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| 編輯推薦： |
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本书是国家精品资源共享课“单片机原理及应用”配套教材，基于“任务驱动”，即用一个典型单片机应用系统实例作为课程导引，让学生建立完整的单片机典型应用系统的概念，然后将此典型应用系统实例分解成相关功能模块，再将每个模块分散到相应的章节中介绍，最后将这些模块有机地整合成为一个完整的应用系统设计实例。充分体现应用型本科专业课程“够用为本”的教学理念。
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| 內容簡介： |
基于单片机进行智能化电气电子部件（产品）的工程应用系统设计是电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程等专业学生应具有的基本能力。本书以培养学生该基本能力为出发点， 以80C51内核单片机为核心， 选用目前广泛应用的AT89S51和STM32F103 为范例开展教学。全书共9 章，内容包括概述、单片机体系结构、80C51单片机指令系统及程序设计、80C51 单片机中断系统、定时器/计数器及串行通信应用、并行接口技术 、串行总线接口技术、单片机应用系统设计和STM32单片机原理及简单应用等。
本书可作为大中专院校电气工程及其自动化 、自动化 、电子信息工程 、电子科学与技术 、计算机等专业的教材， 也可为相关领域工程技术人员提供参考。
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| 關於作者： |
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肖伸平，博士生导师，现任“电传动控制与智能装备”湖南省重点实验室主任，先后担任电气与信息工程学院院长、党委书记；中国自动化学会过程控制专业委员会委员，湖南省仪器仪表学会副理事长、省自动化学会理事、省优秀教师、省新世纪121人才工程第2层次人选，株洲市科技领军人才；以第一完成人获湖南省自然科学二等奖1项、省教学成果二、三等奖3项；承担国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划课题5项，其它省部级科研项目8项；发表学术论文120余篇，其中SCI/EI检索50余篇，ESI前1%高被引论文5篇；获授权发明专利9项。主讲《单片机原理及应用》，国家精品课程和国家精品资源共享课《单片机原理及应用》负责人。
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| 目錄：
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第1章概述
1.1单片机概念及其主要发展阶段
1.1.1单片机的概念
1.1.2单片机的发展历程
1.1.3单片机的发展趋势
1.2单片机的特点及分类
1.2.1单片机的特点
1.2.2单片机的分类
1.2.3常用单片机系列介绍
1.2.4单片机应用系统实例： 单片机水温控制系统
1.3单片机中常用的计数方法
1.3.1常用数制
1.3.2计算机中数的表示及运算
1.3.3常用代码
习题1
第2章单片机体系结构
2.1单片机的结构与引脚
2.1.1单片机的基本组成与内部结构
2.1.2单片机的引脚功能
2.2存储器
2.2.1存储器的分类
2.2.2存储单元与存储单元地址
2.2.3存储器结构与地址空间
2.2.4程序存储器
2.2.5数据存储器
2.3特殊功能寄存器(SFR)
2.3.180C51系列单片机的SFR
2.3.2SFR的功能与作用
2.4并行输入/输出端口
2.4.1P0端口
2.4.2P1端口
2.4.3P2端口
2.4.4P3端口
2.4.54个I/O端口的异同点
2.5单片机的工作原理与时序
2.5.1CPU的结构
2.5.2单片机执行程序的过程
2.5.3时序的概念
2.5.480C51的指令时序
2.5.5振荡器和时钟电路
2.6单片机的工作方式
2.6.1复位方式与复位电路
2.6.2低功耗方式
2.7阅读材料： Proteus应用简介
2.7.1Proteus概述
2.7.2Proteus电路设计
2.7.3Proteus仿真
习题2
第3章80C51单片机指令系统及程序设计
3.180C51单片机指令概念及寻址方式
3.1.1指令的表示
3.1.2指令分类
3.1.3寻址方式
3.280C51单片机指令分类介绍
3.2.1数据传送类指令
3.2.2算术运算类指令
3.2.3逻辑运算及移位类指令
3.2.4控制转移类指令
3.2.5位操作类指令
3.2.6伪指令
3.3汇编语言程序设计
3.3.1程序编制的基本知识
3.3.2基本程序结构
3.3.3循环程序结构
3.3.4子程序结构
3.3.5任务模块1：水温控制系统显示数码拆分程序设计
3.4C51语言程序设计基础
3.4.1C51中常用的数据类型
3.4.2C51数据的存储类型与8051单片机存储器的对应关系
3.4.3C51中常用的头文件
3.4.4C51语言程序的基本结构
3.4.5C51如何访问或定位到绝对地址
3.5阅读材料： Keil 5应用简介
3.5.1建立Keil 5工程
3.5.2Keil程序调试
3.5.3Keil程序调试窗口
3.5.4Proteus和Keil的联调
习题3
第4章80C51单片机中断系统
4.180C51单片机中断系统基本知识
4.1.1中断系统的概念及结构
4.1.2中断系统的控制
4.2中断的处理过程
4.2.1中断响应
4.2.2中断服务和中断返回
4.3中断系统的应用及C51编程实例
4.3.1中断程序编制的一般方法
4.3.2中断应用实例
习题4
第5章定时器/计数器及串行通信应用
5.1定时器/计数器
5.1.1定时器/计数器的定时和计数功能
5.1.2定时器/计数器的控制
5.1.3定时器/计数器的工作方式
5.1.4定时器/计数器应用举例
5.1.5任务模块2：水温控制系统定时中断程序设计
5.2AT89S52单片机及其定时器/计数器T2
5.2.1AT89S52单片机简介
5.2.2AT89S52定时器/计数器T2
5.3串行通信口UART
5.3.1串行通信概述
5.3.2串行接口与工作方式
5.3.3串行口应用实例
5.4定时器/计数器和串行通信功能的C51编程
5.5阅读材料： 红外遥控解码器设计
5.5.1红外接收硬件电路
5.5.2红外发射模块及其编码
5.5.3红外接收软件解码程序设计
习题5
第6章并行接口技术
6.1显示器接口
6.1.1独立LED与单片机的接口
6.1.2LED数码管与单片机接口
6.1.3任务模块3：水温控制系统温度显示子系统设计
6.2键盘接口
6.2.1键盘工作原理
6.2.2独立式键盘与单片机接口
6.2.3行列式键盘与单片机接口
6.2.4任务模块4：水温控制系统键盘子系统设计
6.3A/D、D/A转换及其与单片机的接口
6.3.1A/D、D/A转换概述
6.3.2双缓冲8位并行D/A转换器AD7801及其与单片机的接口
6.3.3并行12位A/D转换器ADS574及其与单片机的接口
6.4开关量I/O接口电路
6.4.1开关量输入接口
6.4.2开关量输出驱动与隔离接口
6.4.3任务模块5：水温控制系统加热控制子系统设计
6.5阅读材料： 字符型LCD显示器应用
6.5.1字符型液晶显示器1602A概述
6.5.2液晶显示器1602A指令
6.5.31602A C51参考程序代码
习题6
第7章串行总线接口技术
7.1SPI总线接口及应用
7.1.1SPI总线概述
7.1.2SPI模块的接口信号及时序要求
7.1.3三总线接口Microwire简介
7.1.4SPI总线接口编程
7.1.5单片机P89LPC93x的SPI接口及应用
7.2I2C总线及应用
7.2.1I2C总线特点
7.2.2I2C总线协议
7.2.3I2C总线模拟编程
7.2.4I2C总线EEPROM器件AT24C02的应用
7.2.5串行A/D与D/A转换器PCF8591及其与单片机接口
7.2.6P89C66x系列单片机I2C总线编程规范
7.3单总线1Wire及应用
7.3.1单总线工作原理
7.3.2单总线通信的初始化
7.3.3单总线的读、写时隙
7.3.4任务模块6：水温控制系统温度采样程序设计
7.4RS232C与RS485总线及其应用
7.4.1RS232C总线及其应用
7.4.2单片机与PC通信
7.4.3RS485总线简介
7.5阅读材料： CAN总线与USB总线简介
7.5.1CAN总线简介
7.5.2USB总线简介
习题7
第8章单片机应用系统设计
8.1单片机应用系统的设计过程
8.1.1概述
8.1.2应用系统的总体设计
8.1.3硬件设计
8.1.4软件设计
8.1.5可靠性设计
8.1.6单片机应用系统的调试与测试
8.2水温控制系统
8.2.1任务分析
8.2.2硬件设计
8.2.3软件设计
8.3水温控制系统的C51程序设计
8.3.1软件设计任务分析
8.3.2温度采样程序设计
8.3.3键盘扫描程序设计
8.3.4显示程序设计
8.3.5主程序设计（温度采样与控制部分）
习题8
第9章STM32单片机原理及简单应用
9.1STM32单片机的基本特性
9.2STM32单片机的分类及发展
9.3STM32系统构成
9.3.1STM32系统构架
9.3.2存储器组织
9.3.3供电系统
9.3.4时钟系统
9.3.5复位系统
9.3.6通用I/O系统(GPIO)
9.3.7GPIO寄存器介绍
9.3.8定时/计数器系统
9.4STM32CubeMX图形配置工具及简单应用
9.4.1STM32CubeMX图形配置及点亮LED示例
9.4.2中断按键控制LED亮灭的示例
9.4.3超声波测距的工程示例
习题9
参考文献
ASCII码表和80C51指令速查表
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| 內容試閱：
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“单片机原理及应用”是一门专业基础课，是电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程等本科专业的一门主干课程，是培养从事智能化电子产品设计技术人员的一门基础课程，为相关人员深入学习嵌入式系统奠定基础。基于此，本书从应用角度出发，围绕当前单片机应用系统最典型的应用产品，进行深入浅出的分析和介绍，达到课程教学的目标。
本书是国家精品资源共享课“单片机原理及应用”的配套教材。作者基于“任务驱动”教学改革模式，提出“典型项目分合”的教学改革思路，即用一个典型单片机应用系统实例作为课程导引，让学生建立完整的单片机典型应用系统的概念，然后将此典型应用系统实例分解成相关功能任务模块，再将每个任务模块分散到相应的章节中介绍，最后将这些任务模块有机地整合成为一个完整的应用系统设计实例。这样做的目的是帮助学生掌握完整的单片机应用系统工作原理和设计要点，充分体现应用型本科新工科人才培养和工程教育专业认证的教学理念。在此基础上，作者与广州粤嵌通信科技股份有限公司合作开发了适合本课程教学的便携式实验教学装置，供同学们在课后进行实践训练。
本书第2版根据党的二十大对教育、科技、人才、创新等指明的方向，对第1版教材进行了审慎的修订，主要是顺应技术的更新和发展修订了过时的软件应用平台，强化了C语言编程及案例，重写了第9章内容，其主要特色如下。
（1）结构紧凑，条理性强，覆盖面广。将传统、经典的教学内容与新知识、新技术相结合，相得益彰，既保证基础知识与技能学习的需要，也为学习嵌入式应用系统等奠定了基础。
（2）注重知识拓展。考虑教材内容不可能包罗万象，为保证内容的系统性，故在部分章结尾提供了阅读材料，其内容是与本章具有高度相关性的知识延伸，如Keil 5应用、Proteus应用简介等，确保既能满足学习单片机入门知识的需要，又能较好地发挥读者的学习潜能。
（3）将基于CortexM3内核的STM32F103系列单片机引入本书，较好地处理了单片机和嵌入式系统的内在联系，使后续学习嵌入式应用系统能够无缝衔接。
本书内容安排如下。
第1章为“概述”，主要讲述单片机的概念及其发展、单片机的特点及分类、单片机中常用的计数方法等。本章介绍了一个典型单片机应用系统实例——单片机水温控制系统（组成及其简要工作原理与过程），以此说明学习单片机后将来能解决的应用问题。
第2章为“单片机体系结构”，主要讲述单片机的结构与引脚、存储器、特殊功能寄存器 SFR、并行输入/输出端口、单片机的工作原理与时序、工作方式等。本章选用“Proteus 应用简介”作为阅读材料。
第3章为“80C51单片机指令系统及程序设计”，主要讲述80C51单片机指令的概念及寻址方式、指令分类、汇编语言程序设计、C51语言程序设计基础。本章选用“Keil 5应用简介”作为阅读材料，同时包括“任务模块1：水温控制系统显示数码拆分程序设计”。
第4章为“80C51单片机中断系统”，主要讲述80C51单片机中断系统基本知识、中断的处理过程、中断系统的应用及 C51 编程实例等。
第5章为“定时器/计数器及串行通信应用”，主要讲述定时器/计数器的基础知识、AT89S52 的定时器/计数器 T2、串行通信口 UART、定时器/计数器和串行通信功能的 C51 编程等。本章选用“红外遥控解码器设计”作为阅读材料，同时包括“任务模块2：水温控制系统定时中断程序设计”。
第6章为“并行接口技术”，主要讲述显示器接口、键盘接口、MD和 D/A转换及其与单片机的接口、开关量 I/O接口电路。 本章选用“字符型 LCD 显示器应用”作为阅读材料，同时包括3个任务模块，即“任务模块3：水温控制系统温度显示子系统设计”“任务模块4：水温控制系统键盘子系统设计”和“任务模块5：水温控制系统加热控制子系统设计”。
第7章为“串行总线接口技术”，主要讲述SPI总线接口及应用、I2C总线及应用、单总线 1Wire 及应用、RS232C与RS485总线及应用。本章选用“CAN 总线与 USB 总线简介”作为阅读材料，同时包括“任务模块6：水温控制系统温度采样程序设计”。
第 8章为“单片机应用系统设计”，主要讲述单片机应用系统的设计过程，典型实例——水温控制系统设计，以及水温控制系统的C51程序设计。
第9章为“STM32单片机原理及简单应用”，主要讲述STM32的基本特性、系统构成、STM32集成开发环境、STM32CubeMX图形配置工具及基本应用实例。
本书建议课时为 56~72学时，教师可根据培养方案自行调整或取舍内容。
本书第1版由肖伸平、凌云、何小宁、曾红兵等编写。第1、2、9章由肖伸平编写并担任主编，负责对全书统稿； 第5~7章由凌云编写，并负责全书的程序设计与验证工作； 第 3、4章由何小宁编写，并负责全书的习题统编工作； 第 8章由曾红兵编写。第2版进行了相应调整和修订，其中第1、2章由肖伸平负责，第3、4章由周玉负责，第5、6章由王炜负责，第7、8章由刘剑负责，第9章由谭兮负责，肖伸平负责全书统稿工作。本书在编写过程中还得到了周金峰、范绍成、殷理杰、段文杰、刘政轩等实验室人员的协助，特别是殷理杰、刘政轩为第9章的编写收集了大量资料，并完成了程序设计验证工作，在此表示衷心的感谢！
编者
2024年7月
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