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基于CDIO工程教育理念的单片机原理及应用
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本教材以STC15系列中的IAP15F2K61S2单片机为核心,全面讲解其硬件架构与编程 应用。在内容设计上,围绕“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛单片机设计与开发 竞赛平台,以基础理论为起点,逐步引导学生深入掌握接口技术,并通过对芯片底层逻辑的 深入剖析,助力学生从根本上理解单片机的工作原理,所有应用案例均以“蓝桥杯”全国软件 和信息技术专业人才大赛单片机设计与开发竞赛平台为载体,编程思路保持系统性与一致 性,从基础代码编写到复杂功能实现逐步递进,让学生在熟悉竞赛环境的同时,掌握扎实的 编程方法,为参与实际竞赛和未来相关工程实践筑牢根基。
本教材共分为7章,其中第1章介绍STC15单片机硬件基础,包括单片机概述、体系结 构及开发环境与平台,帮助学生建立对单片机的初步认知。第2章讲述 C51程序设计基 础,为后续编程学习筑牢根基。第3章深入探讨中断系统和定时/计数器,这是单片机的重 要功能模块。第4章和第5章分别阐述人机交互接口设计和总线接口技术,展示单片机在 实际应用中的多种接口方式。第6章着重讲解串行通信,这是单片机与外部设备通信的重 要手段。第7章讲解基于“蓝桥杯”单片机开发板的综合应用,通过实际案例巩固所学知识,全面提升学生的综合运用能力。每章均配备了精心设计的习题,大部分题目来源于历届竞 赛题,便于学生巩固知识点、检验学习效果,提高竞赛实战经验。
第1章 STC15单片机硬件基础……………………………………………………………… 1
1.1 单片机概述 …………………………………………………………………………… 1
1.2 IAP15F2K61S2单片机体系结构 …………………………………………………… 4
1.3 单片机的开发环境与平台…………………………………………………………… 19
习题 ………………………………………………………………………………………… 36
第2章 C51程序设计基础 ………………………………………………………………… 37
2.1 C51程序语言特点 …………………………………………………………………… 37
2.2 C51的数据类型 ……………………………………………………………………… 38
2.3 C51的基本运算 ……………………………………………………………………… 41
2.4 C51的基本语句 ……………………………………………………………………… 45
2.5 C51的指针 …………………………………………………………………………… 52
2.6 C51的函数 …………………………………………………………………………… 58
2.7 IAP15F2K61S2单片机的I/O 口程序设计实例 ………………………………… 64
习题 ………………………………………………………………………………………… 74
第3章 IAP15F2K61S2单片机的中断系统和定时/计数器 ……………………………… 75
3.1 中断系统概述………………………………………………………………………… 75
3.2 IAP15F2K61S2单片机的中断系统………………………………………………… 76
3.3 IAP15F2K61S2单片机的外部中断程序设计实例………………………………… 85
3.4 IAP15F2K61S2单片机的定时/计数器 …………………………………………… 89
3.5 IAP15F2K61S2单片机的定时/计数器程序设计实例 …………………………… 95
习题 ………………………………………………………………………………………… 97
第4章 IAP15F2K61S2单片机的人机交互接口设计 …………………………………… 99
4.1 数码管显示接口设计………………………………………………………………… 99
4.2 液晶显示接口设计 ………………………………………………………………… 117
4.3 键盘接口电路设计 ………………………………………………………………… 125
习题………………………………………………………………………………………… 133
第5章 IAP15F2K61S2单片机总线接口技术 …………………………………………… 135
5.1 IIC总线接口技术 ………………………………………………………………… 135
5.2 单总线接口技术 …………………………………………………………………… 156
5.3 时钟芯片扩展 ……………………………………………………………………… 167 习题………………………………………………………………………………………… 175
第6章 IAP15F2K61S2单片机串行通信 ………………………………………………… 177
6.1 通信基础知识 ……………………………………………………………………… 177
6.2 IAP15F2K61S2单片机的串行口 ………………………………………………… 180
6.3 IAP15F2K61S2单片机串行口1的工作方式 …………………………………… 183
6.4 IAP15F2K61S2单片机串行口程序设计实例 …………………………………… 188
习题………………………………………………………………………………………… 191
第7章 基于“蓝桥杯”单片机开发板的综合应用………………………………………… 192
7.1 单片机设计与开发综合应用(一)………………………………………………… 192
7.2 单片机设计与开发综合应用(二)………………………………………………… 205
习题………………………………………………………………………………………… 221
参考文献……………………………………………………………………………………… 225
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