教育Proteus和Keil的C51程序设计项目教程 理论、仿真、实践相结合2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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项目1 认识编程载体——单片机和编程开发环境1

1.1 单片机的应用及主要类型1

1.2 单片机外形与框架3

1.2.1 内部结构框图和主要部件3

1.2.2 引脚：数据输入／输出通道4

1.3 C51语言及其开发环境简介5

1.3.1 C语言的历史及特点5

1.3.2 C51的Keil μVision3开发环境简介6

1.4 任务1：Keil C应用入门——单片机输出“Hello C51”6

1.4.1 建立工程、设计程序、编译6

1.4.2 Keil的初步调试：查看串口输出“Hello C51”11

1.5 任务2：结构化程序设计——建立函数概念12

1.5.1 仅由main（）函数构成的C语言程序13

1.5.2 由main（）函数和max（）构成的C语言程序13

1.5.3 C51程序的一般结构13

1.5.4 规范书写程序语句14

1.5.5 程序设计流程图14

1.6 单片机硬件知识补充15

1.6.1 存储器：永久程序和临时数据的住所15

1.6.2 I／O（输入／输出）口结构、功能21

1.6.3 I／O口的负载能力24

1.7 知识小结25

习题与思考125

项目2 多变的花样灯26

2.1 任务1：点亮一个灯26

2.1.1 一位引脚定义和应用26

2.1.2 一组引脚定义、输入／输出1字节数据28

2.1.3 亮灯逻辑28

2.1.4 PROTEUS界面与元件操作29

2.1.5 亮一个灯的电路、程序设计33

2.1.6 编译、代码下载、仿真、测判34

2.1.7 STC单片机代码下载35

2.1.8 实物制作与上电测试39

2.1.9 进阶设计与思路点拨1：亮多个灯39

2.1.10 进阶设计与思路点拨2：用简易数码管显示自己的学号40

2.2 任务2：有规律变化的花样灯——亮点流动41

2.2.1 任务要求与分析41

2.2.2 头文件reg51.h解读42

2.2.3 亮点流动的程序设计——依序而下43

2.2.4 编译、代码下载、仿真、测判44

2.2.5 应用移位库函数crol设计亮点流动程序44

2.3 任务3：有规律变化的花样灯一一亮起来46

2.3.1 任务要求与分析46

2.3.2 用“位”运算符实现一一亮灯46

2.3.3 预处理：条件编译＃if、＃else、＃endif等48

2.3.4 设计延时函数头文件“dly05s.h”48

2.3.5 流程与程序设计49

2.3.6 编译、代码下载、仿真、测判49

2.3.7 进阶设计与思路点拨3：1～8个灯逐一熄灭49

2.4 任务4：有规律变化的花样灯——高低4位交替闪烁50

2.4.1 任务要求与分析50

2.4.2 流程与程序设计51

2.4.3 编译、代码下载、仿真、测判51

2.4.4 进阶设计与思路点拨4：两个亮点相向或相背运动51

2.4.5 进阶设计与思路点拨5：用移位函数实现两个亮点相向运动54

2.4.6 进阶设计与思路点拨6：用移位函数实现两个亮点相背运动54

2.5 任务5：3种效果的花样灯设计55

2.5.1 任务与要求55

2.5.2 流程与程序设计55

2.5.3 编译、代码下载、仿真、测判56

2.5.4 在Keil中进行延时程序调试56

2.6 算术运算、赋值运算58

2.6.1 算术运算58

2.6.2 赋值及复合赋值运算59

2.7 初识函数60

2.7.1 函数格式60

2.7.2 函数的调用中参数的传递60

2.7.3 自定义函数的声明61

2.7.4 预处理：＃include引用库、自定义函数61

2.7.5 设计变时长的延时函数头文件Dly_nms.h62

2.7.6 进阶设计与思路点拨7：变速流水灯63

2.8 知识小结63

习题与思考263

项目3 键控花样灯65

3.1 任务1：键控灯1（用if语句实现）65

3.1.1 任务要求与分析65

3.1.2 if条件语句结构66

3.1.3 关系运算符和关系表达式68

3.1.4 程序流程及程序设计68

3.1.5 仿真、分析、记录69

3.2 任务2：键控灯2（用if-else语句实现）69

3.2.1 任务要求与分析69

3.2.2 程序流程及程序设计70

3.2.3 仿真、分析、记录70

3.3 任务3：键控灯3（用if-else-if多分支语句实现）71

3.3.1 任务要求与分析71

3.3.2 程序流程及程序设计72

3.3.3 仿真、分析、记录72

3.4 任务4：键控灯4（用if嵌套语句实现）72

3.4.1 任务要求与分析72

3.4.2 if语句嵌套73

3.4.3 程序流程及程序设计73

3.4.4 仿真、分析、记录74

3.5 任务5：键控灯5（用switch多分支语句实现）74

3.5.1 任务要求与分析74

3.5.2 switch语句75

3.5.3 程序流程与程序设计76

3.5.4 仿真、分析、记录77

3.5.5 PROTEUS单步调试77

3.5.6 进阶设计180

3.6 任务6：学习循环结构，求∑ 100 n＝1 n81

3.6.1 goto语句81

3.6.2 while语句82

3.6.3 do-while语句83

3.6.4 for语句83

3.6.5 循环结构的嵌套与跳转84

3.6.6 break语句85

3.6.7 continue语句85

3.7 任务7：键控灯6（用for、while语句实现）85

3.7.1 任务要求与分析85

3.7.2 程序流程与程序设计86

3.7.3 仿真、分析、记录87

3.7.4 进阶设计287

3.8 任务8：键控灯7（用for、break语句实现）88

3.8.1 任务要求与分析88

3.8.2 程序流程与程序设计88

3.8.3 仿真、分析、记录89

3.8.4 将break改成continue的变化89

3.9 任务9：一位示意计数器设计90

3.9.1 任务要求与分析90

3.9.2 程序流程与程序设计91

3.9.3 仿真、分析、记录91

3.9.4 进阶设计3：两位示意计数器设计91

3.9.5 进阶设计4：两位十进制计数器设计91

3.10 知识小结92

习题与思考392

项目4 逻辑思维训练95

4.1 任务1：用printf语句输出各种类型数据95

4.1.1 数据是对描述对象的数学抽象95

4.1.2 C51的数据类型96

4.1.3 标识符与关键字97

4.1.4 常量与变量97

4.1.5 宏定义（＃defiine）、数据类型的重新命名（typedef）99

4.1.6 C51的输入／输出函数100

4.1.7 从单片机串口输出各种数据102

4.1.8 数据的存储器类型104

4.1.9 C51变量的存储模式（编译模式）105

4.1.10 在Keil中查看各变量的存储地址及数值105

4.2 任务2：歌星大赛计分——简单统计运算107

4.2.1 任务要求与分析107

4.2.2 算法设计108

4.2.3 流程与程序设计108

4.2.4 PROTEUS串口输出测试电路设计109

4.2.5 编译、代码下载、仿真、测判110

4.3 任务3：求车号是多少——推理111

4.3.1 任务要求与分析111

4.3.2 算法设计111

4.3.3 外部函数调用——关键字extern112

4.3.4 流程与程序设计112

4.3.5 编译、代码下载、仿真、测判113

4.3.6 进阶设计与思路点拨1：角谷猜想114

4.4 任务4：谁是罪犯——逻辑运算114

4.4.1 任务要求与分析114

4.4.2 逻辑运算、条件运算115

4.4.3 算法设计116

4.4.4 流程与程序设计118

4.4.5 编译、代码下载、仿真、测判119

4.4.6 进阶设计与思路点拨2：新娘和新郎119

4.5 任务5：百钱百鸡问题——穷举、组合120

4.5.1 任务要求与分析120

4.5.2 算法设计120

4.5.3 流程与程序设计121

4.5.4 编译、代码下载、仿真、测判122

4.5.5 进阶设计与思路点拨3：换钱币122

4.6 任务6：数据从小到大排序——数组应用122

4.6.1 任务要求与分析122

4.6.2 数组123

4.6.3 算法设计125

4.6.4 流程与程序设计126

4.6.5 编译、代码下载、仿真、测判127

4.6.6 进阶设计与思路点拨4：从大到小排序127

4.7 任务7：求解约瑟夫问题——结构数组应用128

4.7.1 任务要求与分析128

4.7.2 结构体、结构数组128

4.7.3 算法设计130

4.7.4 流程与程序设计131

4.7.5 编译、代码下载、仿真、测判132

4.7.6 进阶设计与思路点拨5：数3出局132

4.8 局部变量、全局变量、外部变量133

4.9 知识小结135

习题与思考4135

项目5 定时器／计数器、中断应用138

5.1 任务1：用外中断干扰流水灯138

5.1.1 任务要求与分析138

5.1.2 中断系统简介139

5.1.3 中断控制寄存器140

5.1.4 中断过程141

5.1.5 清除中断请求的补充142

5.1.6 中断函数的编写143

5.1.7 算法设计144

5.1.8 程序设计144

5.1.9 编译、代码下载、仿真、测判145

5.2 任务2：两个外中断干扰流水灯145

5.2.1 任务要求与分析145

5.2.2 中断嵌套146

5.2.3 程序设计146

5.2.4 编译、代码下载、仿真、测判147

5.2.5 进阶设计1148

5.3 任务3：多少个小球——计数器应用148

5.3.1 任务要求与分析148

5.3.2 定时器／计数器T0、T1149

5.3.3 定时器／计数器的控制及工作方式150

5.3.4 定时器／计数器的计数容量及初值152

5.3.5 定时器／计数器应用的基本步骤153

5.3.6 认识数码管、设计电路154

5.3.7 子任务：单个数码管循环显示手机短号156

5.3.8 算法与程序设计157

5.3.9 编译、代码下载、仿真、测判158

5.3.10 进阶设计2：999个小球，如何显示？158

5.3.11 虚拟数字时钟信号？？？应用159

5.4 任务4：定时产生2500Hz方波160

5.4.1 任务要求与分析160

5.4.2 查询方式下的程序框架160

5.4.3 查询方式下程序流程及程序设计161

5.4.4 用虚拟示波器观测信号周期162

5.4.5 定时中断方式下程序设计164

5.4.6 编译、代码下载、仿真、测判165

5.4.7 听单片机发声165

5.5 任务5：秒闪灯——长时间定时（应用static）165

5.5.1 任务要求与分析165

5.5.2 算法设计166

5.5.3 程序设计166

5.5.4 C51变量的存储类型167

5.5.5 编译、代码下载、仿真、测判168

5.5.6 进阶设计3：看谁耳尖手快——反应时间测试168

5.5.7 进阶设计4：可反复测试反应时间的设计169

5.6 任务6：TO定时产生不同频率的方波（推算公约数）169

5.6.1 任务要求与分析169

5.6.2 算法设计170

5.6.3 程序流程及程序设计170

5.6.4 编译、代码下载、仿真、测判171

5.6.5 进阶设计5：矩形波设计172

5.7 任务7：测量正脉冲宽度（巧用GATE位）172

5.7.1 任务要求与分析172

5.7.2 算法设计172

5.7.3 程序流程及程序设计173

5.7.4 编译、代码下载、仿真、测判174

5.7.5 虚拟脉冲发生器？？应用174

5.7.6 进阶设计6：测量负脉冲的宽度175

5.8 任务8：键控PWM调光灯175

5.8.1 任务要求与分析175

5.8.2 算法设计176

5.8.3 程序流程及程序设计177

5.8.4 编译、代码下载、仿真、测判177

5.8.5 进阶设计7：呼吸灯178

5.9 知识小结178

习题与思考5178

项目6 动态扫描技术的应用180

6.1 任务1：并联数码管显示生日180

6.1.1 任务要求与分析180

6.1.2 算法设计181

6.1.3 程序结构设计181

6.1.4 流程与程序设计182

6.1.5 编译、代码下载、仿真、测判183

6.1.6 进阶设计1：轮流显示生日与手机短号183

6.2 任务2：可调时钟184

6.2.1 任务要求与分析184

6.2.2 算法设计184

6.2.3 程序结构设计184

6.2.4 流程与程序设计185

6.2.5 编译、代码下载、仿真、测判187

6.2.6 进阶设计2：设计12小时制的时钟188

6.3 任务3：多功能秒表——一键多功能188

6.3.1 任务要求与分析188

6.3.2 算法设计189

6.3.3 程序结构设计189

6.3.4 流程与程序设计189

6.3.5 编译、代码下载、仿真、测判191

6.4 任务4：矩阵键盘识别192

6.4.1 任务要求与分析192

6.4.2 电路设计192

6.4.3 算法设计193

6.4.4 程序结构设计194

6.4.5 程序设计：key 16.h194

6.4.6 编译、代码下载、仿真、测判195

6.4.7 进阶设计3：以七段数码管显示键值196

6.5 任务5：打地鼠游戏机设计196

6.5.1 任务要求与分析196

6.5.2 算法设计196

6.5.3 程序结构设计196

6.5.4 流程与程序设计197

6.5.5 编译、代码下载、仿真、测判199

6.5.6 进阶设计4：竞级打地鼠游戏设计199

6.6 指针及其应用199

6.6.1 为什么要设置指针199

6.6.2 指针的运算符、定义200

6.6.3 应用指针作为参数实现“传址”201

6.6.4 指针与数组202

6.6.5 指针与函数203

6.7 知识小结204

习题与思考6205

项目7 单片机唱歌及串行数据传输206

7.1 任务1：生日快乐歌206

7.1.1 任务要求与分析206

7.1.2 音乐数据准备206

7.1.3 程序结构设计208

7.1.4 程序设计209

7.1.5 编译、代码下载、仿真、测判210

7.2 任务2：595串出3位数据210

7.2.1 任务要求与分析210

7.2.2 74HC595简介211

7.2.3 单片机串口通信简介213

7.2.4 程序框架及程序设计215

7.2.5 编译、代码下载、仿真、测判216

7.2.6 进阶设计1：串出自己的手机长号数字216

7.3 任务3：用595串行控制8×8点阵显示I？U216

7.3.1 任务要求与分析216

7.3.2 程序框架与程序设计218

7.3.3 编译、代码下载、仿真、测判219

7.3.4 进阶设计2：我的点阵图形设计219

7.3.5 进阶设计3：人行道点阵小人指示灯设计219

7.4 任务4：双单片机间串行通信220

7.4.1 任务要求与分析220

7.4.2 串口工作方式1及波特率计算220

7.4.3 程序框架及程序设计221

7.4.4 编译、代码下载、仿真、测判223

7.4.5 用串口调试助手监测目标板上的数据223

7.5 知识小结224

习题与思考7224

项目8 AD及DA接口应用225

8.1 任务1：LCD显示的简易电压表225

8.1.1 任务要求与分析225

8.1.2 程序规划226

8.1.3 LCM1602简介226

8.1.4 LCD显示的头文件lcd1602.h设计228

8.1.5 ADC0831简介及时序230

8.1.6 ADC0831的头文件adc0831.h设计231

8.1.7 C51对存储器和外设的绝对地址访问232

8.1.8 主程序设计233

8.1.9 编译、代码下载、仿真、测判234

8.1.10 进阶设计1：在LCD上显示自己的姓名、学号234

8.2 任务2：简易波形发生器234

8.2.1 任务要求与分析234

8.2.2 DAC0832简介235

8.2.3 程序流程与程序设计236

8.2.4 编译、代码下载、仿真、测判237

8.2.5 进阶设计2：设计一可调频率1.20kHz的方波发生器238

8.3 知识小结238

习题与思考8238

附录A 开发板原理图、使用说明239

附录B C51程序设计实践报告要求242

附录C C51的运算符优先级及结合性243

参考文献244