单片机应用系统与开发技术项目教程_丁向荣_9787302445135

单片机应用系统与开发技术项目教程

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丛书名：“十三五”应用型人才培养规划教材

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本书共有三相异步电动机的直接起动控制电路的安装与调试、三相异步电动机的可逆控制电路的安装与调试、三相异步电动机的降压起动控制线路的安装与调试、三相异步电动机的制动和调速控制线路的安装与调试、典型机床控制线路的检修五个项目，16个典型的工作任务。本书突出学生动手能力的培养，强调学生在做中学，并适当融入职业资格证书的内容。教学中采用行动导向的教学方法，强化学生实践动手能力，注重学生的综合职业能力培养，将素质教育贯穿教育教学的全过程，以实现自动化类高素质与高技能并存的人才培养目标。本书适用于工作过程系统化的教学模式，教学过程应集中在维修电工实训室、电气系统装配与检修实训室和机床电气系统检测与维修等实训室中完成，突出职业能力的培养。本书既可作为高职高专院校和应用型本科机电类、电气类的教材，也可作为岗前培训、职业鉴定、技术培训的参考书。

前言单片机技术是现代电子系统设计、智能控制的核心技术，是应用电子、电子信息、电子通信、物联网技术、机电一体化、电气自动化、工业自动化、计算机应用等相关专业的必修课程。本书是集编者30年单片机应用经历、30年教学经验，结合应用型本科、高职学生的学习与认知规律，精心打造的基于8051单片机最新技术的单片机课程教材。STC系列单片机传承于Intel 8051单片机，但在传统8051单片机框架基础上注入了新鲜血液，焕发出新的青春。STC宏晶科技对8051单片机进行了全面技术升级与创新：全部采用Flash技术(可反复编程10万次以上)和ISP/IAP(在系统可编程/在应用可编程)技术；针对抗干扰进行了专门设计，超强抗干扰；进行了特别加密设计；对传统8051全面提速，指令速度最快提高了24倍；大幅提高了集成度，集成了A/D、CCP/PCA/PWM (PWM还可当D/A使用)、高速同步串行通信端口SPI、高速异步串行通信端口UART、定时器、看门狗、内部高精准时钟、内部高可靠复位电路、大容量SRAM、大容量E2PROM、大容量Flash程序存储器等。STC作为中国本土乃至全球MCU的领航者，从2006年诞生起，已发展形成STC89/90系列、STC10/11系列、STC12系列、STC15系列。2014年4月，宏晶科技重磅推出STC15W4K32S4系列单片机，它具有宽电源电压范围，能在2.4~5.5V范围内工作，无须转换芯片。STC15W4K32S4单片机可直接与PC的USB接口相连进行通信，集成了更多的数据存储器、定时器/计数器以及串行口，集成了更多的高功能部件(如比较器、专用PWM模块)；开发了功能强大的STCISP在线编程软件工具，除可实现在线编程以外，还包括在线仿真器制作、脱机编程工具的制作、加密传输、项目发布、各系列单片机头文件的生成、串行口波特率的计算、定时器定时程序的设计、软件延时程序的设计等工具，给学习者或单片机应用的设计者带来了极大的便捷与高效。STC单片机的在线下载编程及在线仿真功能，以及分系列的资源配置，增加了单片机型号的选择性，可根据单片机应用系统的功能要求选择合适的单片机，从而降低单片机应用系统的开发难度与开发成本，使得单片机应用系统更加简单、高效，提高了单片机应用产品的性能价格比。本书以STC15W4K32S4系列中的IAP15W4K58S4单片机为主线，以单片机内部资源以及常用外围接口资源为项目导向，基于任务驱动组织教学内容，结合课程组研制的GQDJLⅡ型单片机开发板(在教学中，不限于GQDJLⅡ型单片机开发板，也可采用STC大学推广计划的配套实验箱，或其他STC15W4K32S4系列单片机开发板)，轻松实施教、学、做一体化教学。每个任务就是一个具有一定功能的单片机应用系统，学习单片机就是学习一个个单片机应用系统，系统地学习与锻炼学生的软硬件设计能力与系统调试能力。建议选择全开放式结构的单片机开发板，以便更有效地锻炼学生单片机应用系统的硬件设计能力、软件设计能力以及系统调试能力；同时建议每个学生自己组装一套单片机开发板系统，有效地拓展单片机实验与实践的空间，提升课外电子科技活动空间与深度。本书融单片机原理、单片机接口技术、电子系统设计于一体，共19个项目，包括单片机及单片机应用系统认知、单片机应用系统的开发工具、STC15W4K32S4系列单片机增强型8051内核、IAP15W4K58S4单片机的并行I/O口与应用编程、IAP15W4K58S4单片机的存储器与应用编程、IAP15W4K58S4单片机的定时器/计数器、IAP15W4K58S4单片机的中断系统、IAP15W4K58S4单片机的串行通信、IAP15W4K58S4单片机的低功耗设计与可靠性设计、单片机应用系统的设计与实践、LCD显示模块与应用编程、模拟量数据采集系统的设计与实践、IAP15W4K58S4单片机比较器模块与应用编程、IAP15W4K58S4单片机PCA模块与应用编程、串行总线接口与应用编程、无线传输模块与应用编程、电动机控制与应用编程、IAP15W4K58S4单片机增强型PWM模块与应用编程、创新设计DIY等。教材内容具有一定的深度与广度，既可满足少学时单片机课程的教学需求，又符合多学时单片机课程的教学要求。单片机课程教学时数建议如下。(1) 少学时时数： 56学时 1周综合实训，选择项目一至项目九作为课堂教学内容，项目十为综合实训内容。(2) 多学时时数： 112学时 2周综合实训，分两学期完成。第一学期选择项目一至项目九作为课堂教学内容，项目十为综合实训内容；第二学期选择项目十一至项目十八作为课堂教学内容，项目十九为综合实训内容(由学生自主选择创新设计DIY课题)。本书采用C语言编程，并且在教材中将项目任务必需的C语言基础知识嵌入到相应的任务中。所以，即使是零C语言基础，也可采用本书进行教学。本书是广东省高职教育精品开放课程单片机应用系统与开发技术的配套教材，课程、教材、教学实验平台三位一体，轻松实施教、学、做一体化教学。书中按照填空题、选择题、判断题、问答题与程序设计题的题型分解各项目的知识点与技能点，从不同角度引导学生理解与掌握各项目的知识要求与技能要求，与高等教育出版社在线教学中心在线考试的考题要求接轨，可方便实施教考分离、标准化考试以及网上在线考试。本书随书配送教学资源光盘，包括教学课程标准、教学课件、项目工程文件、虚拟仿真电路、教学视频等内容，方便教师教学以及学生复习与自主学习。本书还获得高职教育精品开放课程网站以及在线教学中心资源的支持。单片机应用系统与开发技术高职教育精品开放课程网站地址是http://ecourse.gdqy.edu.cn/jp_xiaoji/2008/dpj/default.asp。编者根据多年单片机教学发现，在学生中普遍存在一个问题：觉得单片机课程很重要，但觉得很难，不知道怎么学。因此，在学生学习单片机课程前，要让他们明白三件事。(1) 学习单片机有什么用？单片机技术是现代电子系统设计的核心技术，学习单片机就是利用单片机设计一个个具有智能化、自动化功能的单片机应用系统。(2) 学习单片机应学什么？学习单片机有哪些资源？如何使用这些资源？(3) 怎么学习单片机？单片机的学习应该分成三个方面：一是掌握一种编程语言(C语言或者汇编语言。本书采用C语言)；二是掌握单片机应用系统的开发工具(Keil C集成开发环境与STCISP在线编程工具)；三是学习单片机的各种资源特性与应用编程。本书由丁向荣编著，深圳宏晶科技有限公司STC单片机创始人姚永平先生担任主审。本书在写作过程中参考了大量文献，引用了互联网上的资料，在此向这些文献和资料的原作者表示衷心的感谢。在写作过程中，编者在资料收集和技术交流方面得到了国内外相关专业学者和同行的支持，在此向他们表示衷心的感谢。对于书中有些引用资料的出处，由于各种原因可能未出现在参考文献中，在此对原作者表示歉意与感谢！由于编者水平有限，书中难免有疏漏和不妥之处，敬请读者不吝指正！书中相关信息或勘误会动态地公布在STC官网上： www.stcmcu.com。读者有什么建议，可发送电子邮件到： dingxiangrong65@163.com，与编者进一步沟通与交流。编者2016年12月

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