单片机应用及开发技术培训教材
单片机应用技术第四版c语言
单片机应用技术第四版c语言
《单片机应用技术第四版》是一本针对单片机的应用技术编程讲解书籍，主要以C语言为编写语言，旨在帮助读者掌握单
片机的应用开发。
本书共分为十一章，内容包括：
1. 单片机的基础知识，介绍了单片机的基本工作原理、内部结构和寄存器等；
2. C语言程序设计基础，包括基本语法、数据类型、运算符和
控制语句等；
3. 单片机开发环境的搭建，介绍了Keil C编译器和Proteus仿
真软件的安装和使用；
4. 单片机输入输出控制，讲解了如何实现LED灯、数码管、
按键等的控制；
5. 数字电子技术基础，包括进制转换、逻辑门电路和组合逻辑电路等；
6. 单片机内外部中断，详细介绍了中断的概念和使用方法；
7. 数字量与模拟量转换，包括AD转换器和DA转换器的原理
和应用；
8. 串行通信技术，讲解了串口通信和I2C总线通信的原理和应用；
9. 时钟和定时器，介绍了定时器的工作原理和使用方法；
10. 测量技术，包括温度测量、湿度测量和光敏测量等；
11. 单片机应用举例，通过几个实际应用案例来演示单片机的
应用技术。
《单片机应用技术第四版》可作为单片机应用开发的参考书籍，
适合电子工程技术专业的学生和电子技术爱好者阅读，帮助读者掌握单片机的应用开发技术。
单片机原理与应用教学大纲(中职教师培训)
中等职业学校专业骨干教师《单片机原理与应用》培训大纲课程编码：课程名称：单片机原理与应用课程英文名称：MCU principle and Application总学时：70（讲课学时40-14，上机学时30）学分：开课单位：信息学院授课对象：中职教师前置课程：模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及应用推荐教材：《单片机原理与应用》，张毅刚主编，高等教育出版社，2004年参考书：（1）《单片机原理与应用—教学、实践、设计指导》，曹巧媛主编，电子工业出版社，1999年。
（2）《单片微型计算机原理与应用》（第二版），李广弟主编，电子工业出版社，1999年。
一、课程的性质与任务单片机原理与应用是电子信息工程、电器自动化以及其他电类专业必修的一门专业课程。
本课程主要以MCS-51系列单片机为例，讲述单片机的结构、工作原理以及在各领域的应用及编程方法。
通过本课程的学习，使学员掌握MCS-51单片机的原理、编程方法以及单片机系统设计和开发的基本技能。
二、课程内容、基本要求与学时分配第一章 MCS-51 单片机概述（2学时）了解单片机的产生、发展、应用、主要厂商、产品及MCS-51系列单片机的分类。
第二章 MCS-51 单片机硬件结构（6学时）（1）掌握MCS-51系列单片机基本组成、内部结构及外部引脚功能。
（2）了解MCS-51存储器与存储空间和最小应用系统。
第三章 MCS-51指令系统（4学时）（1）掌握MCS-51指令格式和各种寻址方式。
（2）掌握MCS-51单片机数据传送、算术运算、逻辑运算、位操作和控制转移六类指令的表达式和用法。
第四章 MCS-51汇编语言程序设计（4学时）（1）掌握汇编语言语句结构、伪指令及程序的基本结构。
（2）掌握顺序程序、分支程序、循环程序和子程序的设计方法。
（3）掌握多字节数算术运算、数制转换、查表、散转。
第五章 MCS-51的中断系统（1）了解掌握中断系统结构。
（4学时）（2）理解中断的请求及中断响应的处理过程。
单片机原理及应用电子版教材
LED彩灯控制
通过单片机控制RGB LED的颜色和亮度，实 现彩灯的色彩变换和动态效果。
键盘输入控制设计实例
矩阵键盘输入控制
通过单片机扫描矩阵键盘，识别按键输入并执行相应操作。
独立按键输入控制
利用单片机检测独立按键的状态，实现按键输入控制。
编码器输入控制
通过单片机读取旋转编码器或按键编码器的输出信号，实现输入 控制。
串行通信编程
通过编程实现串行通信数据的发送和接收， 包括数据格式设置、波特率设置、数据校验 等。
05
单片机应用实例分析
LED显示控制设计实例
LED点阵显示控制
通过单片机控制LED点阵的亮灭，实现文字 、数字或图形的动态显示。
LED数码管显示控制
利用单片机输出数字信号，驱动LED数码管 显示数字或字母。
步进电机驱动控制
利用单片机产生步进电机所需的驱动信号， 实现电机的精确角度转动和定位。
直流电机驱动控制
通过单片机输出PWM信号，调节直流电机 的转速和方向。
交流电机驱动控制
通过单片机控制交流电机的变频器或软启动 器，实现电机的平稳启动和调速。
06
单片机实验与课程设计指导
实验一：闪烁LED灯实验
实验目的：掌握单片机I/O口的
单片机原理及应用电子版教 材
• 单片机概述 • 单片机基本原理 • 单片机编程语言与开发工具 • 单片机外围电路与接口技术
• 单片机应用实例分析 • 单片机实验与课程设计指导
01
单片机概述
单片机定义与发展
定义
单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成电路芯 片，采用超大规模集成电路技术将中央处理器（CPU）、存 储器、输入输出接口等计算机主要部件集成在一块芯片上， 构成一个完整的微型计算机。
单片机开发及应用技术--SPCE061A单片机教材书
第六节课
15：21-------15：50
播放歌曲
硬件电路 硬件电路由键盘、声音输出模块和指示灯三部分组成，如图 8.2所示。 系统扩展三个按键用于报时及校正时间。SPCE061A 的 DAC 为电流型输出，经负载 电阻 R11、三极管 8050 驱动扬声器 SPEAKER 放音，SPEAKER 可选用 4Ω或 8Ω扬声器。 IOA15 接一个 LED，到规定的作息时间用 LED 闪烁来表示，使用者可根据具体需要来控 制电铃、播放提示语等。凌阳芯片的工作电压为 3.3v，在图 8.2 中，我们给出了获得 工作电压两种方法。 （1）通过两个二极管连续降压使 5v 的电压降至 3.6v，接近 3.3v 供芯片使用， 这种方法比较简单，但电压值不是很精确。 （2）通过 LM7833 可获得准确的 3.3V 电压。
C33 104
SPCE061A
VDD
SPEAKER
44
43
42
41
40
39
38
37
35
34
33
MICP VCM VRTPAD VDD VMIC VSS NC NC IOA0 IOA1 IOA2 IOA3 IOA4 IOA5 IOA6 IOA7 VSS VSS VDDH VDDH IOA8
NC NC VSS VCP VDD XRESB IOB0 IOB1 IOB2 IOB3 IOB4 NC
1
LM7833
4
2
IN
OUT
VDD
GND
470uF 104
470uF
104
3
图8.2 硬件连接图
程序说明 整个程序分为主程序、键盘扫描子程序、万年历计算子程序、校时子程序、播放 语音子程序几部分。
单片机原理及应用电子版教材pptx
3
汇编语言编程实例
通过具体案例，演示如何使用汇编语言进行单片 机程序开发，包括程序结构、编程规范、调试技 巧等。
C语言编程
C语言在单片机中的应用
01
阐述C语言在单片机领域的优势以及适用场景。
单片机C语言编程基础
生产流程自动化
通过单片机控制电机、气缸、传 感器等设备，实现对生产流程的 自动化控制和优化。
数据采集与处理
通过单片机对生产线上的各种数 据进行实时采集和处理，提高生 产效率和产品质量。
故障诊断与预警
通过单片机对生产线上的设备进 行故障诊断和预警，减少故障停 机时间，提高生产效率。
汽车电子控制系统设计
发展历程
从20世纪70年代的第一代4位单片机，到80年代的8位单片机，再到90年代的 高性能16位和32位单片机，单片机的性能和功能不断提升，应用领域也不断扩 展。
单片机应用领域
智能家居
智能照明、智能安 防、智能家电等。
交通运输
汽车电子、航空航 天、轨道交通等。
工业控制
自动化生产线、机 器人控制、电机驱 动等。
定时/计数器编程方法
使用单片机的定时/计数器时，需要先进行初始化设置，包 括选择工作模式、设置计数值、启动定时/计数器等。然后， 在程序中编写相应的中断服务程序，以处理定时/计数器产 生的中断请求。
中断程序设计与实例分析
要点一
中断程序设计步骤
确定中断源及优先级 -> 编写中断服务程序 -> 在主程序中开 启中断 -> 运行并调试程序。
医疗设备
医疗仪器、健康监 测设备等。
单片机原理与应用技术的书
单片机原理与应用技术的书1. 简介•什么是单片机•单片机的分类•单片机在电子领域中的应用2. 单片机基本原理•单片机的内部结构•单片机的工作原理•单片机的存储结构•单片机的时钟控制3. 单片机的编程语言•汇编语言–汇编语言的基本概念–汇编语言的语法和指令集–汇编语言的编程实例•C语言–C语言与单片机的结合–C语言的基本语法–C语言的编程实例4. 单片机的输入输出技术•数字输入技术–按键输入技术–矩阵键盘输入技术–编码器输入技术•模拟输入技术–电位器输入技术–光敏电阻输入技术–温度传感器输入技术•数字输出技术–LED数码管输出技术–继电器输出技术–蜂鸣器输出技术5. 单片机的通信技术•串口通信技术–串口通信的基本原理–串口通信的协议–单片机与PC的串口通信•并口通信技术–并口通信的基本原理–并行通信的协议–单片机与外设的并口通信•无线通信技术–红外通信技术–无线射频通信技术–蓝牙通信技术6. 单片机的应用实例•电子钟•温湿度监测系统•物联网智能家居系统•无人机控制系统•智能小车控制系统7. 单片机的发展趋势•ARM架构的兴起•低功耗单片机的应用•物联网对单片机的需求•单片机在人工智能领域的应用以上是关于单片机原理与应用技术的书的初步目录安排，每个部分可以进一步细化，加入更多的具体内容和实例。
通过系统的学习，读者可以深入了解单片机的原理、编程语言和应用技术，掌握单片机的输入输出和通信技术，以及能够运用单片机进行各种应用开发。
随着技术的不断发展，单片机在各个领域的应用也会越来越广泛。
这本书是一本综合性的教材，可以作为单片机相关专业的教材，也可作为工程师和开发人员的参考书籍，帮助他们更好地应用单片机技术。
单片机培训课件课件
开源硬件平台，易于学习和使用。
功能强大的微型计算机，适用于 各种项目。
STM32
高性能、低功耗的单片机，广泛 应用于工业领域。
单片机开发环境的搭建
集成开发环境(IDE)
了解如何选择和配置适合单片机 开发的IDE。
编程器
探索不同类型的编程器和它们在 单片机编程中的作用。
开发板
介绍常用的单片机开发板和它们 的特点。
言的语法和常用函数。
3
下载和调试
探索下载和调试单片机程序的方法和技 巧。
单片机项目实践举例
智能家居
使用单片机控制家居设备，如 LED灯、电风扇和温度传感器。
机器人
搭建自己的机器人，并使用单 片机控制术提高农业生产 效率，如自动浇水系统和环境 监测。
单片机的应用领域
嵌入式系统
探索单片机在嵌入式系统中 的广泛应用，如智能家居、 工业自动化和医疗设备。
电子设备
了解单片机在电子设备中的 作用，如智能手机、电视机 和游戏机。
汽车电子
探索单片机在汽车电子中的 应用，如发动机管理系统、 车载娱乐和安全系统。
常用的单片机型号和特点
Arduino UNO
Raspberry Pi
单片机的编程语言和工具
1 汇编语言
了解单片机汇编语言的基本语法和编 程技巧。
2 C语言
介绍使用C语言进行单片机编程的优点 和常用的库函数。
3 仿真工具
探索单片机仿真工具的用途和常见软件。
单片机的编程原理和流程
1
编程原理
了解单片机编程的基本原理，包括数据
编写代码
2
存储和指令执行。
学习如何编写单片机程序，包括编程语
单片机培训课件
《单片机培训》课件
单片机定义及发展历程
单片机主要由中央处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、定时器/计数器、输入输出接口(I/O口)、特殊功能接口(FSI)等组成。
单片机的组成
单片机的基本原理是利用集成电路技术将计算机的硬件和软件集成到一块芯片上，实现对各种信号的处理和控制。
基本原理
单片机的组成与基本原理
根据位数，单片机可以分为4位、8位、16位、32位等多种类型，按应用领域则可大致分为通用型、嵌入式、智能型等几类。
MCU调试技巧
MCU编程流程与调试技巧
单片机外围电路
03
总结词
为单片机提供稳定工作电压的核心组成部分。
详细描述
电源电路将交流电转化为单片机所需的稳定直流电，一般采用开关电源或线性电源两种方式。
电源电路
总结词
实现单片机与外部设备的信息交互。
详细描述
输入输出接口电路包括输入端口和输出端口，输入端口用于接收外部设备的信号，输出端口用于向外部设备发送信号，实现单片机与外部设备的信息交互。
单片机发展前景与趋势
05
全球单片机市场概况
介绍全球单片机市场规模、应用领域和发展趋势。
中国单片机市场现状及发展前景
重点介绍中国单片机市场规模、应用领域、产业链结构和发展趋势。
单片机市场现状及发展前景
高性能单片机的定义和特点
高性能单片机应用领域
高性能单片机发展趋势
高性能单片机的发展趋势
单片机在物联网领域的应用前景
单片机的分类
常见的单片机架构有哈佛结构、普林斯顿结构和混合结构等。其中，哈佛结构将程序和数据存储在不同的存储单元中，提高了程序执行效率；普林斯顿结构将程序和数据存储在同一个存储单元中，具有简单的设计和高速的读写速度；混合结构则结合了哈佛结构和普林斯顿结构的优点，具有更高的灵活性和可扩展性。
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二、控制电路：
上下限水位信号由P1.0和P1.1输入，这2个信号共有4种组合状态：
输 C（P1.1）
0 0 1 1
入 B（P1.0）
0 1 0 1
输 P1.2(电机)
0 × ×
1
出
P1.3 (报警)
1 1 0 1
操作
电机运转 维持原状 故障报警 电机停转
控制信号由P1.2端输出，去控制电机。 为了提高控制的可靠性，使用了光电耦合；
3
A8～10
G D
Q0
8
A7～0
74LS373
6116
8 D7～0
扩音 设备
由P1口输出控制码进行控制： 接通电铃：0FEH 断开电铃：0FDH 接通扩音设备：7FH 断开扩音设备：0BFH
P1.7 P1.6 … P1.1
P1.0
电铃通
10
电铃断
01
扩音通 0 1
程序：
1、主程序：为时钟记时程序，使用内部RAM单元： 20H 秒单元 21H 分单元 22H 时单元 每运行一次秒加1操作时（参见P158～162），都调用时
A
；取反（增大驱动能力）
P1，A
；开关控制码输出 ；返回
10-2 水塔水位控制
+5V
上限
P 1.0 b c
P 1.1
C
下限
B
传感器
A
底部
0： 电 机 工 作 1： 电 机 停 止
水塔水位控制原理图
一、控制原理：
虚线表示允许水位变化的上下限。
水塔由电机带动水泵供水，单片
机控制电机转动以达到对水位控
制的目的。
LOOP1： MOV MOV
LOOP2： MOV MOV MOV
LOOP3： INC DJNZ MOV MOV MOVX JZ MOV
LOOP4： INC DEC MOVX MOV MOV CJNE
DJNZ MOV CPL MOV LOOP5： RET
R0，#4CH 2EH，R0 R0，2EH R3，#04H R1，#23H
第10章 单片机应用及开发技术
10-1 作息时间控制钟 10-2 水塔水位控制 10-3 电热箱单片机温控系统 10-4 纸机转速、纸长的单片机控制
10-1 作息时间控制钟
时钟产生 硬件：时钟电路片 软件：片内定时器
在单片机计时的过程中，每一次秒加1，都与规定的作 息时间比较，如比较相等就进行电铃或扩音设备的开关控制。
本系统共有4项控制内容：接通电铃和断开电铃； 接通和断开扩音设备。
由P1口输出控制码进行控制，其控制码定义为： 接通电铃：0FEH 断开电铃：0FDH 接通扩音设备：7FH 断开扩音设备：0BFH
+5V +5V
P2.0～2.2
ALE
P0
RESET
P1.0 -
EA
P1.1 +
P1.6 + 80C51P1.7 -
0：电机工作 1：电机停止
由P1.3输出报警信号，驱动一支发光二极管进行光报警。
+5V
C
B A
+12V +5V
J
b P1.0 c P1.1
P2.0～2.3
ALE
P0
80C51
P1.2
+5V
LED 7407 P1.3 PSEN
+5V
RESET
+5V
EA
பைடு நூலகம்
4
A8～11
G
D
Q8
74LS373
A0～7
2732
①当水位上升，达到上限时，因水 导电，B、C棒连通+5V。b、c 均为“1”，应停止电机和水泵的 工作，不再供水；
②当水位降到下限时，B、C棒都不 能与A棒导电。 b、c均为“0”， 应启动电机，带动水泵工作，给 水塔供水；
③当水位处于上下限之间时，B与A 棒导通。 b为“1”， c为“0”， 无论怎样都应维持原有的工作状 态。
；R3=25D ；R1=133D ；R2=250D
计算延时时间：（若fosc=6MHz，则T=2μS）
t={ [(2×2μS×250)+3×2μS]×133+3×2μS}×25+3×2μS = 3345106 μS
≈ 3.3 S （10S ???）
10-3 电热箱单片机温控系统
电热箱 电热丝
温度传感器 放 模 大
8
D0～7
OE CS
水塔水位控制电路
程序：
ORG 8000H
AJMP LOOP
LOOP： ORL MOV JNB JB
BACK： ACALL
P1，#03H A，P1 ACC.0，ONE ACC.1，TWO D10S
AJMP LOOP
ONE： JNB CLR SETB
FOUR： SJMP
ACC.1，THREE 93H（P1.3） 92H（P1.2） FOUR
R0 R3，LOOP3 2EH，R0 R3，#03H A，@R0 A，LOOP5
；存储字存储区首地址减4 ；送存储区地址指针暂存单元
；循环4次
；地址指针加4，得开关控制码地址
；暂存开关控制码地址 ；循环3次 ；读取控制码 ；控制码为“0”（结束）则返回
6AH，A
；存控制码
R0
；地址指针增量：50H→51H（时）→52H（分）→53H（秒）
间比较子程序。
2、时间比较子程序：记时时间与存储字中的预置时间进行比较： 相等：作息时间已到，发出开关控制码，控制电铃或扩音设备
的开/断； 不等：子程序返回。
50H——存储区首地址；
内部RAM中：
R0 ——存储区地址指针；
2EH——存储区地址指针暂存单元；
6AH——存开关控制码；
6BH～6DH——依次存放存储字的小时值、分值和秒值。
R1
；记时单元地址减量：23H→22H（时）→21H（分）→20H（秒）
A，@R0
；读取作息时间（时、分、秒）
6BH，A
；存作息时间
A，@R1 A，6BH，LOOP2
；读取记时时间 ；记时时间（A）与预置作息时间（6BH）比较：
不等则转，继续读下面的控制码（时、分、秒）
R3，LOOP4 A，6AH
；共读取 3次 ；开关控制码送A
；P1.2=1停止电机工作
；P1.0=P1.1=0时启动电机
；停止电机工作
延时子程序D10S（延时10S）：
ORG 8030H
1T
MOV
1T LOOP3：MOV
1T LOOP1：MOV
2T LOOP2：DJNZ
2T
DJNZ
2T
DJNZ
2T
RET
R3，#19H R1，#85H R2，#0FAH R2，LOOP2 R1，LOOP1 R3，LOOP3
THREE：CLR 92H
AJMP BACK
TWO： SETB 92H
AJMP BACK
；P1.0=P1.1=1，为检查水位状态做准备
；P1.0=0则跳转 ；P1.1=1则跳转
；P1.0=1、P1.1=0维持原状时就延时10S
；P1.1=0则跳转
；P1.0=0、P1.1=1时，P1.3=0启动报警装置
A/D
数