单片机技术及应用

项目一 声控台灯\t1

引导案例\t1

1．1 任务1 搭建开发环境\t2

职业能力目标\t2

任务描述与要求\t2

任务分析与计划\t2

知识储备\t3

1．单片机简介\t3

2．Keil C51开发环境简介\t4

3．Keil软件界面\t4

4．工具栏\t5

任务实施\t6

任务检查与评价\t12

任务小结\t12

任务拓展\t13

1．2 任务2 控制灯泡亮灭\t13

职业能力目标\t13

任务描述与要求\t13

任务分析与计划\t13

知识储备\t14

1．STC单片机简介\t14

2．STC单片机I/O端口简介\t17

3．电路图分析\t18

4．编程基础\t18

5．继电器\t20

任务实施\t21

任务检查与评价\t23

任务小结\t23

任务拓展\t23

1．3 任务3 实现声控台灯功能\t23

职业能力目标\t23

任务描述与要求\t23

任务分析与计划\t23

知识储备\t24

1．声音传感器简介\t24

2．电路图分析\t25

3．程序流程图（图1-3-5）\t26

4．STC-ISP简介\t26

5．延时函数\t27

6．NEWLab声音传感模块简介\t28

任务实施\t29

任务检查与评价\t31

任务小结\t31

任务拓展\t31

项目二 电子门铃\t32

引导案例\t32

2．1 任务1 按键轮询控制蜂鸣器发声\t32

职业能力目标\t32

任务描述与要求\t33

任务分析与计划\t33

知识储备\t33

1．蜂鸣器\t33

2．按键\t34

3．按键电路原理图\t36

4．程序流程图\t36

5．主要代码分析\t37

任务实施\t38

任务检查与评价\t40

任务小结\t40

任务拓展\t40

2．2 任务2 按键中断控制蜂鸣器发声\t40

职业能力目标\t40

任务描述与要求\t41

任务分析与计划\t41

知识储备\t41

1．中断\t41

2．中断函数初始化流程\t43

3．按键中断检测程序流程图（图2-2-3）\t43

任务实施\t44

任务检查与评价\t46

任务小结\t46

任务拓展\t46

3．3 任务3 通过压电传感器实现电子门铃功能\t46

职业能力目标\t46

任务描述与要求\t47

任务分析与计划\t47

知识储备\t47

1．压电传感器简介\t47

2．压电传感器的工作原理\t47

3．LDT0-028K\t49

4．NEWLab压电传感模块\t49

任务实施\t51

任务检查与评价\t52

任务小结\t52

任务拓展\t52

项目三 简易计时器\t53

引导案例\t53

3．1 任务1 定时器控制LED闪烁\t53

职业能力目标\t53

任务描述与要求\t54

任务分析与计划\t54

知识储备\t54

1．LED简介\t54

2．定时器和计数器的概念\t55

3．定时器和计数器的内部结构\t56

4．定时/计数器的工作方式\t56

5．定时器中断的相关寄存器\t58

6．定时器赋初值的方法\t60

7．定时/计数器流程图\t60

8．程序流程图\t60

9．主要程序分析\t60

任务实施\t62

任务检查与评价\t64

任务小结\t64

任务拓展\t64

3．2 任务2 实现简易计时器功能\t64

职业能力目标\t64

任务描述与要求\t64

任务分析与计划\t64

知识储备\t65

1．数码管的显示原理\t65

2．数码管的静态显示驱动电路\t66

3．数组的基本概念\t67

4．数码管类型的检测\t67

5．LED段码数据生成器\t67

任务实施\t68

任务检查与评价\t70

任务小结\t71

任务拓展\t71

项目四 数显式电子表\t72

引导案例\t72

4．1 任务1 定时器控制数码管显示\t73

职业能力目标\t73

任务描述与要求\t73

任务分析与计划\t73

知识储备\t74

1．数码管的动态显示驱动电路\t74

2．程序流程图\t74

3．STC-ISP中定时器的使用\t75

4．关键程序讲解\t75

任务实施\t76

任务检查与评价\t78

任务小结\t78

任务拓展\t79

4．2 任务2 实现数显式电子表功能\t79

职业能力目标\t79

任务描述与要求\t79

任务分析与计划\t79

知识储备\t80

1．液晶显示概述\t80

2．液晶显示模块12864\t80

3．12864指令简介\t81

4．12864引脚说明\t82

5．12864与单片机及PC的通信协议\t83

6．12864驱动电路\t84

7．软件流程图\t84

8．取模软件的使用\t84

任务实施\t86

任务检查与评价\t88

任务小结\t88

任务拓展\t88

项目五 电子密码锁\t89

引导案例\t89

5．1 任务1 矩阵键盘操作\t89

职业能力目标\t89

任务描述与要求\t90

任务分析与计划\t90

知识储备\t90

1．矩阵键盘概述\t90

2．矩阵键盘的内部结构\t91

3．矩阵键盘的识别方法\t92

4．矩阵键盘识别程序\t92

5．主要程序讲解\t92

任务实施\t96

任务检查与评价\t99

任务小结\t99

任务拓展\t99

5．2 任务2 实现电子密码锁功能\t99

职业能力目标\t99

任务描述与要求\t99

任务分析与计划\t100

知识储备\t100

1．加密算法简介\t100

2．74HC595\t101

3．主程序流程图（图5-2-4）\t103

4．关键程序分析\t104

任务实施\t106

任务检查与评价\t110

任务小结\t110

任务拓展\t110

项目六 电子日历\t111

引导案例\t111

6．1 任务1 单片机串口发送数据\t112

职业能力目标\t112

任务描述与要求\t112

任务分析与计划\t112

知识储备\t113

1．并行通信和串行通信\t113

2．异步串行通信和同步串行通信\t113

3．串行通信标准接口\t114

4．单片机串口的内部结构\t115

5．单片机串口的控制\t116

6．波特率的计算\t118

7．定时器的初值和重装值\t118

8．串口助手的使用\t119

9．主要程序讲解\t119

10．主程序流程图（图6-1-10）\t120

任务实施\t121

任务检查与评价\t122

任务小结\t122

任务拓展\t123

6．2 任务2 单片机串口接收数据\t123

职业能力目标\t123

任务描述与要求\t123

任务分析与计划\t123

知识储备\t124

1．程序讲解\t124

2．程序流程图（图6-2-1）\t125

任务实施\t125

任务检查与评价\t128

任务小结\t129

任务拓展\t129

6．3 任务3 通过RTC实现电子日历功能\t129

职业能力目标\t129

任务描述与要求\t129

任务分析与计划\t129

知识储备\t130

1．RTC简介\t130

2．PCF8563简介\t130

3．PCF8563引脚说明\t130

4．PCF8563功能描述\t131

5．PCF8563的寄存器\t131

6．PCF8563的硬件电路\t134

7．I2C总线介绍\t134

8．I2C总线硬件结构\t135

9．I2C总线规程\t135

10．RTC与计算机的通信\t137

11．程序流程图\t137

12．主要程序讲解\t137

任务实施\t139

任务检查与评价\t140

任务小结\t141

任务拓展\t141

项目七 简易电子秤\t142

引导案例\t142

7．1 任务1 通过单片机实现A/D采集功能\t143

职业能力目标\t143

任务描述与要求\t143

任务分析与计划\t143

知识储备\t144

1．电阻应变片\t144

2．电阻应变式传感器\t144

3．电阻应变式传感器的测量电路\t145

4．模拟量与数字量\t145

5．A/D转换原理\t145

6．A/D转换器的主要性能指标\t146

7．PCF8591\t146

8．PCF8591的寄存器\t147

9．PCF8591的总线协议\t148

10．PCF8591的硬件电路\t148

11．PCF8591与计算机的通信\t149

12．称重传感模块\t150

13．主要代码讲解\t151

任务实施\t154

任务检查与评价\t158

任务小结\t158

任务拓展\t158

7．2 任务2 实现简易电子秤功能\t158

职业能力目标\t158

任务描述与要求\t159

任务分析与计划\t159

知识储备\t159

1．简易电子秤系统设计框图\t159

2．简易电子秤功能简介\t160

3．流程图\t160

4．代码讲解\t161

任务实施\t163

任务检查与评价\t167

任务小结\t167

任务拓展\t167

项目八 电梯安全检测装置\t168

引导案例\t168

8．1 任务1 实现红外、位移传感器的采集功能\t169

职业能力目标\t169

任务描述与要求\t169

任务分析与计划\t170

知识储备\t170

1．红外传感器\t170

2．位移传感器\t170

3．红外传感模块\t171

4．位移传感模块\t171

5．主函数流程图\t172

6．程序讲解\t172

任务实施\t174

任务检查与评价\t176

任务小结\t176

任务拓展\t176

8．2 任务2 实现电梯安全检测功能\t176

职业能力目标\t176

任务描述与要求\t176

任务分析与计划\t177

知识储备\t177

1．电梯安全检测所用传感器\t177

2．主函数流程图（图8-2-2）\t178

3．程序讲解\t179

任务实施\t179

任务检查与评价\t181

任务小结\t181

任务拓展\t181

项目九 智能廊灯\t182

引导案例\t182

9．1 任务1 A/D和D/A转换的数据采集\t183

职业能力目标\t183

任务描述与要求\t183

任务分析与计划\t183

知识储备\t184

1．D/A转换\t184

2．PCF8591\t184

3．D/A转换的主要指标\t185

4．主函数流程图（图9-1-4）\t185

5．程序讲解\t186

任务实施\t186

任务检查与评价\t188

任务小结\t188

任务拓展\t188

9．2 任务2 实现智能廊灯功能\t188

职业能力目标\t188

任务描述与要求\t188

任务分析与计划\t188

知识储备\t189

1．单片机应用系统的开发流程\t189

2．智能廊灯系统框图\t191

3．主函数流程图\t191

任务实施\t192

任务检查与评价\t192

任务小结\t193

任务拓展\t193

项目十 智能家居环境监测系统\t194

引导案例\t194

10．1 任务1 温度、气体传感器数据采集\t195

职业能力目标\t195

任务描述与要求\t195

任务分析与计划\t196

知识储备\t196

1．热电传感技术简介\t196

2．MF52型热敏电阻\t196

3．温度传感器\t197

4．气体传感器\t197

5．温度/光照传感模块\t197

6．系统组成\t198

7．主要程序\t199

8．流程图\t199

任务实施\t200

任务检查与评价\t201

任务小结\t201

任务拓展\t201

10．2 任务2 湿度传感器数据采集\t201

职业能力目标\t201

任务描述与要求\t201

任务分析与计划\t202

知识储备\t202

1．湿度传感器简介\t202

2．湿度传感器的分类\t202

3．HS1101\t202

4．湿度测量电路\t203

5．湿度传感模块\t203

6．获取湿度传感器数据\t204

7．程序讲解\t205

8．主程序流程图\t206

任务实施\t207

任务检查与评价\t208

任务小结\t208

任务拓展\t208

10．3 任务3 完成智能家居环境监测系统\t208

职业能力目标\t208

任务描述与要求\t209

任务分析与计划\t209

知识储备\t209

1．智能家居简介\t209

2．智能家居环境监测系统的结构\t210

3．系统组成框图\t210

4．流程图\t210

5．程序讲解\t211

任务实施\t213

任务检查与评价\t214

任务小结\t214

任务拓展\t215