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学习情境一 显示系统设计与制作1

【训练项目1-1】 跑马灯的设计与制作2

一、项目要求2

二、项目实训仪器、设备及实训材料2

三、项目实施过程及其步骤2

任务1 控制一个LED闪烁2

任务2 制作8位LED跑马灯15

四、思考与分析19

1.1 什么是单片机19

1.1.1 基本概念与特点19

1.1.2 8051内核单片机20

1.2 8051内核单片机的引脚及内部结构21

1.2.1 单片机的引脚21

1.2.2 单片机的内部结构23

1.3 8051内核单片机的存储器结构25

1.3.1 片内数据存储器26

1.3.2 片外数据存储器29

1.3.3 程序存储器29

1.4 单片机开发环境30

1.4.1 单片机开发工具30

1.4.2 Keil与Proteus软件介绍30

1.4.3 单片机实训板介绍30

【训练项目1-2】 数码管静态显示系统设计与制作32

一、项目要求32

二、项目实训仪器、设备及实训材料32

三、项目实施过程及其步骤32

任务1 实现0～F任意字符显示32

任务2 实现0～F字符循环显示34

四、思考与分析36

1.5 数码管的结构与原理36

1.5.1 数码管的结构36

1.5.2 数码管的工作原理36

1.6 C语言数据类型、运算符与表达式38

1.6.1 数据与数据类型38

1.6.2 常量与变量39

1.6.3 运算符和表达式42

1.7 基本语句及结构化程序设计48

1.7.1 表达式语句和复合语句49

1.7.2 选择语句50

1.7.3 循环语句56

1.8 单片机I/O端口及其应用61

1.8.1 单片机I/O端口结构62

1.8.2 单片机I/O端口负载能力62

【训练项目1-3】数码管动态显示系统设计与制作64

一、项目要求64

二、项目实训仪器、设备及实训材料64

三、项目实施过程及其步骤64

任务1 实现任意数字显示64

任务2 实现简易时钟显示69

四、思考与分析73

1.9 数组73

1.9.1 数组及数组元素的概念73

1.9.2 一维数组74

1.9.3 二维数组76

1.9.4 字符数组76

1.9.5 数组与内存空间78

1.10 函数78

1.10.1 函数的分类78

1.10.2 函数的定义79

1.10.3 函数的调用81

1.10.4 数组作为函数的参数82

1.10.5 局部变量和全局变量84

1.10.6 内部函数和外部函数87

【训练项目1-4】 LED点阵显示屏设计与制作90

一、项目要求90

二、项目实训仪器、设备及实训材料90

三、项目实施过程及其步骤90

任务1 单色LED点阵显示屏设计与制作90

任务2 双色LED点阵显示屏设计与制作93

四、思考与分析97

1.11 LED点阵模块结构及原理97

1.11.1 LED点阵模块的种类及结构97

1.11.2 LED点阵模块原理98

【训练项目1-5】 字符型LCD显示系统设计与制作99

一、项目要求99

二、项目实训仪器、设备及实训材料99

三、项目实施过程及其步骤99

任务1 实现任意字符显示99

任务2 制作简易电子钟104

四、思考与分析110

1.12 字符型LCD屏的种类及工作原理110

1.12.1 字符型LCD屏的种类111

1.12.2 字符型LCD屏工作原理111

1.13 指针116

1.13.1 指针的基本概念116

1.13.2 数组指针和指向数组的指针变量118

1.13.3 指向多维数组的指针和指针变量120

【训练项目1-6】 点阵型LCD显示系统设计与制作120

一、项目要求120

二、项目实训仪器、设备及实训材料120

三、项目实施过程及其步骤120

任务1 带字库的LCD显示系统设计与制作120

任务2 不带字库的LCD显示系统设计与制作128

四、思考与分析137

1.14 点阵型LCD屏的工作原理137

1.14.1 带字库的128×64点阵型LCD屏137

1.14.2 不带字库的128×64点阵型LCD屏142

知识梳理与小结145

习题一146

学习情境二 键盘系统设计与制作150

【训练项目2-1】 独立键盘系统设计与制作150

一、项目要求150

二、项目实训仪器、设备及实训材料150

三、项目实施过程及其步骤150

任务1 实现键盘循环“＋”或“－”功能150

任务2 实现键盘循环左、右移循环选择“＋”或“－”功能153

四、思考与分析158

2.1 中断159

2.1.1 中断系统的结构159

2.1.2 中断相关寄存器159

2.1.3 中断处理162

2.2 定时器／计数器164

2.2.1 定时器／计数器的相关寄存器165

2.2.2 定时器／计数器的工作方式166

2.2.3 定时器／计数器的初始化170

2.3 单片机与键盘接口171

2.3.1 键盘去抖动171

2.3.2 独立键盘171

2.3.3 矩阵键盘171

【训练项目2-2】矩阵键盘系统设计与制作173

一、项目要求173

二、项目实训仪器、设备及实训材料173

三、项目实施过程及其步骤173

任务1 实现任意数字输入173

任务2 实现简易计算器176

四、思考与分析184

知识梳理与小结184

习题二184

学习情境三 通信系统设计与制作186

【训练项目3-1】 串口通信系统设计与制作187

一、项目要求187

二、项目实训仪器、设备及实训材料187

三、项目实训内容与步骤187

任务1 实现单片机之间的双机通信187

任务2 实现单片机之间的多机通信191

任务3 实现单片机与PC机之间的通信197

四、思考与分析201

3.1 串行通信202

3.1.1 串行通信基础202

3.1.2 8051内核单片机的串行口205

【训练项目3-2】 I2C通信系统设计与制作211

一、项目描述211

二、项目实训仪器、设备及实训材料211

三、项目实施过程及其步骤211

四、思考与分析216

3.2 I2C串行接口的EEPROM216

3.2.1 I2C总线工作原理216

3.2.2 AT24C02器件介绍218

3.2.3 AT24C02寻址及读写操作218

知识梳理与小结220

习题三221

学习情境四 传感系统设计与制作222

【训练项目4-1】 红外传感系统设计与制作223

一、项目要求223

二、项目实训仪器、设备及实训材料223

三、项目实施过程及其步骤223

任务1 红外遥控器测试仪设计与制作223

任务2 红外遥控接收解码系统设计与制作224

四、思考与分析227

4.1 红外传感器227

4.1.1 红外遥控发射电路227

4.1.2 红外遥控接收电路229

【训练项目4-2】 温度传感系统设计与制作230

一、项目要求230

二、项目实训仪器、设备及实训材料230

三、项目实施过程及其步骤230

任务1 单点温度传感系统设计与制作230

任务2 多点温度传感系统设计与制作238

四、思考与分析242

4.2 DS18B20数字传感器242

4.2.1 DS18B20测温原理243

4.2.2 DS18B20的控制命令244

4.2.3 单总线操作245

【训练项目4-3】光热敏传感系统设计与制作246

一、项目要求246

二、项目实训仪器、设备及实训材料246

三、项目实施过程及其步骤246

任务1 模拟路灯控制系统246

任务2 热敏传感系统设计与制作247

四、思考与分析252

4.3 光热敏传感器252

4.3.1 光敏电阻工作原理252

4.3.2 热敏电阻工作原理253

4.4 PCF8591介绍253

4.4.1 通信格式与功能254

4.4.2 A/D转换255

4.4.3 D/A转换255

知识梳理与小结256

习题四257

学习情境五 电子时钟设计与制作258

【训练项目5-1】 简易万年历设计与制作259

一、项目描述259

二、项目实训仪器、设备及实训材料259

三、项目实施过程及其步骤259

四、思考与分析275

5.1 DS1302芯片工作原理及应用275

5.1.1 DS1302芯片引脚275

5.1.2 DS1302寄存器和读写操作276

5.2 结构278

5.2.1 结构的定义和引用278

5.2.2 结构数组281

5.2.3 指向结构类型数据的指针282

5.3 共用体285

5.4 枚举286

5.5 typedef的用法287

【训练项目5-2】带远程监控的万年历设计与制作288

一、项目描述288

二、项目实训仪器、设备及实训材料288

三、项目实施过程及其步骤289

四、思考与分析292

知识梳理与小结292

习题五293

附录295

参考文献304