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  1. 本书立足实践，从系统板和基础电路起步，按照简单实验、典型案例、综合应用的方式组织知识点。全书共分9个项目：项目1介绍单片机硬件系统；项目2介绍单片机系统的开发环境Keil uVision4 和proteus；项目3介绍如何搭建单片机硬件基础知识；项目4重点介绍单片机的I/O端口的应用；项目5简单介绍定时器管理、中断管理；项目6介绍显示器和键盘技术；项目7介绍串行通信的简单应用；...查看更多
  2. 前  言
    “单片机应用技术”是高等职业院校机电类、自动化类、电子信息类专业学生乃至工科非计算机专业学生必须学习的一门专业课。酒泉职业技术学院机电工程学院单片机应用技术课程组教师经过多年教学教改的经验积累，同时吸取其他兄弟院校的教学成果和经验，于2017年申报了甘肃省教育厅2018年教改项目“2018A-202《高职电类专业C语言与单片机整合课程体系的构建与实施研究》”立项，本教材是该项目的教改成果之一。本教材从教学内容、教学方法和教学模式等方面做了全方位的改革和创新。
    1. 以职业岗位需求和学生学习特点选取教学内容
    根据目前电类专业学生就业岗位的特点，在调研了毕业生就业技术应用情况和行业发展的需求后，结合学生现实的学习基础，把原来汇编语言版的《单片机应用技术》教材改用C语言来教学，整合C语言和单片机应用技术的教学目标，以学生掌握单片机应用技术为主线，C语言起辅助性、工具性作用。其教学内容按照“够用为度”为原则，根据单片机学习的需要进行“量身定制”。同时，把单片机应用系统的常用技术充实到教材中，如集成开发软件Keil uVision仿真系统的使用和Proteus仿真软件的应用等，学习者通过Keil uVision和Proteus集成开发环境提供的强大设计和调试环境，一方面彻底掌握C语言的语法及使用技巧；另一方面，能更加透彻地理解和掌握计算机系统中抽象的术语和概念，如数据类型和存储方法，同时能深刻理解软硬件结合的重要性，达到讲练结合、学以致用，突出了职业能力的培养。
    2. 以项目引领和任务驱动方式组织教学模式
    本书整体采用以工作任务为导向的编写模式，以任务的实现为切入点，引入相关知识点；通过任务的实现引出单片机应用系统的设计和编程技巧；把任务实现与知识模块融为一体，体现“做、教、学、做”的教学模式。
    本书选取了15个典型工作任务和19个实训任务，它们来自单片机应用产品或产品中相关部分。以任务驱动的模式组织知识点，并在知识点学习中配有大量实训内容，进一步突出教学内容的实践性、实用性，为学生职业能力的培养探索了一条有效途径。
    任务引入由浅入深，由基本控制到创新设计；各任务既相对独立，又具有一定的关联，层次分明；全书设计符合学生的认知规律，把知识的学习与能力的培养融为一体。每一个任务和实训均配有Keil uVision的源程序和Proteus的仿真效果图，学习者可以在学习过程中进行对比学习。学生在完成任务的过程中，学习单片机应用技术，同时掌握单片机和C 语言的各个主要知识点，从而达成整合课程的教学目标。
    3. 教材编写形式新颖，特色鲜明
    根据目前职业院校学生的认知能力和综合素质，对工作任务的分析详尽透彻，便于自学，可操作性强；所有任务和实训的源程序都是这几年相关专业的学生在实践过程中编写通过的程序，符合职业院校学生的思维习惯和能力水平；课后的“练习与提高”从不同角度强化了对重点知识的掌握。全书表述尽可能深入浅出、知识讲解循序渐进，文、图呼应，易于学习。
    本书由酒泉职业技术学院阚永彪、张洋统筹并担任主编，岳志明、张万明担任副主编。具体编写分工如下：阚永彪编写项目1、项目2和项目3；岳志明编写项目4和项目5；张万明编写项目6和项目7；闫兴瑞编写项目8；王福仁编写项目9；阚威同学协助完成所有原理图、仿真图的制作，并完成了课后习题的编制和测试工作。
    最后给出一点教学建议，建议在教学中尽可能采用理实一体化教学。教学场所须是专门的单片机实训室，实训室内既要有进行理论讲授的多媒体设备、进行程序设计和软件仿真的计算机，也要有可以进行焊接、组装的操作台。教学组织上，安排学生以小组为单位进行学习，每小组3~5人，让学生在学习过程中互相交流、互相切磋，同时在小组间形成竞争机制，这样既有利于学生对所学知识点的巩固和掌握，提高学习热情，也利于培养学生的团队合作精神。对不同层次的学生，在任务功能的设置上设计几种不同难度的功能要求，对学生进行分层次教学和考核。教学载体上以实训室提供的单片机核心教学板为基础，在每个模块的教学实施中让学生实际进行硬件电路的设计、软件仿真、焊接和调试。根据教学设计安排，在单片机核心板上依次组装各功能模块。在模块各任务环节的教学实施中，则建立理论讲授、计算机辅助教学、实践教学三位一体的教学新模式，在学生实践操作之前先进行Proteus软件仿真，这样可减少实践中出现的问题，节约耗材，减少事故。在教学空间上，除正常的课堂教学外，增加网络教学环节，建设教学资源库，将课程的重点、难点、知识点拓展、应用案例分享等，开发制作成微课或动画，让学生在课前预习环节、课后复习环节、部分拓展提高环节等通过计算机或手机在网络上进行自主学习或与教师交流。在课程考核上，采用过程考核的方式，考查学生平时对各知识点的掌握程度及灵活运用程度。在每个模块结束时，让学生以小组为单位进行模块功能演示和PPT汇报，对学生的任务完成情况、实践操作技能、学习态度、知识点掌握情况等进行考核，每个模块的考核由教师评价、小组评价和自我评价三部分组成。
    随着当前招生情况的变化和市场对技能人才的需求变化，教育教学的方法也在不断地进行改革，将教育教学改革的成果融入教材的开发中是一项长期而艰巨的任务。由于编者水平和编写经验有限，书中难免存在不足之处，殷切希望各位同仁和专家提出宝贵意见或建议。


    编  者
    2019年6月    ...查看更多
  1. 目  录
    项目1   单片机硬件系统的认识 1
    任务1.1  1位LED信号灯的控制 2
    1.1  单片机的内部结构 4
    1.1.1  MCS-51单片机的基本组成 4
    任务1.2  控制程序在单片机中的存储 11
    1.1.2  MCS-51单片机存储器的结构 12
    1.2  单片机的外部结构 19
    1.2.1  MCS-51单片机引脚的功能 20
    1.2.2  基本运行电路 21
    1.3  单片机最小系统搭建基础 23
    1.3.1  元器件布放基础 24
    1.3.2  工具和材料 30
    任务1.3  最小系统的搭建 37
    1.4  单片机应用系统中的数制与编码 42
    1.4.1  进制数 42
    1.4.2  进制数之间的转换 43
    1.4.3  数的编码 45
    项目小结 45
    练习与提高 46
    项目2   单片机系统开发软件的搭建 48
    任务2.1  2位信号灯交替闪烁控制仿真 49
    2.1  Keil uVision集成开发系统应用 51
    2.1.1  学习单片机的准备工作 51
    2.1.2  单片机开发软件环境的搭建 51
    2.1.3  初步认识Keil 54
    2.1.4  新建一个工程 55
    2.1.5  编写程序 59
    2.2  ISP下载程序的应用 61
    2.3  Proteus仿真软件的应用 62
    2.3.1  Proteus简介 62
    2.3.2  Proteus8.0版本的使用过程 64
    2.3.3  在Proteus 中进行C语言代码的调试 66
    2.3.4  Proteus8.0与Keil连接调试 67
    2.3.5  简单实例掌握Proteus ISIS的用法 68
    项目小结 77
    练习与提高 78
    项目3   硬件基础知识学习 79
    任务3.1  用晶体管来控制8位LED灯的闪烁 80
    3.1  电磁干扰EMI 83
    3.2  电容的去耦应用 84
    3.3  三极管在单片机电路中的应用 86
    3.3.1  三极管的工作原理 86
    3.3.2  三极管的应用 88
    3.4  外围IC芯片74HC245的初步应用 92
    项目小结 94
    练习与提高 94
    项目4   单片机并行I/O端口的应用 95
    任务4.1  8位LED灯闪烁的控制 97
    4.1  51系列单片机并行I/O端口基本结构 99
    4.1.1  P0端口的结构及工作原理 99
    4.1.2  P1端口的结构及工作原理 105
    4.1.3  P2端口的结构及工作原理 105
    4.1.4  P3端口的结构及工作原理 109
    4.2  C51程序的结构和特点 110
    4.2.1  C51程序的认识 111
    4.2.2  C51程序的基本结构 112
    4.2.3  单片机C51语言的特点 113
    4.2.4  C51语言的标识符与关键字 113
    4.3  C51语言的数据类型及运算符 115
    4.3.1  C51语言的数据类型 115
    4.3.2  常量与变量 116
    4.3.3  运算符与表达式 119
    任务4.2  Keil软件延时 122
    任务4.3  Proteus中的标注 128
    任务4.4  模拟汽车转向灯的控制 132
    4.4  C51语言的基本语句 136
    4.4.1  表达式语句和复合语句 136
    4.4.2  选择语句 137
    4.4.3  循环语句 145
    任务4.5  霓虹灯控制 151
    4.5  数  组 153
    4.5.1  一维数组 153
    4.5.2  二维数组 156
    4.5.3  字符型数组 158
    4.6  函  数 159
    4.6.1  函数的分类与定义 159
    4.6.2  函数的定义 161
    4.6.3  函数调用 163
    4.6.4  函数的返回值 164
    项目小结 164
    练习与提高 164
    项目5   系统输出——数码管基础 168
    任务5.1  在数码管上显示出“1” 169
    5.1  数码管的原理 171
    5.1.1  内部结构 171
    5.1.2  显示方式 172
    5.1.3  段  码 174
    5.2  数码管的驱动 175
    5.2.1  静态显示 176
    5.2.2  动态显示 179
    任务5.2  用74HC573锁存器驱动数码管 184
    5.3  锁存器 189
    5.3.1  74HC573锁存器的功能 189
    5.3.2  74HC573的引脚排列 190
    项目小结 191
    练习与提高 191
    项目6   单片机输入——按键基础 193
    任务6.1  用按键控制数码管显示 194
    6.1  键盘的原理 198
    6.1.1  按键的确认 198
    6.1.2  按键抖动的消除 199
    6.1.3  键盘接口 200
    6.2  键盘的编程 203
    项目小结 208
    练习与提高 208
    项目7   中断系统与定时器/计数器 210
    任务7.1  简易秒表设计 211
    7.1  中  断 215
    7.1.1  中断源 215
    7.1.2  中断的处理过程 216
    7.1.3  中断的优先级 216
    7.1.4  中断的相关寄存器 218
    7.1.5  外部中断的触发方式 221
    7.1.6  外部中断的应用 221
    7.2  定时/计数器 226
    7.2.1  定时/计数器的结构 227
    7.2.2  定时/计数器的工作原理 228
    7.2.3  定时/计数器的控制寄存器 229
    7.2.4  定时/计数器的配置 230
    7.2.5  定时/计数器的编程应用 232
    项目小结 241
    练习与提高 242
    项目8   编程进阶与显示器扩展 245
    任务8.1  LED点阵电子广告牌的设计 246
    8.1  LED点阵显示器 248
    8.1.1  LED点阵显示器的结构 248
    8.1.2  LED点阵显示器的显示方式 249
    8.2  74HC138的应用 250
    8.2.1  三八译码器的原理 252
    8.2.2  74HC138的编程应用 253
    任务8.2  字符型LCD广告牌的设计 258
    8.3  1602液晶显示器 261
    8.3.1  1602液晶显示器的特点 262
    8.3.2  1602液晶显示器的引脚功能 262
    8.3.3  1602液晶显示器的显示数据RAM 264
    8.3.4  1602液晶显示器的字符发生器 264
    8.3.5  1602液晶显示器的工作时序 266
    8.3.6  1602液晶显示器的操作指令 267
    8.3.7  1602液晶显示器的编程应用 269
    项目小结 276
    练习与提高 276
    项目9   串行接口技术 278
    任务9.1  彩灯的远程控制 279
    9.1  通信方式 281
    9.1.1  并行通信和串行通信 281
    9.1.2  单工通信和双工通信 282
    9.1.3  同步通信和异步通信 283
    9.2  通用异步收发器 284
    9.2.1  UART的结构 284
    9.2.2  UART的控制寄存器 285
    9.2.3  串行口的工作方式 286
    9.2.4  数据的校验 290
    9.2.5  波特率的设定 291
    9.3  串行通信接口 293
    9.3.1  串行接口的电气标准 293
    9.3.2  串行接口的物理标准 297
    9.3.3  多机通信 298
    9.4  串行口的实践应用 299
    项目小结 303
    练习与提高 303
    参考文献 305    ...查看更多
  2. 阚永彪，甘肃省酒泉职业技术学院机电工程系书记，副教授；主要承担学院计算机类课程的教学工作，现主要研究方向为“C语言和单片机课程整合”；

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