本书包含4部分,共计27章。首先从最基本的概念、开发软件的操作入手,教读者如何搭建一个工程;之后带领读者深入浅出学习51单片机内部资源(如定时器、中断、串口)和经典外围电路(如LED、数码管、按键、液晶、点阵、EEPROM、温度传感器、时钟、红外线解码),同时穿插了一些C语言和基础电路;其后又扩展了一些工程中常用的知识点,如模块化编程、PCB、实时操作系统、上位机编程等;最后以一些小项目(如摇摇棒、温湿度控制系统、nRF24L01无线通信、蓝牙智能小车、语音点歌系统、简易电视)为例,手把手教大家进行实践。
配套资料中包含书中所有实例的例程、应用软件、PCB工程图及相关资料,且注释详尽,便于自学,读者可在北京航空航天大学出版社网站的“下载专区”免费下载。同时,与本书配套的50多讲高清视频——《31天环游单片机》,部分视频随配套资料附带,其余部分可到http://study.chinaaet.com/course/6100000018观看。本书还有与之配套的单片机实验板,这样理论结合实践进行学习,可以事半功倍。如果读者手上有别的实验板,配合本书同样可以学习。
本书可作为高等院校电子相关专业的8051单片机教材,也可作为课程设计、毕业设计、电子竞赛等的参考用书,还可作为电子工程技术人员的参考用书。
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本书特点
编写这本书的目的是让那些对单片机有兴趣、又能坚持“玩”下去的初学者能够把它当作一个友好、易于使用、便于自学、乐于帮助的助手。为了达到这个目标,本书采用以下方式:
尽量使用通俗、易懂的语言来阐述问题,便于读者理解。
采用化整为零的方法,将枯燥、无味的知识分解成小部分,一点一滴地介绍。
对于难理解、难记忆的知识点,尽量采用举例的方式,使读者好理解、易记忆。
关于内容
全书分为4部分,分别为:准备篇、实例篇、拓展篇、项目篇。
准备篇包含笔记1~2。笔记1主要介绍了单片机的概念及其应用,随后分享了一些笔者玩单片机的方法和经验。笔记2主要介绍了玩单片机需要硬件和软件。
实例篇包括笔记3~15。以笔者自己开发的MGMCV1.0实验板为硬件平台,由浅入深地带领读者从点亮一个LED小灯的实例开始;再到数码管、蜂鸣器、液晶、LED点阵等外设;之后经由单片机内部资源定时器、中断、串口;再进阶到I2C总线,A/D、D/A转换,时钟、温度传感器,最后介绍红外的编、解码。在此过程中,笔者运用大量的实例,采用各个击破的方式,让读者边做实验、边掌握理论知识。
拓展篇包含笔记16~19。笔记16讲述了工程中最常应用、但其他书本上很少讲解的模块化编程。笔记17主要讲述了RTX51 Tiny——操作系统,让读者从玩单片机开始就对操作系统的概念有个深入的理解,为以后学习Linux、WinCE等操作系统打下坚实的根基。笔记18讲述了工控中常用的上位机编程。上位机的编程方式很多,这里主要讲述了基于VS2010、LabVIEW、LabWindows/CVI的编程方法。笔记19讲述了硬件设计中很重要的一个知识点——PCB的设计。笔者以现阶段流行的Altium Designer 2013和PADS 9.5软件为例,一步一步讲解了元件的封装、原理图的设计、PCB的绘制。
项目篇包括笔记20~27。该篇从搭建一个单片机的最小系统开始,之后慢慢过渡到如何制作一个摇摇棒、简易空调、无线系统、蓝牙智能小车,最后DIY一台简易电视(该项目可直接应用到机顶盒、TV行业的测试中)。
关于实验板
本书所有实例都基于MGMCV1.0实验板的,该实验板由笔者亲自开发,原理的设计、元件的选型、模块的配置、PCB的绘制等都是精心筛选、策划的,而且配套了严谨、规范、可移植性高的源代码以及笔者录制的《31天环游单片机》视频、笔者原创的《单片机那些事儿——初级篇、中级篇、高级》PDF资料。
MGMCV1.0实验板除配套有丰富的教程和视频以外,还具备以下特性:
接口丰富:32个I/O口、电源端口、4个A/D转换输入端口和1个D/A转换端口全部用排针引出;液晶、单片机、步进电机、红外万能接收头、LED点阵、USB、RS232都预留有与其对应的接线端子或者插座;此外,还预留了时钟芯片的PWM、中断以及温度传感器的中断外扩端口。
资源丰富:此实验板集成了大量的外围设备,详见2.2.2小节。
设计灵活:此实验板在一些器件选型上比较灵活,如温度传感器并没有选择DS18B20,而是选取了工程中常用的LM75A;时钟芯片没有选择DS1302,而是选择了精确度更高的PCF8563。
人性化设计:实验板无论从布局、还是操作方面,都考虑到了人性化的设计,将操作部分放置在左端,显示部分放置在了右端。同时考虑到调试、供电、通信分开引线的复杂性,此实验板采用了STC官方推荐的USB转RS232芯片——CH340T,即可实现一线下载、供电、通信。
关于本书配套资料
配套资料中包含书中所有实例的例程、应用软件、PCB工程图及相关资料,且注释详尽,便于自学,读者可在北京航空航天大学出版社网站的“下载专区”免费下载。同时,与本书配套的50多讲高清视频——《31天环游单片机》,部分视频随配套资料附带,其余部分可到http://study.chinaaet.com/course/6100000018观看。
学习过程中如果有任何问题,都可以和笔者随时互动,联系方式如下:
电子工程师基地论坛:www.ieebase.net
官方淘宝店:shop109195762.taobao.com
个人邮箱:xymbmcu@163.com
单片机QQ交流群:143406243
EDN助学小组:
http://group.ednchina.com/GROUP_GRO_14273_3000002320.HTM
AET助学小组:http://group.chinaaet.com/322
致谢
本书的出版得到了太多人的支持,这里一并表示感谢。感谢EDNChina网站的所有工作人员,谢谢你们能为广大电子爱好者提供一个发牢骚、结交网友、学习技术、展示自我的平台,笔者就是这个大家庭的成员之一,博客就是本书的最初来源。
感谢北京航空航天大学出版社对本书出版过程中的支持。
感谢贺荣、王邦卜,他们参与了书中部分例程的编写和书稿的修改;感谢舍长为首的425的弟兄们以及老于,感谢所有支持笔者的亲朋好友,尤其是父母和女朋友,若没有你们的支持,绝对不可能有此书的出版。
鉴于笔者技术水平有限、经验欠缺、时间紧迫,书中的错误和疏漏之处在所难免,恳请各位读者批评指正。