C51单片机编程与应用

本书力求从高职教学要求出发，以应用实例引导教学，以项目驱动学习51单片机的C语言开发设计。书中内容从单片机最小系统到项目综合设计，基本上涵盖了C51编程的全过程，旨在帮助读者掌握51单片机片上资源和片外设备的软硬件设计，逐步建立起单片机C51编程的逻辑思维，提升开发技能。
本书内容包括C语言基础知识、C语言程序设计的基本结构、数组与函数、单片机及其开发环境、单片机的片上资源、LED和蜂鸣器、按键与外部中断、数码管显示与定时中断使用、单片机的温度测量系统、A/D转换及应用、单片机控制步进电机、单片机的串口通信、综合项目。
本书不但适用于高职高专工科类专业学生使用，也可满足职业型本科电子信息类、装备制造类相关专业学生的需求，同时可作为自学者的学习参考书。

C语言部分

第1单元 C语言基础知识 2
1.1 C语言概述 2
1.1.1 C语言的特点 2
1.1.2 C语言的发展概况 3
1.1.3 一个简单的C语言程序 3
1.2 任务1-1 使用Visual C++ 6.0运行C语言程序 4
1.2.1 任务要求 4
1.2.2 知识链接 5
1.2.3 任务实施 5
1.3 C语言程序设计基础 9
1.3.1 C语言的数据类型 9
1.3.2 常量 9
1.3.3 变量 12
1.3.4 不同类型数据间的相互转换 15
1.3.5 运算符 16
1.3.6 C语言语句 22
1.3.7 输入/输出语句 24
1.4 任务1-2 设计一个温度转换器 26
1.4.1 任务要求 26
1.4.2 知识链接 26
1.4.3 任务实施 28
单元小结 29
单元练习 29
第2单元 C语言程序设计的基本结构 32
2.1 任务2-1 求一个数的绝对值 32
2.1.1 任务要求 32
2.1.2 知识链接 33
2.1.3 任务实施 33
2.2 任务2-2 设计个人所得税计算器 34
2.2.1 任务要求 34
2.2.2 知识链接 34
2.2.3 任务实施 38
2.3 任务2-3 设计一个简单数学计算器 39
2.3.1 任务要求 39
2.3.2 知识链接 39
2.3.3 任务实施 41
2.4 任务2-4 设计一个猜数游戏 42
2.4.1 任务要求 42
2.4.2 知识链接 42
2.4.3 任务实施 50
单元小结 52
单元练习 52
第3单元 数组与函数 55
3.1 数组 55
3.1.1 一维数组的定义和引用 56
3.1.2 字符数组 57
3.2 任务3-1 成绩排序1 58
3.2.1 任务要求 58
3.2.2 知识链接 59
3.2.3 任务实施 59
3.3 函数 62
3.3.1 函数的分类 62
3.3.2 函数的定义 63
3.3.3 函数的声明 64
3.3.4 函数的调用 65
3.3.5 函数的嵌套调用和递归调用 66
3.3.6 变量的作用域和存储类别 68
3.4 任务3-2 成绩排序2 72
3.4.1 任务要求 72
3.4.2 知识链接 72
3.4.3 任务实施 74
单元小结 76
单元练习 76

单片机部分

第4单元 单片机及其开发环境 80
4.1 单片机的基础知识 80
4.1.1 单片机的历史 81
4.1.2 单片机的发展现状 81
4.1.3 单片机的特点 82
4.1.4 单片机的应用领域 82
4.2 Keil μVision软件 82
4.2.1 Keil μVision软件简介 82
4.2.2 Keil μVision软件的使用 83
4.3 Proteus 8软件 89
4.3.1 Proteus 8软件简介 89
4.3.2 Proteus 8软件的使用 90
单元小结 98
单元练习 98
第5单元 单片机的片上资源 100
5.1 单片机总体结构 100
5.1.1 单片机简介 100
5.1.2 单片机的内部结构 102
5.1.3 单片机的引脚图 102
5.1.4 STC89C52系列单片机的选型一览表 103
5.1.5 STC89C52系列单片机的命名规则 104
5.1.6 单片机最小应用系统 105
5.1.7 STC89C52系列单片机的封装尺寸 106
5.1.8 单片机身份证号码(ID号) 107
5.2 存储器与特殊功能寄存器 107
5.2.1 程序存储器 108
5.2.2 数据存储器 108
5.2.3 特殊功能寄存器 109
5.3 时钟电路与复位电路 113
5.4 单片机的I/O口结构 115
5.4.1 准双向口输出配置 116
5.4.2 开漏输出配置 116
单元小结 117
单元练习 117
第6单元 LED和蜂鸣器 119
6.1 LED基础知识 119
6.1.1 LED的结构及发光原理 119
6.1.2 LED的封装 120
6.1.3 LED的电学特性 121
6.1.4 LED的发展现状 122
6.1.5 LED驱动的调光方式 122
6.2 蜂鸣器基础知识 123
6.2.1 蜂鸣器的介绍与分类 123
6.2.2 蜂鸣器的发声原理和结构 124
6.3 任务6-1 报警指示灯 126
6.3.1 任务要求 126
6.3.2 知识链接 126
6.3.3 任务实施 129
6.4 任务6-2 指示频谱灯 131
6.4.1 任务要求 131
6.4.2 知识链接 131
6.4.3 任务实施 132
单元小结 136
单元练习 136
第7单元 按键与外部中断 137
7.1 独立按键的使用 138
7.1.1 按键的基本知识 138
7.1.2 按键消抖和等待释放的原理 138
7.2 矩阵键盘的使用 141
7.2.1 矩阵键盘的基本知识 141
7.2.2 矩阵键盘硬件原理介绍 142
7.3 中断的配置与使用 144
7.3.1 中断的定义 144
7.3.2 中断优先级与中断嵌套 145
7.3.3 中断的配置 146
7.3.4 中断的功能 149
7.3.5 处理中断的过程 150
7.4 任务7-1 利用独立按键控制LED 151
7.4.1 任务要求 151
7.4.2 知识链接 152
7.4.3 任务实施 153
7.5 任务7-2 外部中断实现独立按键控制 155
7.5.1 任务要求 155
7.5.2 知识链接 156
7.5.3 任务实施 157
单元小结 159
单元练习 159
第8单元 数码管显示与定时中断使用 161
8.1 锁存芯片74HC573 161
8.1.1 芯片简介 161
8.1.2 工作原理 161
8.2 数码管 162
8.2.1 数码管简介 162
8.2.2 数码管的分类和使用 162
8.3 数码管的静态显示与动态显示 163
8.3.1 数码管的静态显示 163
8.3.2 数码管的动态显示 163
8.4 定时中断 164
8.4.1 中断的定义 164
8.4.2 计数器的容量 164
8.4.3 任意定时及计算方法 164
8.4.4 中断寄存器的配置 164
8.5 任务8-1 控制一位数码管显示信息 166
8.5.1 任务要求 166
8.5.2 知识链接 166
8.5.3 任务实施 166
8.6 任务8-2 控制八位数码管实现秒表显示 168
8.6.1 任务要求 168
8.6.2 知识链接 168
8.6.3 任务实施 168
8.7 任务8-3 使用定时中断实现数码管秒表显示 171
8.7.1 任务要求 171
8.7.2 知识链接 171
8.7.3 任务实施 171
单元小结 175
单元练习 176
第9单元 单片机的温度测量系统 178
9.1 DS18B20的工作原理 178
9.1.1 DS18B20简介 178
9.1.2 DS18B20的性能特点 179
9.1.3 DS18B20的外形和内部结构 179
9.1.4 DS18B20的控制方法 181
9.2 onewire的通信原理 182
9.2.1 onewire简介 182
9.2.2 onewire通信协议 182
9.3 任务9-1 设计一个温度测量系统 185
9.3.1 任务要求 185
9.3.2 知识链接 185
9.3.3 任务实施 186
单元小结 191
单元练习 191
第10单元 A/D转换及应用 193
10.1 A/D转换芯片PCF8591 193
10.1.1 I2C总线通信原理 193
10.1.2 PCF8591 197
10.2 可调电位器和热敏电阻 201
10.2.1 可调电位器 201
10.2.2 热敏电阻 201
10.3 任务10-1 测量可调电位器的电压值 202
10.3.1 任务要求 202
10.3.2 知识链接 202
10.3.3 任务实施 203
10.4 任务10-2 热敏电阻测量温度 208
10.4.1 任务要求 208
10.4.2 知识链接 209
10.4.3 任务实施 209
单元小结 215
单元练习 215
第11单元 单片机控制步进电机 217
11.1 步进电机 217
11.1.1 步进电机的定义 217
11.1.2 步进电机的种类 218
11.1.3 步进电机的基本参数 218
11.2 步进电机的控制方法 219
11.2.1 五线四相步进电机的控制原理 219
11.2.2 四相步进电机的工作方式 219
11.3 74HC14和ULN2003A芯片 219
11.3.1 74HC14器件 219
11.3.2 ULN2003A芯片 220
11.4 任务11-1 让步进电机动起来 220
11.4.1 任务要求 220
11.4.2 知识链接 221
11.4.3 任务实施 221
11.5 任务11-2 通过按键控制步进电机正反转及加减速 223
11.5.1 任务要求 223
11.5.2 知识链接 223
11.5.3 任务实施 224
单元小结 227
单元练习 227
第12单元 单片机的串口通信 229
12.1 串口通信的基础知识 229
12.1.1 串口通信的实现原理 229
12.1.2 串口通信的基本概念 230
12.1.3 串行数据的两种通信形式 230
12.1.4 C51的串行口和控制寄存器 231
12.1.5 C51的电源管理寄存器和中断允许寄存器 232
12.2 任务12-1 从单片机向PC端发送数据 233
12.2.1 任务要求 233
12.2.2 知识链接 233
12.2.3 任务实施 234
12.3 任务12-2 从PC端下发数据给单片机 236
12.3.1 任务要求 236
12.3.2 知识链接 237
12.3.3 任务实施 237
12.4 任务12-3 通信交互实验 239
12.4.1 任务要求 239
12.4.2 知识链接 239
12.4.3 任务实施 239
单元小结 245
单元练习 246
第13单元 综合项目 247
13.1 任务13-1 可调简易时钟 247
13.1.1 任务要求 247
13.1.2 知识链接 248
13.1.3 任务实施 248
13.2 任务13-2 温度监控系统 254
13.2.1 任务要求 254
13.2.2 知识链接 254
13.2.3 任务实施 256
13.3 任务13-3 智能盆栽系统 263
13.3.1 任务要求 263
13.3.2 知识链接 263
13.3.3 任务实施 264
单元小结 271
单元练习 271

附录A 常见字符与ASCII代码对照表 272
附录B C语言中的关键字 273
附录C 运算符的优先级和结合性汇总表 274
附录D C语言常用的库函数 275
参考文献 278