《STC系列單片機項目實踐》以宏晶科技公司的STC系列STC15F2K60S2為藍本,闡述了51單片機相關(guān)技術(shù)知識及模塊化編程方法,重點放在接口驅(qū)動能力和綜合項目編程開發(fā)能力方面!禨TC系列單片機項目實踐》按照基于工作過程的以“項目”為載體的教學(xué)模式進行編寫,“項目”遵循由易到難、由簡單到綜合的學(xué)習(xí)規(guī)律。全書共分為9個項目,其中項目1~項目6為部分單元模塊的綜合,主要包括:鍵盤、4位數(shù)碼管、DS18B20、LCD1602、串口通信、LCD12864、DS1302、I2C總線、E2PROM、藍牙無線通信、步進電機驅(qū)動等模塊的基礎(chǔ)知識及編程方法;項目7~項目9為3個綜合項目,將STC系列微控制器的各個模塊的功能進行有機融合和靈活設(shè)計,可以培養(yǎng)讀者綜合項目的規(guī)范化編程和模塊化設(shè)計思想。
《STC系列單片機項目實踐》特色是以單片機硬件構(gòu)件及底層軟件構(gòu)件設(shè)計為主線,基于嵌入式軟件工程的思想,按照“項目引入→項目分析→支撐知識→項目實施→運行調(diào)試→案例練習(xí)”的線條,將知識點按照項目案例的要求進行分解、提煉,并融合到學(xué)習(xí)情境中,實現(xiàn)課程知識的“系統(tǒng)化”和學(xué)習(xí)內(nèi)容的“項目化”;強調(diào)單片機通用性編程,每個項目均給出相關(guān)模塊的底層驅(qū)動通用化編程方法,為實際應(yīng)用提供底層構(gòu)件,方便移植與復(fù)用。
《STC系列單片機項目實踐》可作為高職高專院校電子信息類相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材,也可用于單片機或嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)或技術(shù)培訓(xùn),還可供從事相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員參考。
適讀人群:高職高專院校電子信息類相關(guān)專業(yè)學(xué)生,相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員
“十三五”江蘇省高等學(xué)校重點教材。
江蘇省高等職業(yè)教育高水平骨干專業(yè)建設(shè)成果。
采用“項目導(dǎo)向,能力遞進”的模式組織教學(xué)內(nèi)容,體現(xiàn)“產(chǎn)教融合”的職業(yè)教育教學(xué)特色。
項目載體源于企業(yè)、知識融于任務(wù)分解,真正實施教學(xué)內(nèi)容與職業(yè)崗位能力對接。
強化單片機通用性編程方法,把握通用知識與芯片相關(guān)知識之間的平衡,培養(yǎng)知識遷移能力。
前言
單片機技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)自動化、電子、電氣、通信及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的一門主流技術(shù)。隨著人們生活及生產(chǎn)方式的自動化、智能化程度的提高,單片機技術(shù)早已融入我們生活中的各個角落,幾乎所有的家用電器內(nèi)部都有單片機的身影。
STC系列單片機傳承自8051單片機,但在傳統(tǒng)的8051單片機框架基礎(chǔ)上注入了“新鮮血液”,煥發(fā)出新的活力。STC宏晶科技對8051單片機進行了全面的技術(shù)升級與創(chuàng)新:全部采用Flash技術(shù)和ISP/IAP技術(shù);對傳統(tǒng)8051進行了全面提速,指令速度最快提高了24倍。
STC從2006年誕生起,現(xiàn)已發(fā)展了STC89/90、STC10/11、STC12、STC15等系列。目前的STC單片機型號為STC15F2K60S2。
《STC系列單片機項目實踐》以STC15F2K60S2為藍本闡述單片機及嵌入式應(yīng)用開發(fā),以單片機硬件構(gòu)件及底層軟件構(gòu)件設(shè)計為主線,基于嵌入式軟件工程的思想,按照“項目引入→項目分析→支撐知識→項目實施→運行調(diào)試→案例練習(xí)”的線條,吸引讀者進行知識點的學(xué)習(xí),講解技術(shù)要點,靈活應(yīng)用智能化電子產(chǎn)品的軟、硬件設(shè)計。
《STC系列單片機項目實踐》特色如下所述。
1)實踐為主,理論與實踐相結(jié)合!禨TC系列單片機項目實踐》立足于起到一個輔導(dǎo)實踐的作用,讀者通過每個項目的學(xué)習(xí),不是死記硬背那些理論或簡單地模擬仿真運行,而是了解規(guī)范化和通用化編程方法后,就可以真正地去動手實踐,從而達到學(xué)習(xí)和掌握單片機技術(shù)的目的。
2)符合認識規(guī)律,由淺入深、循序漸進。《STC系列單片機項目實踐》為讀者制定了一套科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和思路。區(qū)別于一般教材先講基本原理,然后再舉例的傳統(tǒng)套路,《STC系列單片機項目實踐》則是盡可能先舉例子,建立起鮮活的形象,然后帶領(lǐng)讀者分模塊、分任務(wù)去探求其中的奧秘,逐一解釋項目中包含的各個知識點,并對難理解的語句和模塊添加注釋,方便讀者對項目的理解和掌握。讀者只要緊跟書中的方法和思路,按要求去實踐,掌握單片機開發(fā)技術(shù)就容易很多。
3)教學(xué)內(nèi)容與職業(yè)崗位能力培養(yǎng)緊密聯(lián)系。《STC系列單片機項目實踐》以典型的STC單片機應(yīng)用為引導(dǎo),將知識點按照項目案例的要求進行分解、提煉,并融合到學(xué)習(xí)情境中,實現(xiàn)課程知識的“系統(tǒng)化”和學(xué)習(xí)內(nèi)容的“項目化”,縮短學(xué)生與工作崗位需求的距離。
4)強調(diào)單片機通用性編程方法。書中每個項目均給出相關(guān)模塊的底層驅(qū)動程序通用化編程方法,同時給出詳細、規(guī)范的注釋及對外接口,為實際應(yīng)用提供底層構(gòu)件,方便移植與復(fù)用,可以為讀者進行實際項目開發(fā)節(jié)省大量的時間。
5)一體化的電子資源!禨TC系列單片機項目實踐》提供了所有項目完整的底層驅(qū)動構(gòu)件化封裝程序與實驗例程,還提供了閱讀資料、實驗儀驅(qū)動及使用方法、部分工具軟件、有關(guān)實驗儀原理圖等。
6)提供硬件實驗板、調(diào)試工具,方便讀者進行實踐與應(yīng)用。同時提供配套的實驗案例及畢業(yè)設(shè)計案例,以滿足教學(xué)實訓(xùn)需要。
《STC系列單片機項目實踐》由常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院聶章龍負責(zé)編制提綱和統(tǒng)稿工作,并編寫項目4、項目5、項目7、項目8、項目9和附錄,張靜編寫項目1和項目2,楊凱編寫項目3,王璐編寫項目6,特長生工作室學(xué)生任宸、柏紅艷、胡晨、杜浩、王起家、蘇逸梵、徐乾一等協(xié)助書稿整理及程序調(diào)試工作,他們卓有成效的工作,使《STC系列單片機項目實踐》更加實用。常州科源電子儀器有限公司的陳琴逸女士一直關(guān)心支持常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的建設(shè),為《STC系列單片機項目實踐》的編寫提供了硬件及軟件資料,提出了許多寶貴建議并審核了全書。常州澳茲姆電氣有限公司的聶志華工程師,常州銘賽機器人有限公司的孫為工程師提出了有益的建議。在此一并表示誠摯的謝意。
鑒于編者水平有限,書中難免存在不足和錯誤之處,懇望讀者提出寶貴意見和建議,以便再版時改進。
編者
目錄
前言
項目1LED燈設(shè)計1
1.1學(xué)習(xí)目標(biāo)1
1.2項目分析1
1.3情境設(shè)計1
1.4支撐知識2
1.4.1STC單片機簡介2
1.4.2Keil開發(fā)環(huán)境介紹8
1.4.3CCIT STC單片機綜合實驗儀
介紹14
1.5項目實施26
1.5.1任務(wù)1閃爍燈設(shè)計26
1.5.2任務(wù)2流水燈設(shè)計33
1.6項目小結(jié)33
1.7習(xí)題33
項目2簡易計算器設(shè)計35
2.1學(xué)習(xí)目標(biāo)35
2.2項目分析35
2.3情境設(shè)計35
2.4支撐知識36
2.4.1行列式鍵盤36
2.4.2數(shù)碼管驅(qū)動41
2.5項目實施46
2.6項目小結(jié)48
2.7習(xí)題48
項目3數(shù)字溫度計設(shè)計50
3.1學(xué)習(xí)目標(biāo)50
3.2項目分析50
3.3情境設(shè)計50
3.4支撐知識51
3.4.1LCD1602液晶屏驅(qū)動51
3.4.2DS18B20溫度傳感器驅(qū)動58
3.5項目實施66
3.6項目運行調(diào)試68
3.7項目小結(jié)69
3.8習(xí)題70
項目4基于串行通信的電子
廣告牌設(shè)計71
4.1學(xué)習(xí)目標(biāo)71
4.2項目分析71
4.3情境設(shè)計71
4.4支撐知識72
4.4.1串行通信72
4.4.2LCD12864液晶屏顯示驅(qū)動84
4.5項目實施95
4.5.1串行查詢方式的電子廣告牌設(shè)計95
4.5.2串行中斷方式的電子廣告牌設(shè)計96
4.6項目小結(jié)97
4.7習(xí)題97
項目5電子日歷鐘設(shè)計99
5.1學(xué)習(xí)目標(biāo)99
5.2項目分析99
5.3情境設(shè)計99
5.4支撐知識100
5.4.1DS1302的基礎(chǔ)知識100
5.4.2集成電路互聯(lián)總線I2C驅(qū)動104
5.4.3E2PROM——電可擦可編程只
讀存儲器(AT24C02)114
5.4.4蜂鳴器模塊設(shè)計116
5.4.5定時器/計數(shù)器118
5.5項目實施119
5.5.1數(shù)碼管顯示函數(shù)設(shè)計120
5.5.2串口通信函數(shù)設(shè)計120
5.6項目運行調(diào)試125
5.7項目小結(jié)127
5.8習(xí)題127
項目6基于藍牙通信的智能
風(fēng)扇設(shè)計128
6.1學(xué)習(xí)目標(biāo)128
6.2項目分析128
6.3情境設(shè)計128
6.4支撐知識129
6.4.1步進電動機129
6.4.2HC系列藍牙串口模塊134
6.5項目實施142
6.5.1LCD12864液晶顯示驅(qū)動
函數(shù)設(shè)計142
6.5.2DS18B20驅(qū)動函數(shù)設(shè)計144
6.5.3步進電動機驅(qū)動函數(shù)設(shè)計145
6.5.4基于藍牙通信的智能風(fēng)扇
工程設(shè)計147
6.6項目小結(jié)151
6.7習(xí)題151
項目7自動售水機設(shè)計153
7.1功能描述153
7.2系統(tǒng)設(shè)計思路及具體要求153
7.3A-D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計154
7.3.1PCF8591芯片介紹154
7.3.2功能描述155
7.3.3電路設(shè)計156
7.4項目實施156
7.4.1設(shè)置指定小燈閃爍的
函數(shù)設(shè)計156
7.4.2I2C接收子器件的數(shù)據(jù)
函數(shù)設(shè)計157
7.4.3數(shù)碼管顯示頭文件及
函數(shù)設(shè)計158
7.4.4獨立按鍵通用函數(shù)設(shè)計159
7.4.5繼電器操作通用函數(shù)設(shè)計161
7.4.6光敏采集通用函數(shù)設(shè)計162
7.4.7自動售水機工程設(shè)計162
7.5項目運行調(diào)試165
7.6習(xí)題166
項目8自動澆灌模擬系統(tǒng)設(shè)計167
8.1功能描述167
8.2系統(tǒng)設(shè)計思路及具體要求167
8.3項目實施168
8.3.1按鍵模塊169
8.3.2DS18B20驅(qū)動171
8.3.3LCD12864驅(qū)動171
8.3.4AT24C02驅(qū)動173
8.3.5LCD顯示界面模塊175
8.3.6主菜單模塊178
8.3.7自動澆灌模擬系統(tǒng)182
8.4項目運行調(diào)試185
8.5習(xí)題185
項目9智能物料傳送系統(tǒng)設(shè)計186
9.1功能描述186
9.2系統(tǒng)設(shè)計思路及具體要求186
9.3超聲波測距187
9.3.1超聲波測距原理188
9.3.2超聲波模塊電路設(shè)計188
9.3.3超聲波模塊190
9.4項目實施192
9.4.1設(shè)置指定小燈閃爍的函數(shù)設(shè)計192
9.4.24位數(shù)碼管顯示函數(shù)193
9.4.3繼電器開關(guān)控制函數(shù)193
9.4.4I2C發(fā)送和接收函數(shù)194
9.4.54×1按鍵掃描函數(shù)195
9.4.6可調(diào)電阻模擬量采集函數(shù)196
9.4.7智能物料傳送系統(tǒng)197
9.5項目運行調(diào)試207
9.6習(xí)題208
附錄209
附錄A嵌入式設(shè)計規(guī)范要求209
A.1硬件設(shè)計規(guī)范209
A.2軟件設(shè)計規(guī)范210
附錄B嵌入式通用編程構(gòu)建規(guī)范212
B.1基本規(guī)則212
B.2單片機編程規(guī)范——標(biāo)識符命名212
B.3單片機編程規(guī)范——注釋213
B.4單片機編程規(guī)范——函數(shù)213
B.5單片機編程規(guī)范——程序結(jié)構(gòu)214
B.6工程中所包含的文件215
參考文獻222