围绕实践与经验，注重应用和实用，8大完整单片机开发项目，实用、典型，上手容易。

随着大规模集成电路技术的发展，单片微型计算机也随之大发展，各种新颖的单片机层出不穷。单片机具有体积小、重量轻、应用灵活且价格低廉等特点，广泛地应用于人类生活的各个领域，成为当今科学技术现代化不可缺少的重要工具。人们迫切希望学习和应用单片机解决各自工作中碰到的技术问题。为此，我们编写了本书。

单片机系统的开发融合了硬件和软件的相关技术。要完成单片机系统的开发，用户不仅需要掌握编程技术，还需要针对实际应用选择合理的单片机芯片和外围器件，以此为基础，设计硬件电路。

通过具体的项目案例来学习单片机系统的开发是一条科学而且高效的途径。在项目案例的选择上，本书着重突出“应用”和“实用”的基本原则，项目案例来源于实践，具有代表性、技术领先性，以及应用的广泛性。基于这个原则，编者从多年实际项目案例出发，细致讲解单片机项目的需求、设计原理、相关知识、单片机选型、电路设计、具体模块设计和编码实现，以使读者对单片机项目开发有系统的认识。

本书注重将多年的开发经验和技巧融合到具体项目案例的讲解中，为开发人员提供必要的知识积累，解决实际工程中的问题。在程序开发语言方面，本书尽量用简洁的语言来清晰阐述易于理解的概念和思路，并且附带程序流程图。同时，对程序代码作了细致的中文注释，有利于读者举一反三，快速应用和提高。

本书配有光盘一张，包含全书所有项目案例的硬件原理图、程序代码、相关流程图，方便读者学习和使用，因此可作为单片机应用的初学者和广大科技人员的参考书。本书有助于读者采用单片机为各自所从事的学科解决实际问题。

本书深入浅出、通俗易懂，并注重理论联系实际，着重实际应用。具有如下显著的特点：

8大完整单片机开发项目，层层剖析单片机开发实践，快速掌握应用系统设计。

突出所选取内容的实用性、典型性。项目案例来自科研工作及实际工程，内容丰富、翔实。设计方案均为典型方案，有利于读者提高设计工作的效率。

细致讲解设计原理和思路、基本开发流程和代码注释，方便读者理解和掌握知识。对于重点难点给予提示讲解，轻松学到更多。

关注开发实践，对系统设计用到的新器件做了详细的介绍，结合关注度高的USB开发和系统可靠性技术做了详细讲解。

书盘结合，快速提高学习效率。光盘中附带了硬件电路的设计图、程序代码和相关流程图，读者稍加修改就可以应用于自己的工作或者完成课题设计。

本书光盘包含所有项目案例相关的硬件电路设计图、程序代码和相关流程图，读者稍加修改便可应用于实际的工作或者自己的课题。光盘内容主要由3部分组成：

Protel电路设计图

程序代码

Visio流程图

本书由边海龙、孙永奎任主编，参与编写的有陈勇、郑国玲、罗杨、周建华、张攀峰和王莅兵。姚新军负责前期的策划和后期质量监控。参与具体工作的还包括：王斌、万雷、张强林、许志清、陈鲲、余松等。成都易为科技有限责任公司负责全书的审校。本书在编写过程中还受到电子科技大学教授的关心和指导。非常感谢电子工业出版社老师的辛勤努力，使本书在第一时间与读者见面。

由于编者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，恳请广大读者批评指正jsj@phei.com.cn。

第1章 单片机开发的硬件基础 1

1.1 单片机的应用和特点 1

1.1.1 单片机的应用 1

1.1.2 主流单片机的种类及特点 3

1.2 MCS-51系列单片机的内部结构 7

1.3 MCS-51单片机的引脚功能与时序 9

1.3.1 MCS-51系列单片机引脚说明 10

1.3.2 MCS-51单片机的时序 16

1.4 MCS-51单片机的存储器组织 17

1.4.1 程序存储器 18

1.4.2 数据存储器 19

1.4.3 特殊功能寄存器 21

1.5 单片机最小系统 24

1.5.1 单片机最小系统 24

1.5.2 彩灯控制器的设计 25

1.5.3 顺序控制器的设计 27

1.6 本章小结 29

第2章 单片机开发软环境 30

2.1 单片机C语言宏配置介绍 30

2.1.1 处理器的配置 30

2.1.2 ID区域 31

2.1.3 EEPROM数据 31

2.2 单片机数据结构 31

2.2.1 类型限定词 32

2.2.2 常数 33

2.2.3 变量 34

2.2.4 构造数据类型 38

2.2.5 函数 46

2.2.6 中断 49

2.2.7 C语言和汇编语言的嵌套使用 53

2.2.8 伪指令 54

2.3 MPLAB IDE编译器简介 57

2.3.1 MPLAB工程管理器（MPLAB Project Manager） 57

2.3.2 MPLAB文本编辑器（MPLAB Editor） 57

2.3.3 MPLAB软件仿真器（MPLAB-SIM Simulator） 58

2.3.4 MPLAB在线仿真器（MPLAB-ICE Simulator） 58

2.4 MPLAB IDE的安装和使用 58

2.4.1 MPLAB IDE的安装要求 58

2.4.2 MPLAB IDE的使用 59

2.4.3 实例应用 59

2.4.4 MPLAB IDE中的工程 62

2.4.5 MPLAB IDE工程的编译 65

2.4.6 MPLAB IDE的软件仿真 66

2.5 MCC18基础 68

2.5.1 MCC18的安装目录浏览 68

2.5.2 MCC18的语言执行流程 70

2.5.3 MCC18举例 70

2.5.4 MCC18的编译环境 72

2.5.5 MCC18和单片机的比较 73

2.6 单片机的混合开发 74

2.6.1 C51和汇编语言的性能比较 74

2.6.2 C51和汇编语言的混合编程 74

2.7 本章小结 79

第3章 单片机开发工程基础 80

3.1 单片机应用系统设计的流程 80

3.2 单片机应用系统两设计原则 82

3.2.1 硬件系统设计原则 82

3.2.2 应用软件设计原则 83

3.3 单片机的选型 83

3.3.1 单片机选型的原则 83

3.3.2 单片机选型参考 85

3.3.3 开发工具的选择 86

3.4 系统常见故障与调试 87

3.5 本章小结 88

第4章 数字滤波及简单的控制算法 89

4.1 数字滤波算法 89

4.1.1 算术平均值滤波 90

4.1.2 滑动平均值滤波 92

4.1.3 防脉冲干扰平均值滤波 93

4.1.4 中值滤波 95

4.1.5 一阶滞后滤波 96

4.2 数字PID控制算法 97

4.2.1 位置式PID控制算法 98

4.2.2 增量式PID控制算法 100

4.2.3 积分分离的PID控制算法 102

4.2.4 变速积分PID控制算法 103

4.3 本章小结 104

第5章 键盘接口电路 105

5.1 键盘设计的组成和分类 105

5.1.1 键盘的物理结构 106

5.1.2 键盘的组成形式 106

5.2 键盘接口的工作过程和工作方式 111

5.2.1 键盘的抖动干扰和消除方法 111

5.2.2 盘接口的工作过程 112

5.2.3 键盘的工作方式 112

5.3 键位置的判别方法 113

5.4 键盘接口设计的储存芯片和

5.4 相关协议 114

5.4.1 键盘接口设计的储存芯片 114

5.4.2 AT24CXX系列的芯片及I2C协议 114

5.4.3 A93CXX系列的芯片及SPI协议 124

5.5 键盘接口实现的工程实例 132

5.5.1 矩阵键盘接口的工程实例 132

5.5.2 矩阵式中断扫描键盘的设计 137

5.5.3 二进制编码键盘接口的工程实例 139

5.6 重点与难点 141

第6章 城市交通指挥系统 143

6.1 交通灯顺序控制 143

6.1.1 硬件系统的设计 143

6.1.2 反向器74F06 145

6.1.3 控制字 145

6.1.4 程序设计 145

6.2 设计一种基于模糊理论的单片机控制交通路口调度系统 148

6.2.1 系统的总体设计 148

6.2.2 十字路口调度系统模糊控制器的设计 149

6.2.3 电路设计 151

6.2.4 车流量检测电路 154

6.2.5 系统主程序和模糊控制程序设计 155

6.2.6 系统显示程序设计 157

6.3 重点与难点 159

第7章 阵列式LED显示屏 161

7.1 显示屏显示原理及串行通信基本概念 161

7.1.1 显示屏显示原理 161

7.1.2 串行通信 163

7.1.3 阵列式LED显示屏的实现 166

7.2 显示屏硬件电路设计 166

7.2.1 硬件电路介绍 168

7.2.2 外扩数据存储器电路 170

7.3 列式LED显示屏显示程序的171

7.3.1 汉字点阵数据的提取 171

7.3.2 显示主程序 174

7.3.3 串口中断处理程序 176

7.3.4 显示驱动函数 179

7.3.5 外部存储器读写程序 181

7.3.6 串口通信程序 181

7.3.7 文字显示特效程序 182

7.4 本章小结 191

第8章 IC卡读/写系统的开发及其192

8.1 IC卡基础 192

8.1.1 IC卡的分类 192

8.1.2 IC卡的标准 194

8.2 接触型IC卡读写系统的开发 194

8.2.1 IC卡读写系统的时序 195

8.2.2 IC卡读写系统的硬件连196

8.2.3 IC卡读写系统的软件系统 197

8.3 基于SLE4442加密卡读写系统的开发 201

8.3.1 SLE4442卡的介绍 201

8.3.2 SLE4442的模式 203

8.3.3 SLE4442的操作命令 205

8.3.4 SLE4442读/写系统的软硬件设计 208

8.4 重点与难点 215

第9章 无刷直流电机控制 216

9.1 无刷直流电机控制原理 216

9.1.1 无刷直流电机的组成 217

9.1.2 无刷直流电机的工作原理 217

9.1.3 无刷直流电机的控制方法 219

9.2 无刷直流电机的工作特性 220

9.3 直流无刷电机控制的应用实现 221

9.3.1 总体设计概述 221

9.3.2 直流无刷电机控制的硬件设计 222

9.3.3 直流无刷电机控制的软件设计 224

9.3.4 无刷直流电机速度闭环控制系统 227

9.4 本章小结 230

第10章 永磁同步电机控制实现 231

10.1 永磁同步电机的结构与分类 231

10.2 永磁同步电机的矢量控制 232

10.3 永磁同步电机控制 236

10.3.1 控制电路设计 237

10.3.2 光电隔离电路设计 238

10.3.3 功率电路设计 239

10.4 永磁同步电机控制的软件实现 239

10.4.1 电压SVPVM的DSPIC33f软件实现 241

10.4.2 转子位置检测 243

10.4.3 AD转换模块 245

10.5 本章小结 246

第11章 汽车行驶状态记录仪 247

11.1 汽车行驶记录仪功能介绍 247

11.2 简易汽车行驶记录仪的设计 249

11.2.1 汽车行驶记录仪的考虑因素 250

11.2.1 MSP430 251

11.2.2 车模拟信号的采集 254

11.2.4 数字信号采集电路 255

11.2.5 SST39VF160芯片介绍 257

11.3 记录仪的软件设计 257

11.3.1 软件流程图 258

11.3.2 数据存储格式 259

11.3.3 SST39VF160存储器数据读写的实现 259

11.4 数据采集的程序实现 263

11.5 本章小结 264

第12章 USB-GPIB控制器的实现 265

12.1 USB-GPIB控制器简介 265

12.1.1 认识USB 266

12.1.2 GPIB 269

12.2 USB-GPIB控制器的硬件电路设计 271

12.2.1 器件的选择 272

12.2.2 USB-GPIB控制器电路设计 278

12.3 USB-GPIB控制器的软件程序的实现 287

12.3.1 USB单片机协议控制芯片与主机（计算机）的数据交互 288

12.3.2 USB协议控制芯片与GPIB控制器的数据交互 299

12.4 USB-GPIB控制器固件的调试与固化 300

12.4.1 USB-GPIB控制器固件的调试 301

12.4.2 USB-GPIB控制器固件程序的固化 302

12.5 本章小结 303

第13章 单片机系统抗干扰技术 304

13.1 研究抗干扰技术的重要性 304

13.2 干扰的分类 305

13.2.1 按噪声产生的原因分类 306

13.2.2 按噪声传导模式分类 306

13.2.3 按噪声波形及性质分类 307

13.3 干扰的耦合方式 308

13.4 单片机系统可靠性的设计任务与方法 310

13.4.1 单片机系统可靠性设计的任务 310

13.4.2 可靠性设计一般方法 311

13.5 本章小结 313

第14章 单片机系统硬件抗干扰技术 314

14.1 无源滤波器抗干扰 314

14.1.1 电容滤波器 315

14.1.2 电感滤波器 316

14.1.3 RC低通滤波器 316

14.1.4 1LC低通滤波器 318

14.1.5 低通滤波器的结构选择 319

14.1.6 低通滤波器的平衡结构与串联形式 319

14.2 有源滤波器抗干扰 321

14.2.1 一级低通有源滤波器 321

14.2.2 二级低通有源滤波器 322

14.3 去耦电路 324

14.3.1 尖峰电流的形成原理 324

14.3.2 去耦电容的配置 325

14.3.3 光电隔离 326

14.3.4 继电器隔离 328

14.3.5 变压器隔离 328

14.3.6 布线隔离 329

14.4 接地技术 330

14.5 本章小结 334

第15章 单片机开发的软件可靠性 335

15.1 概述 335

15.2 指令冗余技术 336

15.2.1 单字节指令冗余 337

15.2.2 重要指令冗余 337

15.3 软件陷阱技术 337

15.3.1 未使用的中断向量区设置陷阱 338

15.3.2 RAM数据区中设置陷阱 338

15.3.3 未使用的EPROM数据区设置陷阱 339

15.3.4 非EPROM单片机空间设置陷阱 339

15.3.5 运行程序区设置陷阱 339

15.4 看门狗技术 339

15.4.1 硬件看门狗技术 340

15.4.2 软件看门狗技术 342

15.5 本章小结 3452100433B

原创经典，中科院一线研发工程师倾力打造

深入介绍51单片机编程语言，透析单片机硬件编程操作

通过大量典型应用案例，引领读者迅速掌握51单片机开发技术

本书主要介绍了MCS51系列单片机系统开发软件（Keil、Proteus、程序下载工具）、系统电路设计、C语言程序设计和电路仿真等相关技术。书中共设置23个项目设计实例，其中单片机程序设计基础9个，主要介绍单片机内部资源的应用、C语言程序设计基础、LED驱动、数码管驱动、按键等单元项目，其中电子表设计是检验程序设计能力的实训项目；单片机系统设计提高项目13个，主要介绍单片机外部器件的应用电路与程序设计方法，如温度传感器DS18B20、I2C总线、串行接口、AD转换器、DA转换器、实时时钟DS1302、单色和彩色LCD以及单片机系统常用驱动电路和接口电路等，其中汉字屏设计为提高项目的综合训练内容；项目23为单片机系统综合设计内容，介绍了含有VB上位机程序设计和PCB设计的系统开发一般过程。

本书列举的项目实例详尽地总结了MCS51系列单片机产品开发实践过程中所涉及的应用系统，项目设计以应用为目的，以系统实现为最终目标，分难度和深度阶梯进行内容设置。

本书适合于单片初学人员、广大单片机发烧友和专业技术人员阅读，也可作为高等院校相关专业的教材和参考书。