本书共分为基础篇、设计篇和套用篇三部分。基础篇包括单片机套用系统的设计与开发、KeilV808A和Proteus软体的使用、单片机内部资源及其C语言编程。设计篇主要包括LED数码管、矩阵键盘、定时器中断、液晶显示、串口通信、红外接收、A/D和D/A转换等单元电路设计。套用篇包括数字温度计设计、无线数据传输系统设计、超音波测距仪设计、铁路限速标誌设计。本书内容丰富，实用性强，可作为高等院校信息与通信工程及相关专业的本科生教材，还可作为相关领域的工程技术人员的参考书。

目 录

基 础 篇

第1章 单片机套用系统的设计与开发3

1.1 单片机套用系统的设计方法3

1.1.1 系统总体方案的确定4

1.1.2 套用系统的硬体设计5

1.1.3 套用系统的软体设计8

1.1.4 套用系统的抗干扰设计9

1.2 单片机套用系统的开发过程10

1.2.1 单片机的开发与开发工具10

1.2.2 单片机开发系统的功能11

1.2.3 单片机套用系统的调试、运行与维护13

第2章 KeilV808A和Proteus软体的使用18

2.1 uVision3集成开发环境18

2.2 KeilV808A的使用21

2.2.1 创建第一个KeilV808A的应用程式21

2.2.2 程式档案的编译与连结25

2.3 调试仿真功能的使用27

2.4 Protues ISIS设计与仿真平台28

2.4.1 界面简介29

2.4.2 Proteus档案操作34

2.5 Proteus库35

2.5.1 Proteus库分类35

2.5.2 部分模型举例38

2.5.3 库规则40

2.6 VSM源程式编辑器和代码生成工具45

2.7 单片机系统的Proteus设计与仿真基础46

2.7.1 Proteus设计与仿真流程46

2.7.2 Proteus电路设计48

2.7.3 源程式设计53

2.7.4 生成目标代码档案55

2.7.5 载入目标代码档案、设定时钟频率55

2.7.6 单片机系统的Proteus互动仿真56

2.7.7 Proteus 7.1与 Keil 8.0的联调方法56

2.8 单片机系统的Proteus原始码调试仿真58

2.8.1 存储器视窗58

2.8.2 观察视窗套用59

第3章 单片机内部资源及其C语言编程62

3.1 中断系统62

3.1.1 中断系统介绍62

3.1.2 C51编写中断服务程式66

3.1.3 共用中断69

3.1.4 外部中断的扩充70

3.2 定时器/计数器72

3.2.1 定时器/计数器结构72

3.2.2 定时器/计数器的控制暂存器73

3.2.3 定时器/计数器工作模式74

3.2.4 定时器/计数器的初始化75

3.2.5 定时器/计数器综合套用76

3.3 并行I/O口77

3.3.1 并行I/O口77

3.3.2 编程实例82

3.4 串列口及其通信83

3.4.1 8051单片机的串列口结构83

3.4.2 串列口套用86

设 计 篇

第4章 单片机的实用单元电路设计93

4.1 USTH单片机学习板简介93

4.2 独立I/O口的单元电路设计95

4.2.1 硬体原理分析95

4.2.2 软体编程96

4.3 流水灯单元电路设计98

4.3.1 硬体原理分析99

4.3.2 软体编程100

4.4 LED数码管静态显示单元电路设计100

4.4.1 硬体原理分析101

4.4.2 软体编程102

4.5 LED数码管动态显示单元电路设计103

4.5.1 硬体原理分析103

4.5.2 软体编程104

4.6 蜂鸣器发声单元电路设计107

4.6.1 硬体原理分析107

4.6.2 软体编程108

4.7 矩阵键盘识别电路109

4.7.1 硬体原理分析109

4.7.2 软体编程111

4.8 定时器中断电路113

4.8.1 硬体原理分析113

4.8.2 软体编程118

4.9 模数转换ADC0804单元电路设计122

4.9.1 硬体原理分析122

4.9.2 软体编程124

4.10 数模转换DAC0832单元电路设计127

4.10.1 硬体原理分析127

4.10.2 软体编程130

4.11 1602字元液晶显示单元电路设计131

4.11.1 硬体原理分析131

4.11.2 软体编程134

4.12 12864图形点阵液晶显示单元电路设计137

4.12.1 硬体原理分析137

4.12.2 软体编程139

4.13 带有I2C汇流排的AT24C04单元电路设计145

4.13.1 硬体原理分析146

4.13.2 软体编程148

4.14 串列口通信单元电路设计152

4.14.1 硬体原理分析152

4.14.2 软体编程157

4.15 LED点阵显示单元电路设计159

4.15.1 硬体原理分析159

4.15.2 软体编程159

4.16 单片机控制继电器单元电路设计161

4.16.1 硬体原理分析161

4.16.2 软体编程162

4.17 红外接收单元电路设计163

4.17.1 硬体原理分析163

4.17.2 软体编程164

应 用 篇

第5章 DS18B20数字温度计设计169

5.1 功能要求169

5.2 总体设计169

5.3 硬体电路设计169

5.3.1 温度感测器工作原理171

5.3.2 DS18B20与单片机的接口电路172

5.3.3 显示电路173

5.4 软体设计173

5.4.1 主函式173

5.4.2 DS18B20复位函式173

5.4.3 DS18B20写位元组函式174

5.4.4 DS18B20读位元组函式174

5.4.5 温度计算转换函式175

5.4.6 DS18B20的主要ROM命令175

5.4.7 温度数据的计算处理方法176

5.5 源程式清单176

第6章 无线数据传输系统设计182

6.1 功能要求182

6.2 总体设计182

6.3 发射电路硬体设计183

6.3.1 nRF401无线收发晶片介绍183

6.3.2 A/D转换模组设计185

6.3.3 单片机控制模组设计188

6.3.4 无线射频模组设计189

6.3.5 电源模组设计190

6.4 接收电路硬体设计191

6.4.1 单片机控制模组设计191

6.4.2 显示模组设计191

6.4.3 接口模组设计193

6.5 发射电路的软体设计193

6.6 接收电路的软体设计198

第7章 具有实时语音播报的超音波测距仪209

7.1 设计任务209

7.2 总体设计210

7.2.1 超音波测距原理210

7.2.2 超音波速度的确定210

7.2.3 超音波测距仪总体设计211

7.3 硬体电路设计211

7.3.1 元器件的选择211

7.3.2 发射电路设计212

7.3.3 接收电路设计213

7.3.4 语音播报电路设计214

7.3.5 LCD显示电路设计215

7.3.6 单片机控制电路设计218

7.4 软体设计219

7.5 系统测试220

7.6 源程式清单221

第8章 太阳能动态限速标誌设计233

8.1 动态限速标誌工作原理233

8.2 总体设计234

8.3 硬体电路设计234

8.3.1 CPU234

8.3.2 显示器235

8.3.3 键盘236

8.3.4 位置检测236

8.3.5 电动机控制238

8.3.6 列车通过次数计数电路239

8.4 软体设计239

8.4.1 主程式239

8.4.2 显示程式240