单片机作为一种微型控制器，在工业设备、家用电器、医疗设备、物联网设备等中经常使用。本书的主要知识点是8051单片机的内部结构及工作原理、单片机开发工具、I/O口工作原理及应用、中断系统原理、定时/计数器技术、串口通信技术、液晶显示接口技术、A/D转换接口技术、串行总线通信技术等。为了加强学生对单片机知识的理解和掌握，书中部分章节配有相应的应用案例和项目训练。前后应用案例和项目训练在程序算法设计上衔接紧密，目的是巩固和加强所学的理论和方法。同时，本书对同一个技术问题采用多种算法实现，以拓宽学生的编程思路。本书配有完整的教学资源供学生使用，包含电子课件、程序代码、仿真原理图、演示视频、练习题等。本书不仅可供电子信息、自动化、通信技术、物联网应用、智能产品技术等专业的学生使用，还可供相关专业的工程技术人员参考。
韦龙新，男，副教授，硕士研究生学历，现就职于福建信息职业技术学院。曾于2011、2012年参编教材《单片机应用技术教程》《嵌入式Linux系统应用及项目实践》《单片机应用技术》。2014年参与的福建省科技厅课题“基于嵌入式无线传感器网络的智能停车场管理系统研发”通过验收，2016年主持的福建省教育厅课题“嵌入式 Web远程监控系统”通过验收，2018年主持的福建省教育厅课题“智能充电管理系统研究”通过验收。
目录
第1章 单片机初步认识 1
1.1 单片机概述 1
1.1.1 单片机简介 1
1.1.2 单片机的发展历史 2
1.1.3 单片机的发展趋势 3
1.1.4 主流的单片机产品 5
1.2 单片机的内部结构 7
1.2.1 8051单片机的内部资源 7
1.2.2 存储器的结构 10
1.2.3 SFR 13
1.3 单片机的引脚及其功能 16
1.3.1 引脚功能 16
1.3.2 时钟和复位 18
1.4 本章小结 21
1.5 本章习题 21
第2章 单片机开发语言及工具的使用 22
2.1 单片机C51语言与标准C语言的区别 22
2.2 C51程序实例 25
2.2.1 程序架构 25
2.2.2 一个简单的单片机程序 26
2.3 Proteus软件 27
2.3.1 Proteus 8软件界面及功能 28
2.3.2 单片机最小系统仿真图的绘制 29
2.4 Keil软件 37
2.4.1 Keil软件界面及功能 37
2.4.2 单个LED控制程序设计 38
2.4.3 Keil软件的调试 43
2.5 本章小结 48
2.6 本章习题 49
第3章 单片机I/O口的应用 50
3.1 I/O口的内部结构原理 50
3.2 项目训练一：LED流水灯控制 54
3.2.1 项目要求 54
3.2.2 项目分析 54
3.2.3 硬件电路设计 54
3.2.4 控制程序设计 57
3.3 项目训练二：LED数码管显示 61
3.3.1 项目要求 61
3.3.2 项目分析 61
3.3.3 相关知识 61
3.3.4 数码管的显示方法 63
3.3.5 多位数码管的显示方法 66
3.4 项目训练三：按键输入扫描 72
3.4.1 项目要求 72
3.4.2 项目分析 72
3.4.3 相关知识 72
3.4.4 独立按键的检测方法 73
3.4.5 矩阵键盘的检测方法 77
3.5 项目训练四：简易电子计算器设计 82
3.5.1 项目要求 82
3.5.2 项目分析 82
3.5.3 原理图设计 82
3.5.4 程序设计 83
3.6 本章小结 90
3.7 本章习题 91
第4章 单片机中断系统 92
4.1 中断概述 92
4.1.1 中断的概念 92
4.1.2 8051单片机中断系统及与中断有关的SFR 93
4.1.3 中断处理过程 96
4.1.4 中断响应时间 98
4.1.5 C语言中断服务程序结构 98
4.2 外部中断的应用 99
4.2.1 外部中断应用步骤 99
4.2.2 外部中断应用举例 100
4.2.3 外部中断源的扩展 103
4.3 本章小结 103
4.4 本章习题 104
第5章 定时/计数器 105
5.1 定时/计数器概述 105
5.1.1 与定时/计数器有关的SFR 105
5.1.2 定时/计数器的工作方式 106
5.1.3 定时/计数器的使用方法 110
5.2 定时/计数器的基础应用 113
5.2.1 输出矩形波 114
5.2.2 频率测量 118
5.2.3 脉冲宽度及周期测量 120
5.2.4 超声波测距应用 122
5.3 定时/计数器的高级应用 126
5.3.1 多个时间的延时 126
5.3.2 无阻塞延时 128
5.3.3 多任务的管理、调度 130
5.4 项目训练：数字电子钟设计 135
5.4.1 项目要求 135
5.4.2 项目分析 135
5.4.3 原理图设计 135
5.4.4 程序设计 136
5.5 本章小结 144
5.6 本章习题 145
第6章 单片机串口数据通信 146
6.1 串行通信基础知识 146
6.1.1 串行通信与并行通信的比较 146
6.1.2 串行通信的制式 147
6.1.3 同步串行通信与异步串行通信 147
6.1.4 串行通信的校验方式 148
6.1.5 传输速率与传输距离 149
6.2 单片机的串口及其寄存器 149
6.2.1 单片机串口的内部结构 149
6.2.2 与单片机的串口相关的寄存器 150
6.3 单片机串口的应用 152
6.3.1 方式0 152
6.3.2 方式1 156
6.3.3 方式2和方式3 157
6.3.4 波特率的计算 157
6.4 串行通信接口RS-232标准 159
6.4.1 RS-232引脚定义 160
6.4.2 RS-232的基本接线原则 160
6.4.3 RS-232的三线连接方式 161
6.5 项目训练一：单片机双机通信 161
6.5.1 项目要求 161
6.5.2 项目分析 162
6.5.3 原理图设计 162
6.5.4 程序设计 163
6.5.5 拓展训练 168
6.6 项目训练二：ESP8266无线网络透传 168
6.6.1 项目要求 168
6.6.2 项目分析 168
6.6.3 通信连接设计 169
6.6.4 程序设计 169
6.6.5 拓展训练 172
6.7 本章小结 172
6.8 本章习题 173
第7章 液晶显示接口设计 174
7.1 SMC1602的基础应用 174
7.1.1 SMC1602概述 174
7.1.2 SMC1602与单片机的接口 177
7.1.3 SMC1602内部寄存器介绍 179
7.1.4 SMC1602基础应用仿真 181
7.1.5 SMC1602温度显示的仿真 184
7.2 SMC1602温度快速显示和忙状态判断 186
7.2.1 任务要求 186
7.2.2 任务分析 186
7.2.3 原理图设计 186
7.2.4 SMC1620温度快速显示的程序设计 186
7.2.5 SMC1602忙状态判断 191
7.3 SMC1602汉字显示与4位数据总线 196
7.3.1 SMC1602汉字显示 196
7.3.2 SMC1602 4位数据总线 200
7.4 OCM12864使用基础 203
7.4.1 OCM12864概述 203
7.4.2 OCM12864与单片机的接口 204
7.4.3 OCM12864的控制指令 206
7.4.4 OCM12864的基础显示 207
7.5 OCM12864温度显示 216
7.5.1 任务要求 216
7.5.2 任务分析 216
7.5.3 原理图设计 216
7.5.4 OCM12864温度显示的程序设计 217
7.6 本章小结 218
7.7 本章习题 218
第8章 单片机A/D转换接口设计 220
8.1 A/D转换器的工作原理 220
8.1.1 A/D转换器概述 220
8.1.2 A/D转换器的主要技术指标 220
8.1.3 A/D转换器分类 221
8.1.4 A/D转换器与单片机接口 222
8.2 A/D转换芯片及接口设计 223
8.2.1 ADC0809及接口设计 223
8.2.2 ADC0804及接口设计 229
8.3 项目训练：数字电压表设计 231
8.3.1 项目要求 231
8.3.2 项目分析 231
8.3.3 项目设计过程 232
8.4 本章小结 236
8.5 本章习题 237
第9章 单片机串行总线通信设计 238
9.1 单片机I/O口时序控制方法 238
9.1.1 并行数据转串行数据 238
9.1.2 串行数据转并行数据 242
9.2 DS18B20（数字温度传感器）通信 245
9.2.1 DS18B20基本知识 245
9.2.2 单片机与计算机的串行通信 250
9.3 项目训练一：温度采集系统设计 251
9.3.1 项目要求 251
9.3.2 项目分析 252
9.3.3 原理图设计 252
9.3.4 编写单片机与计算机串行通信的程序 253
9.3.5 调试程序 259
9.3.6 拓展训练 260
9.4 DS1302（时钟芯片）通信 260
9.4.1 DS1302基本知识 260
9.4.2 DS1302的控制字节 261
9.4.3 DS1302的寄存器 261
9.4.4 DS1302的读/写时序 262
9.5 项目训练二：精准数字钟设计 263
9.5.1 项目要求 263
9.5.2 项目分析 263
9.5.3 原理图设计 263
9.5.4 编写精准数字钟的程序 264
9.5.5 调试程序 273
9.6 本章小结 275
9.7 本章习题 275
附录A ASCII码表 276
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