本书以8051单片机为主线，以工程项目和科技竞赛为实例背景，按照案例驱动教学模式，由浅入深地讲述了51单片机的硬件结构、C51语言编程方法、单片机内部资源、单片机应用系统的接口设计、STC系列最新单片机、综合应用设计以及科技竞赛研究成果，并介绍了相应的开发工具。本书打破传统以理论为主线，以简单实例为辅助的编程思想，基于学生对事物的认知规律，以案例驱动式的思路进行编写，并将案例贯穿于各个重要知识点，使学生对单片机的学习简单化、兴趣化。

本书共分12章，第1章到第8章介绍单片机的内部结构、单片机最小系统、C51程序设计、数码管、矩阵按键、中断、定时器、串口等知识； 第9章介绍单片机的扩展与接口技术，包括LCD液晶、A/D、D/A、单总线、I2C、SPI总线技术，以及直流电动机、步进电动机、舵机的控制； 第10章介绍目前市面上较为流行的增强型8051单片机STC15F2K60S2； 第11章根据作者多年的实践经验，将7个经典案例分成8个步骤进行透彻地讲解，只要按照这些步骤认真地的学习、实践，即可实现相应的功能； 第12章分享指导学生竞赛的成果，使读者体会科技竞赛的设计过程，激励大家投入科技创新和工程实践中。

本书可作为大学本科（或较高层次专科）电子信息、电气工程、物联网、计算机、机电一体化等相关工科专业的单片机课程教材以及课程设计、综合实训的参考书，也可作为参加电子科技竞赛的学生以及相关工程技术人员的参考书。

当今社会，单片机已渗透到人们日常生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机在工业、农业、仪器仪表、航空航天、军事、家电等领域的应用越来越广泛，同时，生产单片机的厂家也很多，产品种类也不计其数。在单片机家族的众多成员中，MCS51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性、高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。世界各大单片机厂商普遍在MCS51上投入了大量的资金和人力，围绕51内核，增强51单片机的各种功能，衍生出许多品种。MCS51家族是目前在单片机领域发展最快的品种之一。市场上流行的具有51内核的产品很多，如Atmel公司的AT89C系列，Philips公司的8XC51系列，Winbond公司的W77/78系列，STC公司的STC系列单片机等。又如，C8051F系列单片机是Cygnal公司推出的高速单片机，它与80C51系列单片机指令集兼容，但比后者增加了许多资源，为嵌入式系统的开发提供了极大方便。

“单片机”课程是电气、机电一体化、信息类重要的专业课程，是一门实践性、工程性很强的技术课程。它的教学效果直接影响学生就业以及将来个人专业上的发展。然而，目前相关的单片机教材普遍存在一些问题，表现如下： ①现行教材的内容偏重于知识体系的完整性，忽略了人的认知规律。虽然市场上不乏“单片机”教材，但多是以单片机的结构功能为主线，让初学者难以理解，教材的内容没有充分联系工程实践； ②理论内容比重偏大，实例偏少，应用部分讲解得不透彻，造成教材没有充分体现单片机技术的趣味性和实用性； ③软、硬件结合不够完善，使初学者感到内容庞杂，枯燥无味，无法形成单片机应用系统的完整概念，很容易使学生丧失学习信心，当然更不谈培养能力； ④教师很难挑选一本好讲好用的教科书，课前备课较为困难。因此，教师和学生都迫切希望拥有一本符合人们认知规律、通俗易懂的单片机教材。基于以上原因，我们打破现有教材以知识体系为主线的传统思路，编写了一本理论与实践相结合，实用性较强的单片机教材。

本书特点鲜明，内容丰富，通俗易懂，实用性强，采用“案例式教学”的理念，按照认知规律进行讲解。全书围绕22个综合案例目标、7个综合设计实例、14个知识点应用举例以及7个科技竞赛创新实例为主线，兼顾理论知识。读者开篇即可明确主题，然后围绕目标，寻求解决问题的方法，思路较为清晰。本书结合作者多年教学、科研及指导学生参加各类科技竞赛总结的经验，以实际应用为主线，将案例贯穿于各知识点中，边学边做，注重培养学生的实践能力。书中所有例子均来自创新实验室科研、竞赛的成果或项目工程实践，且调试通过。本书的学习不是针对某个特定的开发板，而是侧重学生对知识的系统掌握，同时提高动手操作，设计硬件、软件，以及解决各种问题的能力。

本书特别适合渴望学好单片机的读者！为了使广大的单片机爱好者能够较容易地学习单片机，我们毫无保留地将6年的工程实践及科技竞赛的成果展现给大家，让大家感兴趣，便于快速入门。全书按照案例与任务驱动教学法的思想，基本采用“设定任务—知识点讲解—任务思路—硬件结构—原理图—软件流程—程序编写—实物效果展示—程序分析”的思路进行阐述，目的是让读者根据鲜活的实例，激发学习兴趣，快速掌握知识点，达到学以致用的目的。本书附录部分包含了针对书中大部分实例设计开发的STC89C52单片机最小系统、STC15F2K60S2单片机最小系统以及综合开发板的PCB实物，供读者借鉴。

随着科技创新日益普及和不断发展，单片机课程成为工科类的主干专业课之一。前期课程主要为“C语言程序设计”“模拟电子技术”“数字电子技术”等。后续课程随着专业的不同有所区别，如“ARM嵌入式”“DSP技术”“FPGA”等。

本课程的实践性很强，教师可根据情况设计理论学时和实践学时。学习单片机要理论与实践同步，建议在机房授课，使教、学、做相结合。本书的宗旨是发挥学生潜能，提高设计和分析能力。教师在教学的过程中，可以让学生明确原理后自行制作相应的系统，或使用预先准备的开发板，或使用Proteus进行仿真。应注重培养学生的动手能力，尽量提供配置完备的硬件环境。通过课程设计、实训、毕业设计、科技竞赛等方面的教学环节，使本书的内容充分展现。在教学上，采用项目驱动的方式，使学生掌握设计、分析和解决问题的基本技能。本书配有PPT和课后习题答案。

本书可作为大学本科(或较高层次专科)电子信息、电气工程、物联网、计算机、机电一体化等相关工科专业单片机课程教材，也可作为电子科技竞赛以及工程技术人员的参考书。

本书为黑龙江省高等教育教学改革项目研究成果(JG2014010962)。全书由王强统稿。王强担任第一主编，修建新担任第二主编，马玉志、赵龙、张东岳担任副主编，兰文宝、宋长奇、张立坤、郭俊凤参加了编写工作。全书各章节的编写分工如下： 第1、2章由宋长奇编写； 第3章由修建新编写； 第4章、第5章、第10.1节由马玉志编写； 第6章、第7章、第8章由兰文宝编写； 第9.1节、10.2节、10.3节由赵龙编写； 第9.2节、9.6节、9.7节、9.8节及第9章习题由张东岳编写； 第9.3节、9.4节、9.5节由张立坤编写； 第11章、第12.1节、12.2节、12.3节、12.4节及部分由王强编写； 第12.5节、12.6节、12.7节及附录由郭俊凤编写。

在此，特别感谢哈尔滨工程大学黄凤岗教授，哈尔滨工业大学孙铁成教授、刘思久教授、王艳副教授在本书编写过程中提出了宝贵意见，还要感谢创新实验室的学生们对本书的关注。我们会不断地完善本书内容。限于编者的水平，书中难免有不足和疏漏之处，恳请读者批评指正。(作者邮箱： w_q_@163.com)

第1章案例目标1单片机的认知

1.1单片机概述

1.1.1单片机组成及其特点

1.1.2单片机分类

1.1.3几种教学中常见单片机的区别

1.2单片机的应用

1.3单片机的历史与发展

1.4常见单片机

1.5STC系列单片机

习题与思考题

第2章51单片机结构体系

2.1案例目标2单片机的内核

2.1.151单片机的引脚功能

2.1.251单片机的硬件结构

2.1.351单片机的存储器

2.1.451单片机的时钟与复位

2.2案例目标3单片机最小系统的硬件设计

2.2.1单片机最小系统原理图

2.2.2单片机最小系统原理图讲解

2.2.3单片机最小系统元器件清单

2.2.4单片机最小系统实物图

2.2.5单片机最小系统注意事项

2.2.6单片机最小系统电子元器件

2.2.7电子元器件的焊接

习题与思考题

第3章51单片机C51程序设计

3.1案例目标4Keil μVision4软件的运用

3.1.1Keil μVision4软件简介

3.1.2Keil μVision4软件安装

3.1.3Keil μVision4案例目标的实现

3.2案例目标5STCISP V6.83程序下载软件的使用

3.2.1软件安装及主要功能介绍

3.2.2STC下载软件案例目标的实现

3.2案例目标6Proteus仿真软件的运用

3.3.1软件功能简介与安装

3.3.2Proteus仿真软件案例目标的实现

3.4案例目标7单片机中常用C语言知识

3.4.1C51程序设计基础

3.4.2C51语言的函数

习题与思考题

第4章案例目标851单片机并行I/O端口的灵活运用

4.1并行I/O口的结构及工作原理

4.1.1P0口(32脚~39脚)结构及工作原理

4.1.2P1口(1脚~8脚)结构及工作原理

4.1.3P2口(21脚~28脚)结构及工作原理

4.1.4P3口(10脚~17脚)结构及工作原理

4.2并行I/O口C51编程

4.2.1流水灯案例目标的实现

4.2.2蜂鸣器案例目标的实现

4.2.3继电器案例目标的实现

习题与思考题

第5章数码管显示与键盘检测

5.1案例目标9数码管显示的具体实现

5.1.1数码管显示原理

5.1.2数码管静态显示应用举例

5.1.3数码管动态显示应用举例

5.1.4数码管案例目标的实现

5.2案例目标10利用数码管显示按键值

5.2.1独立键盘检测应用举例

5.2.2矩阵键盘检测应用举例

5.2.3键盘检测案例目标的实现

习题与思考题

第6章案例目标11带有紧急情况处理的交通灯控制系统设计

6.1中断系统概述

6.1.1基本概念

6.1.251系列单片机中断源

6.1.351系列单片机中断请求标志寄存器

6.1.4中断允许与中断优先级的控制

6.2外部中断案例目标的实现

6.3外部中断及应用举例

习题与思考题

第7章案例目标12基于数码管的电子时钟显示

7.1定时器简介

7.1.1定时器的结构

7.1.2定时器/计数器控制寄存器

7.251单片的机定时器/计数器T0和T1的控制

7.2.1定时器/计数器对输入信号的要求

7.2.2方式0

7.2.3方式1

7.2.4方式2

7.2.5方式3

7.3STC89C52的定时器/计数器应用举例

7.3.1应用步骤和初值设定方法

7.3.2应用实例的描述

7.4定时器/计数器案例目标的实现

习题与思考题

第8章案例目标13单片机的双机通信

8.1串行通信基础

8.1.1串行通信线路形式

8.1.2异步通信和同步通信

8.2串行口结构描述

8.2.1串行接口的结构

8.2.2串行接口的控制寄存器

8.3波特率的设定与定时器的关系

8.4串行口的工作方式与典型应用举例

8.5串行口案例目标的实现

习题与思考题

第9章51单片机扩展与接口技术

9.1案例目标14可调数字时钟显示

9.1.1LCD1602液晶应用举例

9.1.2LCD1602液晶应用实例

9.1.3LCD12864液晶应用举例

9.1.4LCD12864液晶显示举例

9.1.5LCD液晶案例目标的实现

9.2案例目标15基于光敏电阻的LCD电压采集显示系统

9.2.1ADC0804转换器应用举例

9.2.2DAC0832转换器应用举例

9.2.3A/D案例目标的实现

9.3案例目标16基于DS18B20芯片的数字温度计设计

9.3.1串行单总线扩展技术

9.3.2串行总线技术案例目标的实现

9.4案例目标17基于I2C总线的AT24C02芯片读/写操作

9.4.1I2C串行总线技术

9.4.2I2C串行总线案例目标的实现

9.5案例目标18基于TLC549 A/D的光敏电阻密码锁设计

9.5.1SPI串行总线技术

9.5.2SPI串行总线案例目标的实现

9.6案例目标19直流电动机调速控制系统的设计

9.7案例目标20步进电动机正反转角度控制的设计

9.8案例目标21舵机方向角度控制的设计

习题与思考题

第10章案例目标22利用STC15F2K60S2单片机点亮小灯并实现

在线调试功能

10.1STC15F2K60S2单片机特点

10.2STC15F2K60S2单片机最小系统设计与应用举例

10.3STC15F2K60S2单片机案例目标的实现

第11章8个步骤精通综合应用实例设计

11.1基于CH452控制芯片的键盘及数码管驱动设计

11.1.1CH452简介

11.1.2案例设计

11.2多功能密码锁的设计

11.3超声波测距的设计

11.3.1超声波原理

11.3.2案例设计

11.4光敏电阻逐光随动系统的设计

11.5SIM900手机模块的应用设计

11.5.1SIM900简介

11.5.2案例设计

11.6直流电动机调速系统的设计

11.6.1利用PCA/PWM功能实现PWM控制

11.6.2案例设计

11.7基于NRF905无线数据传输设计

第12章科技竞赛获奖作品交流

12.1多功能语音控制智能盲人拐杖助手设计

12.2基于触摸屏的多功能水族箱设计

12.3基于GSM手机户外点阵控制系统设计

12.4智能实验室远程无线监管系统设计

12.5基于红外传感器的无弦电子琴设计

12.6婴儿发烧尿床呵护系统的设计

12.7开展科技创新活动与科技竞赛的探析

附录A常用字符与ASCII代码对照表

附录B液晶标准字符库

附录C单片机最小系统及开发板实物图

参考文献

本书共12章，第1章到第8章介绍了单片机的内部结构、单片机最小系统、C51程序设计、数码管、矩阵按键、中断、定时器、串口等知识。第9章介绍了单片机的扩展与接口技术，包括LCD液晶、A/D、D/A、单总线、I²C、SPI总线技术以及直流电机、步进电机、舵机的控制。第10章介绍了目前市面上较为流行的增强型8051单片机STC15F2K61S2。第11章根据作者多年的实践经验将7个典型的经典案例分成8个步骤进行了透彻的讲解，只要按照这些步骤认真的学习实践即可实现功能。第12章作者把指导学生竞赛的成果和大家分享，读者能够体会到科技竞赛的设计过程，希望通过这种方式能够激励大家投入到科技创新和工程实践中来。  

    本书可作为大学本科（或较高层次专科）电子信息、电气工程、物联网、计算机、机电一体化等相关工科专业单片机课程教材，也可作为参加电子科技竞赛以及工程技术人员的参考书。

 

《51单片机原理与应用案例教程（C51编程）》：

（1）本书特别适合渴望学好单片机的读者！

（2）八个步骤精通单片机综合应用实例设计。

（3）配备完善的教学课件+示例源代码+习题与答案等教材资源。

  

本书共12章，第1章到第8章介绍了单片机的内部结构、单片机最小系统、C51程序设计、数码管、矩阵按键、中断、定时器、串口等知识。第9章介绍了单片机的扩展与接口技术，包括LCD液晶、A/D、D/A、单总线、I²C、SPI总线技术以及直流电机、步进电机、舵机的控制。第10章介绍了目前市面上较为流行的增强型8051单片机STC15F2K61S2。第11章根据作者多年的实践经验将7个典型的经典案例分成8个步骤进行了透彻的讲解，只要按照这些步骤认真的学习实践即可实现功能。第12章作者把指导学生竞赛的成果和大家分享，读者能够体会到科技竞赛的设计过程，希望通过这种方式能够激励大家投入到科技创新和工程实践中来。  

    本书可作为大学本科（或较高层次专科）电子信息、电气工程、物联网、计算机、机电一体化等相关工科专业单片机课程教材，也可作为参加电子科技竞赛以及工程技术人员的参考书。

 

《51单片机原理与应用案例教程（C51编程）》编辑推荐：

（1）本书特别适合渴望学好单片机的读者！

（2）八个步骤精通单片机综合应用实例设计。

（3）配备完善的教学课件+示例源代码+习题与答案等教材资源。