接口技術,以及單片機應用系統(tǒng)設計方法等內容。從教學做角度設計了近50個技能訓練以達到理論學習與技能訓練相結合的教學目的。本書以實例的形式系統(tǒng)地介紹了單片機技術基礎知識和技能實訓內容,突出了工程實踐能力的培養(yǎng),可用于學生的理論學習與實訓操作、課程設計與畢業(yè)設計。本書適合作為高等職業(yè)教育工業(yè)電氣技術、工業(yè)電氣自動化、應用電子技術、信息工程技術、機電一體化應用技術、機械自動化等相關專業(yè)單片機技術課程的教材,也可作為廣大工程技術人員短期培訓的教材和學習參考用書。
本書采用項目驅動,任務導向,緊密結合單片機應用實際情況,以實訓項目為主線,理論聯系實際,充分體現了高等職業(yè)教育的應用特色和能力本位,突出人才應用能力的創(chuàng)新素質的培養(yǎng),內容豐富,實用性強。
本書從教學做練習設計了50多個技能訓練仿真練習任務以達到邊理論、邊練習、學一樣、會一樣教學目的。以實例系統(tǒng)地介紹了單片機技術基礎和技能實訓內容。引入Proteus仿真軟件,采用C語言編程,實現了在計算機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。
為了適應社會經濟和科學技術的迅速發(fā)展及職業(yè)教育教學改革的需要,根據以就業(yè)為導向的原則,注重以先進的科學發(fā)展觀調整和組織教學內容,增強認知結構與能力結構的有機結合,強調培養(yǎng)對象對職業(yè)崗位(群)的適應程度,經過廣泛調研,在江蘇淮安和無錫兩地分別召開全國高等職業(yè)教育電子信息類專業(yè)課程體系及教材建設方案研討會,組織編寫了對電子信息類教材的整體優(yōu)化、力圖有所突破、有所創(chuàng)新的教材《單片機應用技術項目教程(C語言版)》。
本書主要特色如下:
(1)借鑒CDIO工程教育理念,采用項目驅動的編寫思路,突出技能培養(yǎng)在課程中的主體地位。本書以解決實際項目的思路和方法為編寫主線,貫穿多個知識點,使理論從屬于技能培養(yǎng)。教會學生如何完成實訓項目,關注學生能做什么,不知道什么,知識、技能的學習結合實訓項目的完成過程來進行。在內容的選取方面,將理論和實訓合二為一,以必需與夠用為度,將知識點做了較為精密的整合,內容深入淺出,通俗易懂。既有利于教,又有利于學。
(2)與職業(yè)崗位標準密切接軌,已獲得行業(yè)協(xié)會認可,作為認證教材,具有獨特的雙證書特色。
(3)既適合教學,又符合企業(yè)實際工作需要。注重采用企業(yè)真實項目,貼近企業(yè)崗位實際需求。本書在拉近單片機教學與職業(yè)崗位需求距離的同時,兼顧知識的系統(tǒng)性和完整性。
(4)在結構的組織方面大膽打破常規(guī),以實訓項目為教學主線,通過設計不同的實訓項目,將知識點和技能訓練融于各個項目之中。各個項目按照知識點與技能要求循序漸進編排,突出技能的提高,努力符合職業(yè)教育工學結合的特點,達到真正符合職業(yè)教育的特色。學生學習這些項目后可以實現零距離上崗。
(5)全新的仿真教學模式(采用C語言編程)。本書打破了傳統(tǒng)教材原有界限,與職業(yè)崗位基本技能融合在一起,引入Proteus仿真軟件(本書中部分電路圖為仿真軟件制圖,其圖形符號與國家標準符號不符,二者對照關系詳見附錄A),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,側重高職高專學生單片機技術與C語言應用技能和動手能力的培養(yǎng),實現了在計算機上完成單片機電路設計,軟件設計、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。
本書由趙俊生、仇士玉、徐大詔任主編,徐建國、劉映群、施衛(wèi)民、張英光、軒建舉任副主編。具體分工如下:江蘇財經職業(yè)技術學院趙俊生編寫項目7和項目9;江蘇財經職業(yè)技術學院徐大詔和廣東嶺南職業(yè)技術學院劉映群編寫項目1和項目2;淮安市高級職業(yè)技術學校仇士玉編寫項目3和項目10;炎黃職業(yè)技術學院徐建國編寫項目4、項目5和項目8;炎黃職業(yè)技術學院張英光、施衛(wèi)民和許昌電氣職業(yè)學院軒建舉編寫項目6。全書由趙俊生統(tǒng)稿,江蘇財經職業(yè)技術學院唐義鋒主審。
本書在編寫過程中得到了江蘇財經職業(yè)技術學院、淮安市高級職業(yè)技術學校和炎黃職業(yè)技術學院領導的關心與幫助,亦得到了中國鐵道出版社的大力支持,在此一并表示衷心感謝。此外,還要感謝書后所附參考文獻的各位作者。
由于時間倉促,加之編者水平有限,書中難免有疏漏和不妥之處,懇請廣大讀者批評指正。
編者2016年4月
趙俊生,江蘇財經職業(yè)技術學院,機電工程系
項目1單片機基礎知識及LED控制與實現1
學習目標1
項目描述1
知識鏈接1
一、
單片機技術應用系統(tǒng)認識1
二、
單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程5
三、
邏輯數據的表示6
四、
單片機中數制的表示方法7
五、
單片機應用系統(tǒng)入門的有效方法和基本條件15
項目實施16
自我測試17
項目2單片機軟件開發(fā)過程和LED的閃爍控制19
學習目標19
項目描述19
知識鏈接19
一、仿真軟件Proteus的使用19
二、功能感受Proteus仿真單片機播放音樂20
三、 Keil C51軟件的使用28
四、
單片機燒寫器及燒寫軟件的使用36
五、C51語言源程序的結構特點38
項目實施43
自我測試45
項目3I/O口開關控制設計與實現46
學習目標46
項目描述46
知識鏈接46
一、AT89S51單片機的內部結構和功能46
二、AT89S51單片機引腳的定義及功能47
三、AT89S51單片機存儲器的空間配置及功能結構48
四、AT89S51 單片機I/O接口及工作原理52
五、C51語言的數據類型與運算符57
項目實施64
自我測試70
項目4LED數碼管顯示控制與實現72
學習目標72
項目描述72
知識鏈接72
一、LED數碼管接口的原理和接口電路72
二、C51常量和變量75
三、 C51語言的基本語句78
四、 C51語言的數組82
項目實施83
自我測試103
項目5鍵盤的設計與實現104
學習目標104
項目描述104
知識鏈接104
一、
鍵盤接口的工作原理104
二、
字符型LCD液晶接口107
項目實施112
自我測試139
項目單片機的定時器/計數器綜合應用140
學習目標140
項目描述140
知識鏈接140
一、定時器/計數器的基本概念140
二、定時器/計數器的結構及工作原理142
三、定時器/計數器的控制143
四、C語言的指針146
五、 C語言的函數149
項目實施151
自我測試156
項目6單片機中斷系統(tǒng)與外部中斷源的擴展157
學習目標157
項目描述157
知識鏈接157
一、單片機中斷系統(tǒng)的概念157
二、中斷系統(tǒng)的結構及控制159
三、外部中斷源的擴展162
項目實施163
自我測試179
項目7單片機串行通信的設計與實現180
學習目標180
項目描述180
知識鏈接180
一、串行通信的概念180
二、串行通信的結構184
三、串行通信的控制184
四、單片機點對多數據傳輸188
項目實施191
自我測試202
項目8路溫度采集監(jiān)控電路設計與實現204
學習目標204
項目描述204
知識鏈接204
一、 I2C總線器件及應用205
二、 DS18B20溫度傳感器208
三、SPI總線接口芯片及其應用216
項目實施218
自我測試256
項目模擬量輸入/輸出設計與實現257
學習目標257
項目描述257
知識鏈接257
一、
模/數(A/D)轉換器件的基本知識257
二、
數/模(D/A)轉換器件的基本知識260
項目實施262
自我測試270
附錄A圖形符號對照表271
參考文獻272