Table Of ContentCopyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
职 业 教 育 “十二五”规划教材
单片机应用技术
一体化教程
主 编 钟 伟东
YITIHUA JIAOCHENG
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
职业教育“十二五”规划教材
单片机应用技术
一体化教程
主编 钟伟东
北 京
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
内 容 提 要
本书是编者参照工学一体化课程开发技术规范编写而成的，以真实的工作任务为载体，将企业典
型工作任务转化为具有学习价值的任务。全书共有五个任务，分别为：设计与制作太阳能交通警示
灯、设计与制作影碟机托盘进出仓控制器、设计与制作电压监测报警器、设计与制作智能LED秒表、
设计与制作电梯模拟控制系统。每个任务均由五个活动组成，具有清晰的工作步骤和工作流程。
本书结构新颖、条理清晰、叙述简洁，可作为中等和高等职业学校电子、电气、自动化、机电一
体化等专业的单片机应用技术教材，也可供从事单片机开发的工程技术人员参考使用。
图书在版编目（ＣＩＰ）数据
单片机应用技术一体化教程 / 钟伟东主编. -- 北京:
航空工业出版社, 2015.8
ISBN 978-7-5165-0830-5
Ⅰ. ①单… Ⅱ. ①钟… Ⅲ. ①单片微型计算机－中等
专业学校－教材 Ⅳ. ①TP368.1
中国版本图书馆CIP数据核字(2015)第174932号
单片机应用技术一体化教程
Danpianji Yingyong Jishu Yitihua Jiaocheng
航空工业出版社出版发行
（北京市朝阳区北苑2号院 100012）
发行部电话：010-84936597 010-84936343
北京忠信印刷有限责任公司印刷 全国各地新华书店经售
2015年8月第1版 2015年8月第1次印刷
开本：787×1092 1/16 印张：11 字数：254千字
印数：1－3000 定价：29.80元
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
○ ○ ○ ○
编 者 的 话
E A A E A A E A A E
单片机应用技术是电子、电工、机电等专业的一门技术性、实践性很强的专业课。传
统教材主要是以理论和模拟性实验为主，与企业的真实任务存在较大差距，读者学习后
往往不能很快适应企业的工作任务要求。由于单片机系统结构抽象、指令多、程序不
易编写，导致读者入门困难，且难以提升，进而会严重影响学习兴趣和热情，因此在学
习内容和教材编写上需要进行较大的改革。
本书是编者参照工学一体化课程开发技术规范编写而成的，通过深入企业调研，认真
分析、对比、总结电子电工类专业各岗位的典型工作任务，以真实的工作任务为载体，将
企业典型工作任务转化为具有学习价值的任务。读者可在完成工作任务的过程中，学习制
订工作方案、编写单片机程序、设计和绘制电路原理图、组装电子产品及焊接工艺等实用
性知识与技能，培养职业综合能力。
全书共有五个任务：设计与制作太阳能交通警示灯、设计与制作影碟机托盘进出仓控
制器、设计与制作电压监测报警器、设计与制作智能 LED 秒表、设计与制作电梯模拟控
制系统。每个任务均由五个活动组成，具有清晰的工作步骤和工作流程。每个任务又包括
学习目标、学习内容、学习方法、活动步骤、活动评价和成果展示等多个环节。
本书由钟伟东担任主编，王文胜、叶国才、吕福玲担任副主编。在编写过程中，作者
参考了大量国内外出版的相关教材和资料，在此谨向相关作者致以谢意。由于编者水平有
限，加之时间仓促，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请读者批评指正，并提出宝贵意见。
对于书中涉及的综合应用硬件设计方案、程序代码和习题答案，读者可到北京金企鹅
文化发展中心网站（http://www.bjjqe.com）下载。另外，读者如果在学习过程中遇到什
么问题，也可通过本网站获得帮助。
编 者
2015年7月
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
目 录
任务一 设计与制作太阳能交通警示灯 ·············································································· 1
活动一 接受任务、制订方案 ·························································································· 2
活动二 设计太阳能交通警示灯控制电路 ···································································· 19
活动三 安装太阳能交通警示灯 ···················································································· 25
活动四 编写与调试太阳能交通警示灯控制程序 ························································· 29
活动五 活动总结与评价 ································································································ 44
任务二 设计与制作影碟机托盘进出仓控制器 ································································· 47
活动一 接受任务、制订方案 ························································································ 47
活动二 设计影碟机托盘进出仓控制电路 ···································································· 51
活动三 组装影碟机控制系统 ························································································ 55
活动四 编写与调试进出仓控制程序 ············································································ 58
活动五 活动总结与评价 ································································································ 66
任务三 设计与制作电压监测报警器 ················································································ 69
活动一 接受任务、制订方案 ························································································ 69
活动二 设计电压监测控制电路 ···················································································· 72
活动三 制作电压监测报警器 ························································································ 79
活动四 编写与调试电压监测报警器程序 ···································································· 81
活动五 活动总结与评价 ······························································································ 106
任务四 设计与制作智能LED秒表 ················································································ 109
活动一 接受任务、制订方案 ······················································································ 109
活动二 设计LED秒表控制电路 ················································································ 113
活动三 制作智能LED秒表 ························································································ 118
活动四 编写与调试智能LED秒表程序 ····································································· 122
活动五 活动总结与评价 ······························································································ 132
任务五 设计与制作电梯模拟控制系统 ·········································································· 134
活动一 接受任务、制订方案 ······················································································ 134
·I·
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
单片机应用技术一体化教程
活动二 设计电梯模拟控制系统电路 ·········································································· 138
活动三 制作电梯模拟控制系统 ·················································································· 142
活动四 编写与调试电梯模拟控制系统程序 ······························································· 145
活动五 活动总结与评价 ······························································································ 160
附录 ···································································································································· 163
附录A MCS-51指令表 ······························································································· 163
附录B ASCII码表 ······································································································· 168
附录C BCD码表 ········································································································· 169
· II·
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
任务一 设计与制作
太阳能交通警示灯
任务描述
太阳能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生资源。太阳能交通警示
灯使用太阳能电池作为电能供给，无需市电支持，不受地域限制，无需开凿铺设
电缆，采用高光效、低耗损、超高亮度 LED 光源，全天自动闪烁发光、造型美
观、安装简便，对提高道路交通安全具有良好的警示作用，主要用于公路沿线、
岔道、沿河、沿山事故多发危险地段。在任务一中，我们就来学习太阳能交通警
示灯的设计和制作。
学习内容
LED发光二极管的使用
太阳能电池的参数识读及使用
蓄电池与太阳能充电器的使用
K2645场效应管的使用
51单片机的结构
单片机常用的数制及其转换方法
单片机的最小系统
单片机汇编程序的基本结构、格式及其寻址方式
太阳能交通警示灯程序流程图的绘制
伪指令、跳转指令、清零指令、置位指令、取反指令、子程序调用指令
Proteus软件基本操作
Keil C软件基本操作
STC单片机程序烧写软件基本操作
·1·
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
单片机应用技术一体化教程
活动一 接受任务、制订方案
学习目标
通过现场观察，了解太阳能交通警示灯的结构，选择合适的太阳能电池、蓄电池
和LED显示器。
通过查找资料，了解交通警示灯的功能，选择正确的单片机。
掌握单片机常用的数制及其转换方法。
学习地点
电子创新实训室
学习过程
一、接受任务单
在实际生产中的第一步就是接受任务单，常见的任务单形式如表1-1-1所示。
表1-1-1 设计与制作太阳能交通警示灯任务单
任务编号： 开单部门： 开单人：
开单时间： 年 月 日 时 分
接单部门： 部 组
任务等级 □一般 □紧急 □非常紧急
某企业接到客户要求，批量生产太阳能交通警示灯。该警示灯安装在车辆和
任务阐述 行人比较多的路口，对来往于路口的车辆起警示作用，以减少交通事故的发生，
部门主管将该任务交给设计工程师，要求其在一周内完成设计并提供样品。
任务完成时间
（签名）：
接单人
年 月 日
实际生产过程如下：
设计工程师接受任务后，通过到现场勘察、查找资料，充分了解警示灯的结构及
工艺要求，并与生产部门的工程师沟通，确定工作方案，制订工作计划；交部门主管
· 2·
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
任务一 设计与制作太阳能交通警示灯
审核通过后，按计划实施：设计电路原理图、绘制程序流程图、编写程序，领取材料
和相关工具，按照电路原理图进行安装太阳能交通警示灯、调试和修改控制程序；主
管复核产品合格后签字确认，将样品交给客户进行确认；客户同意后，交给生产部门
进行批量生产，并填写工作记录。
二、引导问题
太阳能交通警示灯系统工作过程很简单，首先太阳能电池板利用光伏效应在白天接收
太阳辐射并转化为电能输出，经过充放电控制器储存在蓄电池中。当太阳能电池板和蓄电
池完成电能的产生和储存之后，就会向交通灯供电。交通灯部分由单片机、LED 灯等元
器件组成。单片机中写有控制 LED 灯闪烁的程序，它是交通灯控制系统的大脑。当加电
之后，系统会根据程序来执行命令，从而实现交通灯的闪烁。
下面我们通过几个问题来认识太阳能交通警示灯系统。
1．通过现场勘查，试填写太阳能交通警示灯的组成部分（参见图1-1-1～图1-1-5）：
、 、
、 、 。
图1-1-2 太阳能电池控制器LM10A
图1-1-1 太阳能交通警示灯外观 图1-1-3 太阳能免维护铅酸蓄电池
电源接线柱 开关 STC单片机
稳压管7805
数据下载线
接口
LED接口 K2645场效应管 12M晶体振荡器
图1-1-4 交通警示灯控制器 图1-1-5 太阳能电池
·3·
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
单片机应用技术一体化教程
2．观察图1-1-4，试填写太阳能交通警示灯控制器由哪些关键元件组成：
、 、 、 、
、 、 、 、
、 、 、 。
3．交通警示灯控制器的核心元器件的型号是 。
4．通过现场观察，太阳能交通警示灯采用 （高亮度/普通）的、 色
发光二极管。
5．根据实际情况，交通灯LED显示器的直径为（ ）厘米。
A．10 B．20 C．30 D．40
6．太阳能电池的电压为 V、功率约为 W。
7．太阳能电池充电控制器的型号为 。
8．太阳能充电蓄电池的主要参数为 。
9．从现场观察可知，警示灯闪烁的规律为（一次）慢闪，（两次）快闪。
三、实施活动
根据前面的分析和了解，我们已经知道太阳能交通警示灯系统由A～E几部分组成，
各系统间的关系如图1-1-6所示。同学们根据自己的判断将下列选项添加到合适的位置。
A．太阳能电池 B．太阳能充电控制器 C．铅酸蓄电池
D．交通警示灯控制器 E．LED显示器
图1-1-6 太阳能交通警示灯电路方框图
知识天地
单片机（Single Chip Microcomputer）又称为 MCU，是一种采用超大规模集成电
路技术将具有数据处理能力的中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、
多种 I/O 端口、中断系统和定时器/计时器等功能器件集成到一块硅片上构成的一个小而
完善的计算机系统。随着单片机技术的不断发展，其应用领域不断扩大。
· 4·
