電子工程師自學成才手冊 精通篇 作者：蔡杏山 主編 出版時間：2019年版 內(nèi)容簡介 u3000u3000《電子工程師自學成才手冊》分為基礎篇、提高篇、精通篇三冊。本書為精通篇，主要包括單片機快速入門、51單片機的硬件系統(tǒng)、STC89C5x系列單片機介紹、51單片機編程軟件的使用、單片機驅(qū)動LED的電路及編程、單片機驅(qū)動LED數(shù)碼管的電路及編程、中斷與中斷編程、定時器/計數(shù)器的使用及編程、按鍵電路及編程、點陣和液晶顯示屏的使用及編程、步進電動機的使用及編程、串行通信的使用及編程、I2C總線通信的使用及編程、A/D與D/A轉(zhuǎn)換電路及編程、電路繪圖設計軟件入門、設計電路原理圖、制作新元件、手工設計PCB圖、自動設計PCB圖、制作新元件封裝等內(nèi)容。本書具有基礎起點低、內(nèi)容由淺入深、語言通俗易懂、結(jié)構(gòu)安排符合學習認知規(guī)律的特點，適合作為電子工程師入門的自學圖書，也適合作為職業(yè)學校和社會培訓機構(gòu)的電子技術(shù)入門教材。 目錄 第1章 單片機快速入門 1 1.1 單片機簡介 1 1.1.1 什么是單片機 1 1.1.2 單片機應用系統(tǒng)的組成及工作過程 2 1.1.3 單片機的分類 3 1.1.4 單片機的應用領域 4 1.2 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程 5 1.2.1 明確控制要求并選擇合適型號的單片機 5 1.2.2 設計單片機電路原理圖 5 1.2.3 制作單片機電路 6 1.2.4 用Keil軟件編寫單片機控制程序 7 1.2.5 計算機、下載（燒錄）器和單片機的連接 10 1.2.6 用燒錄軟件將程序?qū)懭雴纹瑱C 13 1.2.7 單片機電路的供電與測試 15 1.3 C51語言基礎 17 1.3.1 常量 17 1.3.2 變量 19 1.3.3 運算符 19 1.3.4 關(guān)鍵字 22 1.3.5 數(shù)組 23 1.3.6 循環(huán)語句 24 1.3.7 選擇語句 26 第2章 51單片機的硬件系統(tǒng) 28 2.1 8051單片機的引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu) 28 2.1.1 引腳功能說明 28 2.1.2 單片機與片外存儲器的連接與控制 31 2.1.3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)說明 32 2.2 8051單片機I/O端口的結(jié)構(gòu)與工作原理 35 2.2.1 P0端口 35 2.2.2 P1端口 37 2.2.3 P2端口 38 2.2.4 P3端口 38 2.3 8051單片機的存儲器 40 2.3.1 存儲器的存儲單位與編址 40 2.3.2 片內(nèi)、片外程序存儲器的使用與編址 41 2.3.3 片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲器的使用與編址 41 2.3.4 數(shù)據(jù)存儲器的分區(qū) 42 2.3.5 特殊功能寄存器（SFR） 44 第3章 STC89C5x系列單片機介紹 49 3.1 概述 49 3.1.1 兩種版本與封裝形式 49 3.1.2 引腳功能說明 50 3.1.3 STC89C5x系列單片機的型號命名規(guī)則 52 3.1.4 STC89C5x系列單片機常用型號的主要參數(shù) 52 3.2 STC89C5x系列單片機的I/O端口 53 3.2.1 I/O端口上電復位狀態(tài)與灌電流、拉電流 53 3.2.2 P4端口的使用 54 3.2.3 I/O端口與外部電路的連接 55 3.3 STC89C5x系列單片機的存儲器 57 3.3.1 程序存儲器 57 3.3.2 數(shù)據(jù)存儲器 57 3.3.3 特殊功能寄存器 58 第4章 51單片機編程軟件的使用 61 4.1 Keil C51軟件的基本操作 61 4.1.1 Keil C51軟件的版本及獲取 61 4.1.2 Keil C51軟件的安裝 61 4.2 程序的編寫與編譯 63 4.2.1 啟動Keil C51軟件并新建工程文件 63 4.2.2 新建源程序文件 65 4.2.3 編寫程序 66 4.2.4 編譯程序 67 4.3 程序的仿真與調(diào)試 69 4.3.1 軟件仿真設置 70 4.3.2 編譯程序 71 4.3.3 仿真、調(diào)試程序 71 第5章 單片機驅(qū)動LED的電路及編程 75 5.1 LED（發(fā)光二極管）介紹 75 5.1.1 外形與符號 75 5.1.2 性質(zhì) 75 5.1.3 檢測 76 5.1.4 限流電阻 76 5.2 點亮單個LED的電路與程序詳解 77 5.2.1 點亮單個LED的電路 77 5.2.2 采用位操作方式點亮單個LED的程序詳解 77 5.2.3 采用字節(jié)操作方式點亮單個LED的程序詳解 79 5.2.4 單個LED以固定頻率閃爍發(fā)光的程序詳解 80 5.2.5 單個LED以不同頻率閃爍發(fā)光的程序詳解 81 5.3 點亮多個LED的電路與程序詳解 82 5.3.1 點亮多個LED的電路 82 5.3.2 采用位操作方式點亮多個LED的程序詳解 83 5.3.3 采用字節(jié)操作方式點亮多個LED的程序詳解 83 5.3.4 多個LED以不同頻率閃爍發(fā)光的程序詳解 84 5.3.5 多個LED左移和右移的程序詳解 85 5.3.6 LED循環(huán)左移和右移的程序詳解 86 5.3.7 LED左右移動并閃爍發(fā)光的程序詳解 88 5.3.8 采用查表方式控制LED多種形式發(fā)光的程序詳解 89 5.3.9 LED花樣發(fā)光的程序詳解 90 5.4 采用PWM方式調(diào)節(jié)LED亮度的原理與程序詳解 91 5.4.1 采用PWM方式調(diào)節(jié)LED亮度的原理 91 5.4.2 采用PWM方式調(diào)節(jié)LED亮度的程序詳解 91 第6章 單片機驅(qū)動LED數(shù)碼管的電路及編程 94 6.1 單片機驅(qū)動1位LED數(shù)碼管的電路與程序詳解 94 6.1.1 1位LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與檢測 94 6.1.2 單片機驅(qū)動1位LED數(shù)碼管的電路 96 6.1.3 單個數(shù)碼管靜態(tài)顯示1個字符的程序詳解 96 6.1.4 單個數(shù)碼管動態(tài)顯示多個字符的程序詳解 97 6.1.5 單個數(shù)碼管環(huán)形轉(zhuǎn)圈顯示的程序詳解 98 6.1.6 單個數(shù)碼管顯示邏輯電平的程序詳解 98 6.2 單片機驅(qū)動8位LED數(shù)碼管的電路與程序詳解 99 6.2.1 多位LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與檢測 99 6.2.2 單片機連接8位共陰極數(shù)碼管的電路 100 6.2.3 8位數(shù)碼管顯示1個字符的程序詳解 102 6.2.4 8位數(shù)碼管逐位顯示8個字符的程序詳解 103 6.2.5 8位數(shù)碼管同時顯示8個字符的程序及詳解 104 6.2.6 8位數(shù)碼管動態(tài)顯示8個以上字符的程序及詳解 104 第7章 中斷與中斷編程 106 7.1 中斷的基本概念與處理過程 106 7.1.1 中斷的基本概念 106 7.1.2 中斷的處理過程 106 7.2 中斷的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制寄存器 107 7.2.1 中斷的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 107 7.2.2 中斷源寄存器 108 7.2.3 中斷允許寄存器IE 109 7.2.4 中斷優(yōu)先級控制寄存器IP 110 7.3 中斷編程 111 7.3.1 外部中斷0以低電平方式觸發(fā)中斷的程序詳解 111 7.3.2 外部中斷1以下降沿方式觸發(fā)中斷的程序詳解 112 第8章 定時器/計數(shù)器的使用及編程 115 8.1 定時器/計數(shù)器的定時與計數(shù)功能 115 8.1.1 定時器/計數(shù)器的定時功能 115 8.1.2 定時器/計數(shù)器的計數(shù)功能 116 8.2 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理 116 8.2.1 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu) 116 8.2.2 定時器/計數(shù)器的工作原理 117 8.3 與定時器/計數(shù)器相關(guān)的控制寄存器 118 8.3.1 TCON寄存器 118 8.3.2 TMOD寄存器 119 8.4 定時器/計數(shù)器的工作方式 120 8.5 定時器/計數(shù)器的應用及編程 124 8.5.1 產(chǎn)生1kHz方波信號的程序詳解 124 8.5.2 產(chǎn)生50kHz方波信號的程序詳解 125 8.5.3 產(chǎn)生周期為1s方波信號的程序詳解 126 第9章 按鍵電路及編程 128 9.1 獨立按鍵輸入電路與程序詳解 128 9.1.1 開關(guān)輸入抖動及解決方法 128 9.1.2 連接8個獨立按鍵和8個LED的單片機電路 129 9.1.3 一個按鍵點動控制一個LED亮滅的程序詳解 130 9.1.4 一個按鍵鎖定控制一個LED亮滅的程序詳解 130 9.1.5 4路搶答器的程序詳解 131 9.1.6 獨立按鍵控制LED和LED數(shù)碼管的單片機電路 132 9.1.7 兩個按鍵控制1位數(shù)字增、減并用8位數(shù)碼管顯示的程序詳解 133 9.1.8 兩個按鍵控制多位數(shù)字增、減并用8位數(shù)碼管顯示的程序詳解 135 9.1.9 按鍵長按與短按產(chǎn)生不同控制效果的程序詳解 137 9.1.10 8個獨立按鍵控制LED和LED數(shù)碼管顯示的程序詳解 139 9.2 矩陣鍵盤輸入電路與程序詳解 141 9.2.1 單片機16鍵矩陣鍵盤和8位數(shù)碼管的電路 141 9.2.2 矩陣鍵盤行列掃描方式輸入及顯示的程序詳解 143 9.2.3 采用中斷方式的矩陣鍵盤行列掃描輸入的電路及程序詳解 146 9.2.4 矩陣鍵盤密碼鎖的程序詳解 150 第10章 點陣和液晶顯示屏的使用及編程 155 10.1 雙色LED點陣的使用及編程 155 10.1.1 雙色LED點陣的基礎知識 155 10.1.2 單片機配合74HC595芯片驅(qū)動雙色LED點陣的電路 162 10.1.3 雙色點陣顯示一種顏色字符的程序詳解 163 10.1.4 雙色點陣交替顯示兩種顏色字符的程序詳解 166 10.1.5 字符“0”～“9”移入和移出雙色點陣的程序詳解 168 10.2 1602字符型液晶顯示屏的使用及編程 171 10.2.1 1602字符型液晶顯示屏的基礎介紹 171 10.2.2 單片機驅(qū)動1602字符型液晶顯示屏的電路 176 10.2.3 1602字符型液晶顯示屏靜態(tài)顯示字符的程序詳解 177 10.2.4 1602字符型液晶顯示屏逐個顯示字符的程序詳解 179 10.2.5 1602字符型液晶顯示屏字符滾動顯示的程序詳解 180 10.2.6 矩陣鍵盤輸入與1602字符型液晶顯示屏顯示的電路及程序詳解 181 第11章 步進電動機的使用及編程 186 11.1 步進電動機與驅(qū)動芯片介紹 186 11.1.1 步進電動機 186 11.1.2 驅(qū)動芯片 189 11.1.3 五線四相步進電動機 191 11.2 單片機驅(qū)動步進電動機的電路及編程 192 11.2.1 單片機驅(qū)動步進電動機的電路 192 11.2.2 用單四拍方式驅(qū)動步進電動機正轉(zhuǎn)的程序詳解 193 11.2.3 用雙四拍方式驅(qū)動步進電動機自動正反轉(zhuǎn)的程序詳解 194 11.2.4 用外部中斷控制步進電動機正反轉(zhuǎn)的程序詳解 195 11.2.5 用按鍵控制步進電動機啟動、加速、減速、停止的程序詳解 197 第12章 串行通信的使用及編程 202 12.1 串行通信的基礎知識 202 12.1.1 并行通信和串行通信 202 12.1.2 串行通信的兩種方式 202 12.1.3 串行通信的數(shù)據(jù)傳送方向 204 12.2 串行通信口的結(jié)構(gòu)與原理 205 12.2.1 串行通信口的結(jié)構(gòu) 205 12.2.2 串行通信口的工作原理 206 12.3 串行通信口的控制寄存器 206 12.3.1 串行控制寄存器 206 12.3.2 電源控制寄存器 207 12.4 4種工作方式與波特率 208 12.4.1 方式0 208 12.4.2 方式1 209 12.4.3 方式2 210 12.4.4 方式3 210 12.4.5 波特率 210 12.5 串行通信的應用編程 212 12.5.1 利用方式0實現(xiàn)產(chǎn)品計數(shù)顯示的電路及編程 212 12.5.2 利用方式1實現(xiàn)雙機通信的電路及編程 214 第13章 I2C總線通信的使用及編程 217 13.1 I2C總線的基礎知識 217 13.1.1 I2C總線的通信協(xié)議 217 13.1.2 I2C總線的數(shù)據(jù)傳送格式 218 13.2 I2C總線存儲器24C02 219 13.2.1 外形與引腳功能 219 13.2.2 器件地址 220 13.2.3 讀/寫操作 220 13.3 單片機與24C02的I2C總線通信電路及編程 223 13.3.1 模擬I2C總線通信的程序詳解 223 13.3.2 利用I2C總線從24C02讀寫一個數(shù)據(jù)的電路及程序詳解 226 13.3.3 利用I2C總線從24C02讀寫多個數(shù)據(jù)的電路及程序詳解 228 13.3.4 利用24C02存儲按鍵操作信息的電路及程序詳解 229 第14章 A/D（模/數(shù)）與D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換電路及編程 233 14.1 A/D與D/A轉(zhuǎn)換 233 14.1.1 A/D轉(zhuǎn)換 233 14.1.2 D/A轉(zhuǎn)換 235 14.2 A/D與D/A轉(zhuǎn)換芯片 235 14.2.1 外形與引腳功能說明 236 14.2.2 器件地址和器件功能設置 236 14.2.3 單端輸入與差分輸入 237 14.3 A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路及編程 238 14.3.1 單片機、PCF8591芯片與8位數(shù)碼管構(gòu)成的A/D和D/A轉(zhuǎn)換及顯示電路 238 14.3.2 A/D轉(zhuǎn)換輸出顯示的程序詳解 239 14.3.3 4路電壓測量顯示的程序詳解 241 14.3.4 D/A轉(zhuǎn)換輸出顯示的程序詳解 244 第15章 電路繪圖設計軟件入門 247 15.1 概述 247 15.2 Protel 99 SE基礎知識 247 15.2.1 Protel 99 SE的組成 247 15.2.2 Protel 99 SE的設計電路流程 248 15.3 Protel 99 SE使用入門 248 15.3.1 數(shù)據(jù)庫文件的創(chuàng)建、關(guān)閉與打開 248 15.3.2 Protel 99 SE的設計界面 251 15.3.3 文件的管理 251 15.3.4 系統(tǒng)參數(shù)的設置 256 第16章 設計電路原理圖 258 16.1 電路原理圖編輯器概述 258 16.1.1 電路原理圖編輯器的界面介紹 258 16.1.2 設置圖紙大小 262 16.1.3 設置圖紙方向、標題欄、邊框和顏色 263 16.1.4 設置圖紙網(wǎng)格 265 16.1.5 設置圖紙文件信息 265 16.1.6 設置光標與網(wǎng)格形狀 265 16.1.7 設置系統(tǒng)字體 266 16.2 電路原理圖的設計 267 16.2.1 操作元件庫 268 16.2.2 查找元件 269 16.2.3 放置元件 270 16.2.4 編輯元件 272 16.2.5 繪制導線、節(jié)點和總線 281 16.2.6 放置電源符號 288 16.2.7 放置輸入/輸出端口 289 16.2.8 查找、替換與重排元件標號 291 16.3 圖形的繪制 294 16.3.1 繪制直線 294 16.3.2 繪制矩形 294 16.3.3 繪制多邊形 295 16.3.4 繪制橢圓弧線 296 16.3.5 繪制橢圓 297 16.3.6 繪制扇形 298 16.3.7 繪制曲線 299 16.4 文本、圖片的應用 300 16.4.1 插入與設置文本 300 16.4.2 插入與設置圖片 301 16.5 層次原理圖的設計 302 16.5.1 層次原理圖的設計思路 303 16.5.2 由上向下設計層次原理圖 305 16.5.3 由下向上設計層次原理圖 310 第17章 制作新元件 311 17.1 元件庫編輯器概述 311 17.2 新元件的制作與使用 313 17.2.1 繪制新元件 313 17.2.2 修改已有元件 316 17.2.3 繪制復式元件 319 17.2.4 使用新元件 321 17.3 報表的生成與元件庫的管理 322 17.3.1 生成報表 322 17.3.2 管理元件庫 324 第18章 手工設計PCB圖 327 18.1 PCB設計基礎 327 18.1.1 PCB的基礎知識 327 18.1.2 PCB的設計過程 330 18.1.3 PCB設計編輯器的操作 330 18.1.4 PCB的工作層設置 332 18.1.5 PCB設計編輯器的參數(shù)設置 336 18.2 開始手工設計PCB圖 341 18.2.1 放置對象 341 18.2.2 手工布局 354 18.2.3 手工布線 361 第19章 自動設計PCB圖 363 19.1 基礎知識 363 19.1.1 PCB圖的自動設計流程 363 19.1.2 利用電路原理圖生成網(wǎng)絡表 364 19.2 開始自動設計PCB圖 364 19.2.1 自動規(guī)劃PCB圖 364 19.2.2 裝載元件封裝庫和網(wǎng)絡表 368 19.2.3 自動布局元件 372 19.2.4 手工調(diào)整元件布局 373 19.2.5 自動布線 374 19.2.6 手工調(diào)整布線 379 19.3 顯示PCB圖 384 19.3.1 單層顯示模式 384 19.3.2 三維顯示模式 385 第20章 制作新元件封裝 387 20.1 啟動元件封裝庫編輯器 387 20.2 制作元件封裝 388 20.2.1 利用手工制作元件封裝 388 20.2.2 利用向?qū)е谱髟庋b 391 20.3 管理元件封裝 393