单片机(又称为微控制器)是一种面向控制的大规模集成电路芯片。目前,单片机技术的应用已经渗透到现代国防、工业自动化、电子电气、通信及物联网等各个领域。在控制应用领域,51系列单片机形成了规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群,国内目前众多院校也大量以51单片机作为单片机应用技术课程的基本内容。随着嵌入式系统、片上系统等产品的开发,51单片机不断地以IP核的形式在以FPGA为基础的片上系统中被充分利用。由此可见,以单片机为核心设计的各种智能仪器仪表、工业检测控制、通信设备、信息处理、家用电器、汽车电子、机电一体化等方面得到了广泛应用并取得了巨大的成果。与此同时,单片机技术也是学习ZigBee技术开发、STM32和ARM嵌入式系统等高一层技术的基础。
1. 本书特色
(1) 强化基础、由浅入深
本书采用Keil软件和Proteus软件仿真平台,一是在Keil开发环境中,学习C51语言基本知识、编程语法; 二是利用Proteus仿真平台,由浅入深地介绍C51程序结构、C51语言基本语句和C51程序设计等基础内容。通过这两个平台学习C51语言与全面掌握单片机的基础知识。
(2) 软硬结合、协同仿真
本书以MCS-51系列单片机为基础、Proteus ISIS仿真技术为学习平台,介绍单片机C51语言对单片机的硬件资源和外部设备进行控制,把书中的知识点、电路原理及应用内容转化为生动活泼、形象逼真的仿真映像,使抽象的原理变得形象化与可视化。硬件与软件相结合及协同仿真,能够更好地论述单片机系统电路设计原理和程序设计方法,避免传统教学中先理论后实践的脱节现象。
(3) 突出项目、工程理念
本书力求单片机系统规范化与项目化相结合,系统论述单片机工作原理的同时,突出了项目化的学习过程,强调具有开放性、实践性、职业性、仿真化和灵活应用的学习模式。全书提供了48个可仿真与执行、具有工程实际意义的应用项目,根据应用项目举一反三,快速掌握单片机相关的知识点,并且在整个单片机应用系统实际中,适应不同层次人员的需求。
(4) 内容丰富、涵盖专业
本书涵盖单片机应用技术的多个领域,内容较为丰富,对每项内容都详细介绍相关的背景知识、硬件知识、电路设计和C51程序设计思路。同时利用广东省精品资源共享课“单片机应用技术”教学网站http://202.192.72.40:8089和http://61.152.93.162:8024提供丰富的教学资源与自主学习平台,逐步帮助读者提高单片机应用技术的学习效率。另外,书中内容还包括了单片机各方面的教学模块,满足电子信息类、电气工程类、计算机应用技术类等工科专业以及从事该技术领域的用书需求。
2. 本书内容
第1章主要介绍微型计算机的基本概念、51系列单片机发展和单片机的应用领域。
第2章主要介绍MCS-51系列单片机的内部结构、存储器及I/O电路。
第3章主要介绍Keil Vision 4集成开发环境、Keil Vision 4的C51开发流程、C51的数据类型、C51的运算符、C51的表达式等。
第4章主要介绍Proteus ISIS仿真软件、Proteus电路设计基础、基于Proteus的设计实例等。
第5章主要介绍C51语言程序的基本结构、C51语言基本语句、C51的数组、C51的函数等。
第6章介绍单片机的定时器/计数器、基于Proteus的定时器/计数器项目设计与仿真。
第7章介绍单片机的中断系统、外部中断源的C51程序设计、定时中断源的C51程序设计、串行中断源的C51程序设计、外部中断源的扩展、基于Proteus中断系统项目设计与仿真。
第8章介绍LED显示器与接口技术、基于Proteus的LED显示器项目设计与仿真。
第9章介绍点阵LED结构及原理、基于Proteus的大屏幕显示器项目设计与仿真。
第10章介绍1602LCD液晶显示模块、基于Proteus的LCD显示器项目设计与仿真、128×64 LCD图形显示器接口技术、基于Proteus的12864LCD显示器项目设计与仿真。
第11章介绍独立式键盘接口技术、基于Proteus的独立式键盘项目设计与仿真、矩阵式键盘接口技术、基于Proteus的矩阵式键盘项目设计与仿真。
第12章介绍8位并行A/D转换器接口技术、8位串行A/D转换器接口技术、基于Proteus的A/D转换器项目设计与仿真。
第13章介绍D/A转换原理、DAC0832与单片机接口技术、基于Proteus的DAC0832电路项目设计与仿真。
第14章介绍通信的一般概念、MCS-51单片机串行通信接口、MCS-51单片机串行口的扩展应用、MCS-51单片机双机串行通信的应用、基于Proteus的单片机双机串行通信项目设计与仿真、MCS-51单片机多机串行通信的应用。
第15章介绍直流电动机控制技术、基于Proteus的直流电动机控制项目设计与仿真、步进电动机控制技术、基于Proteus的步进电动机控制项目设计与仿真。
本书结构紧凑,内容涉及较为全面,项目案例丰富,仿真结果准确可靠,但与实际应用电路或许存在一定的差异,特别是PC的运行速度与硬件运行速度有一定的差异,因此,在实际应用中还要进行适当的调试。由于编者的水平有限,书中难免有不足之处,恳请广大读者和同行提出宝贵意见,以使日后进一步改进。
3. 读者对象
(1) 大学、高职高专及国家级、省级骨干教师等相关专业的培训班学员。
(2) 单片机及电子设计大赛爱好者。
(3) 电子工程技术及应用系统开发人员。
本书获得了广州市风标电子技术有限公司匡载华总经理在Proteus技术方面的大力支持与帮助,在此表示衷心的感谢。
编者
2017年2月