前言

“51单片机应用技术”是一门技术应用型课程，是电类专业的一门必不可少的专业基础课程，也是电类专业的学生学习用微处理器设计电子系统的入门课程，这门课程的教学效果及质量对学生在专业领域的发展至关重要。在进一步体现这本教材传授单片机应用知识的同时，本书也注重训练学生的动手能力，因此，本书的书名确定为《单片机系统设计与制作》。

目前，我国高等职业教育正在改革创新发展阶段，根据教育部16号文件精神要求，要把任务驱动、项目式教学引入课程教学中，实现教、学、做一体化，实现教中学、学中做、边学边做的新型教学模式。要实现这种教学模式就必须有相应的教材。本书是编者在单片机课程的教学领域中，经过十几年的教学探索和积累及四年的教学实践编写而成的。实践证明本教材完全符合教育部16号文件的精神要求，在实现教、学、做一体化过程中具有可操作性。

有关51单片机应用的教材种类很多，编写的模式也很多，但是大部分都是按知识结构顺序的章节模式编写的，教材所引导的课堂教学过于注重理论知识的传授，缺乏学生动手的环节及学习兴趣的引导。据调查，目前，几乎找不到按照高职高专课程建设要求编写，能够实现课堂教、学、做一体化的教材。在这种背景下，编者经过几年的探索和实践，提出一个基于设计与制作51单片机实验（开发）板项目为主线，以完成子项目来引导知识模块的编写思路。本书从内容组成形式、教学方法、做与学、学与做等方面体现了高职教育的教学特色。

本书以设计及制作51单片机实验板项目的工作过程为主线，构建一个模块式课程教学模式。首先在现有的实验板上进行演示教学，让学生了解实验板的功能及单片机基本功能。然后，根据实验板实验模块将课程教学划分为LED显示、LED数码管显示、继电器/蜂鸣器、键盘接口、LED点阵显示、单片机存储器扩展、A/D和D/A转换、DS18B20接口、RS-232通信、DS1302接口共10个学习情境，每个学习情境都由若干个工作任务分解，分别完成相关理论知识的学习、动手设计制作及调试。学生首先制作一个实验板基板电路，该电路包含单片机工作时钟及复位电路、ISP下载电路、LED显示电路和4位独立按键电路。其他模块的电路制作完成后通过单排针与基板电路中的单排座相连，形成对应模块单片机实验系统电路，并在对应的实验系统电路中完成相关实验及学习相关理论知识。本书内容包含单片机教学的全部内容，可在学生掌握单片机理论知识的同时，训练单片机系统设计技能、焊接电子元件技能、分析电路实践问题能力。

学习情境1：LED显示。该学习情境下有6～11共6个工作任务，完成实验板基板的设计及制作（包括LED显示、单片机时钟和复位、ISP下载及4位按键电路），以及通过任务实践学习单片机I/O接口的结构、单片机寻址方式和相关指令等理论知识。

学习情境2：LED数码管显示。在该学习情境下通过完成任务12制作LED数码管显示电路模块，学习LED数码管电路结构及显示原理，并用该电路完成任务13、任务14的实验操作。通过任务13、任务14学习中断的概念、相关指令及中断控制的编程方法等理论知识。

学习情境3：继电器/蜂鸣器控制。在该学习情境下有任务15和任务16两个工作任务，分别完成定时照明电路和音乐播放器电路制作，以及学习定时/计数器工作原理及其编程应用方法等理论知识。

学习情境4：键盘接口。通过任务17设计及制作4×4矩阵键盘，并由该键盘通过编程实现按键指示，在完成该任务的过程中学习按键类型、键盘的分类及矩阵键盘按键扫描识别方法、按键消抖方法及按键扫描的编程方法等相关理论知识。

学习情境5：LED点阵显示。该情境有任务18和任务19两个工作任务。任务18设计和制作8×8 LED点阵显示电路模块，同时学习LED点阵的结构及工作原理。用任务18制作的电路完成任务19显示点阵字符的实验，通过该实验学习单片机串行通信的工作原理及编程方法等相关理论知识。

学习情境6：单片机存储器扩展。通过任务20制作单片机外部程序存储器的扩展电路，学习外部存储器的类型及单片机的接口方法，并用该电路完成访问外部程序存储器的实验，学习访问外部程序存储器的编程方法。

学习情境7：A/D、D/A转换接口。该情境通过任务21和任务22完成基于ADC0832的数字电压表和基于DAC0832的LED调光电路的制作，学习这两个转换器的工作原理及应用方法。

学习情境8：单片机与DS18B20接口。在该学习情境下通过任务23完成单片机控制DS18B20单点测温和报警电路制作，学习温度传感器DS18B20的工作原理及应用。

学习情境9：单片机RS-232串行通信接口。通过任务24制作RS-232接口电路及用该电路完成稳定数据采集的实验，学习用RS-232串行通信接口方法、数据采集概念及编程方法等理论知识。

学习情境10：单片机与DS1302实时时钟芯片接口。通过任务25制作的基于单片机控制的DS1302半点报时电路，学习时钟芯片DS1302的结构、工作原理及编程方法。

侯继红对本书的编写进行了总体策划，指导全书的编写，并编写了第一部分“51单片机实验板项目介绍及功能演示”及学习情境1、学习情境2、学习情境4、学习情境5；詹彤负责编写学习情境8、学习情境9、学习情境10；袁从贵负责编写学习情境3，马聪承和王文蓉协助完成统稿工作，并分别编写学习情境6和学习情境7。

为了便于教学，本书配有电子教学课件、仿真电路图、每个任务的程序、习题答案等，可以登录电子工业出版社华信教育资源网下载。

由于时间紧迫和编者的水平有限，书中难免会出现缺漏，欢迎广大读者对本书提出意见和建议。

编者

2011年6月