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学习情境1 LED电子彩灯的设计与制作1

1.0学习情境任务描述1

1.0.1学习目标1

1.0.2学习与工作内容1

1.0.3学业评价2

1.1任务1认识单片机3

1.1.1单片机的外观模样3

1.1.2单片机的应用领域3

1.1.3 MCS-51系列单片机4

1.2任务2让单片机动起来5

1.2.1最简单的单片机系统5

1.2.2如何使用单片机6

1.2.3 Keil μVision软件的操作使用8

1.2.4 Proteus软件的操作使用17

1.2.5点亮单只LED发光管20

1.3任务3从外到内观察单片机26

1.3.1单片机的信号引脚26

1.3.2单片机的内部结构27

1.3.3单片机的并行端口29

1.3.4单片机的时钟与复位32

1.4任务4认识单片机的存储器组织34

1.4.1初识单片机的存储器34

1.4.2单片机的程序存储器34

1.4.3单片机的数据存储器35

1.4.4单片机的特殊功能寄存器36

1.4.5单片机的片外数据存储器38

1.5任务5探究单片机能听懂的话39

1.5.1单片机使用的语言39

1.5.2认识单片机的汇编语言39

1.5.3汇编语言的指令格式与寻址方式39

1.5.4数据传送指令43

1.5.5算术运算指令46

1.5.6逻辑运算指令49

1.5.7控制转移指令50

1.5.8位操作指令52

1.5.9伪指令54

1.5.10如何进行汇编语言程序设计56

1.6任务6 LED电子彩灯的设计与制作62

1.6.1任务与计划62

1.6.2循环点亮LED63

1.6.3硬件电路与软件程序设计65

1.6.4调试与仿真运行66

1.6.5实物制作效果68

总结与思考68

习题169

学习情境2电子钟的设计与制作70

2.0学习情境任务描述70

2.0.1学习目标70

2.0.2学习与工作内容70

2.0.3学业评价71

2.1任务1认识单片机的中断系统72

2.1.1什么是单片机的中断72

2.1.2单片机中断的应用73

2.2任务2认识单片机的定时器/计数器80

2.2.1单片机的定时器/计数器80

2.2.2定时器/计数器的工作方式83

2.3任务3利用单片机输出方波87

2.3.1简易方波发生器的设计87

2.3.2调试与仿真运行89

2.4任务4简易计时器的设计90

2.4.1认识LED显示器90

2.4.2 60s计时器的设计95

2.4.3调试与仿真运行98

2.5任务5认识单片机的C语言100

2.5.1单片机的C语言100

2.5.2 C51的基本数据类型100

2.5.3 C51的基本运算100

2.5.4 C51的流程控制语句104

2.5.5 C51的函数及常用的宏105

2.6任务6数码管显示牌110

2.6.1任务与计划110

2.6.2 C语言LED数码管显示110

2.6.3硬件电路设计与软件程序设计113

2.6.4调试与仿真运行116

2.7任务7简易密码锁116

2.7.1任务与计划116

2.7.2键盘的应用116

2.7.3硬件电路设计与软件程序设计123

2.7.4调试与仿真运行130

2.8任务8简易秒表的设计132

2.8.1任务与计划132

2.8.2硬件电路与软件程序设计132

2.8.3调试与仿真运行135

2.9任务9电子钟的设计137

2.9.1任务与计划137

2.9.2硬件电路与软件程序设计137

2.9.3调试与仿真运行146

2.9.4实物制作效果148

总结与思考148

习题2149

学习情境3简易电子琴的设计与制作151

3.0学习情境任务描述151

3.0.1学习目标151

3.0.2学习与工作内容151

3.0.3学业评价152

3.1任务1认识串行通信与串行口153

3.1.1串行通信的概念153

3.1.2认识串行接口155

3.1.3单片机串行口的结构与控制寄存器157

3.1.4单片机串行口的工作方式158

3.1.5串行口的波特率160

3.2任务2单片机的双机通信161

3.2.1任务与计划161

3.2.2硬件电路与软件程序设计161

3.2.3调试与仿真运行164

3.3任务3单片机与PC串行通信165

3.3.1任务与计划165

3.3.2硬件电路与软件程序设计165

3.3.3调试与仿真运行167

3.4任务4简易交通灯的设计169

3.4.1任务与计划169

3.4.2硬件电路与软件程序设计169

3.4.3调试与仿真运行173

3.4.4实物制作效果173

3.5任务5简易电子琴的设计175

3.5.1任务与计划175

3.5.2单片机如何发出音乐声175

3.5.3单键演奏一组音符176

3.5.4演奏一首音乐178

3.5.5硬件电路与软件程序设计181

3.5.6调试与仿真运行186

3.5.7实物制作效果187

总结与思考189

习题3190

学习情境4数字电压表的设计与制作191

4.0学习情境任务描述191

4.0.1学习目标191

4.0.2学习与工作内容191

4.0.3学业评价192

4.1任务1单片机的扩展193

4.1.1存储器的扩展193

4.1.2 I/O口的扩展194

4.2任务2 LED点阵显示屏的设计198

4.2.1认识LED点阵模块198

4.2.2任务与计划198

4.2.3硬件电路与软件程序设计199

4.2.4调试与仿真运行201

4.3任务3简易波形信号发生器的设计203

4.3.1认识D/ A转换器芯片DAC0832203

4.3.2任务与计划205

4.3.3硬件电路与软件程序设计205

4.3.4调试与仿真运行211

4.4任务4数字电压表的设计215

4.4.1认识A/D转换器芯片ADC0808/0809215

4.4.2任务与计划217

4.4.3硬件电路与软件程序设计217

4.4.4调试与仿真运行223

总结与思考223

习题4224

学习情境5数字温度控制器的设计与制作226

5.0学习情境任务描述226

5.0.1学习目标226

5.0.2学习与工作内容226

5.0.3学业评价227

5.1任务1认识数字温度传感器228

5.1.1 DS18B20数字温度传感器228

5.1.2传感器的读写时序229

5.1.3传感器的操作使用233

5.2任务2认识液晶显示器235

5.2.1 1602LCD液晶模块235

5.2.2液晶模块读写操作时序237

5.2.3液晶显示模块应用实例240

5.3任务3温度报警器的设计241

5.3.1任务与计划241

5.3.2硬件电路与软件程序设计241

5.3.3调试与仿真运行244

5.4任务4直流电机控制器的设计246

5.4.1任务与计划246

5.4.2电机的PWM驱动246

5.4.3硬件电路与软件程序设计248

5.4.4调试与仿真运行252

5.5任务5数字温度控制器的设计253

5.5.1任务与计划253

5.5.2硬件电路与软件程序设计254

5.5.3调试与仿真运行259

总结与思考261

习题5261

学习情境6电子日历的设计与制作262

6.0学习情境任务描述262

6.0.1学习目标262

6.0.2学习与工作内容262

6.0.3学业评价263

6.1任务1认识I2C总线264

6.1.1 I2C总线协议264

6.1.2 I/O口模拟I2 C总线操作266

6.1.3 I2 C芯片24C04的使用269

6.1.4 24C04应用设计272

6.2任务2认识实时时钟电路275

6.2.1 DS1302的使用275

6.2.2 DS1302的应用设计280

6.3任务3认识12864LCD液晶显示模块284

6.3.1 12864LCD液晶显示模块的使用284

6.3.2 12864LCD液晶显示模块的应用设计289

6.4任务4电子日历的设计294

6.4.1任务与计划294

6.4.2硬件电路与软件程序设计294

6.4.3调试与仿真运行301

总结与思考301

习题6302

附录A MCS-51指令表303

附录B ASCII码字符表308

附录C常用集成电路芯片310

附录D集成电路常见封装形式315

参考文献316