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《电子工程师自学成才手册》分为基础篇、提高篇、精通篇三册。本书为精通篇，主要包括单片机快速入门、51单片机的硬件系统、STC89C5x系列单片机介绍、51单片机编程软件的使用、单片机驱动LED的电路及编程、单片机驱动LED数码管的电路及编程、中断与中断编程、定时器/计数器的使用及编程、按键电路及编程、点阵和液晶显示屏的使用及编程、步进电动机的使用及编程、串行通信的使用及编程、I2C总线通信的使用及编程、A/D与D/A转换电路及编程、电路绘图设计软件入门、设计电路原理图、制作新元件、手工设计PCB图、自动设计PCB图、制作新元件封装等内容。本书具有基础起点低、内容由浅入深、语言通俗易懂、结构安排符合学习认知规律的特点，适合作为电子工程师入门的自学图书，也适合作为职业学校和社会培训机构的电子技术入门教材。

第1章 单片机快速入门1

1.1 单片机简介1

1.1.1 什么是单片机1

1.1.2 单片机应用系统的组成及工作过程2

1.1.3 单片机的分类3

1.1.4 单片机的应用领域4

1.2 单片机应用系统的开发过程5

1.2.1 明确控制要求并选择合适型号的单片机5

1.2.2 设计单片机电路原理图5

1.2.3 制作单片机电路6

1.2.4 用Keil软件编写单片机控制程序7

1.2.5 计算机、下载（烧录）器和单片机的连接10

1.2.6 用烧录软件将程序写入单片机13

1.2.7 单片机电路的供电与测试15

1.3 C51语言基础17

1.3.1 常量17

1.3.2 变量19

1.3.3 运算符19

1.3.4 关键字22

1.3.5 数组23

1.3.6 循环语句24

1.3.7 选择语句26

第2章 51单片机的硬件系统28

2.1 8051单片机的引脚功能与内部结构28

2.1.1 引脚功能说明28

2.1.2 单片机与片外存储器的连接与控制31

2.1.3 内部结构说明32

2.2 8051单片机I/O端口的结构与工作原理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单片机的存储器40

2.3.1 存储器的存储单位与编址40

2.3.2 片内、片外程序存储器的使用与编址41

2.3.3 片内、片外数据存储器的使用与编址41

2.3.4 数据存储器的分区42

2.3.5 特殊功能寄存器（SFR）44

第3章 STC89C5x系列单片机介绍49

3.1 概述49

3.1.1 两种版本与封装形式49

3.1.2 引脚功能说明50

3.1.3 STC89C5x系列单片机的型号命名规则52

3.1.4 STC89C5x系列单片机常用型号的主要参数52

3.2 STC89C5x系列单片机的I/O端口53

3.2.1 I/O端口上电复位状态与灌电流、拉电流53

3.2.2 P4端口的使用54

3.2.3 I/O端口与外部电路的连接55

3.3 STC89C5x系列单片机的存储器57

3.3.1 程序存储器57

3.3.2 数据存储器57

3.3.3 特殊功能寄存器58

第4章 51单片机编程软件的使用61

4.1 Keil C51软件的基本操作61

4.1.1 Keil C51软件的版本及获取61

4.1.2 Keil C51软件的安装61

4.2 程序的编写与编译63

4.2.1 启动Keil C51软件并新建工程文件63

4.2.2 新建源程序文件65

4.2.3 编写程序66

4.2.4 编译程序67

4.3 程序的仿真与调试69

4.3.1 软件仿真设置70

4.3.2 编译程序71

4.3.3 仿真、调试程序71

第5章 单片机驱动LED的电路及编程75

5.1 LED（发光二极管）介绍75

5.1.1 外形与符号75

5.1.2 性质75

5.1.3 检测76

5.1.4 限流电阻76

5.2 点亮单个LED的电路与程序详解77

5.2.1 点亮单个LED的电路77

5.2.2 采用位操作方式点亮单个LED的程序详解77

5.2.3 采用字节操作方式点亮单个LED的程序详解79

5.2.4 单个LED以固定频率闪烁发光的程序详解80

5.2.5 单个LED以不同频率闪烁发光的程序详解81

5.3 点亮多个LED的电路与程序详解82

5.3.1 点亮多个LED的电路82

5.3.2 采用位操作方式点亮多个LED的程序详解83

5.3.3 采用字节操作方式点亮多个LED的程序详解83

5.3.4 多个LED以不同频率闪烁发光的程序详解84

5.3.5 多个LED左移和右移的程序详解85

5.3.6 LED循环左移和右移的程序详解86

5.3.7 LED左右移动并闪烁发光的程序详解88

5.3.8 采用查表方式控制LED多种形式发光的程序详解89

5.3.9 LED花样发光的程序详解90

5.4 采用PWM方式调节LED亮度的原理与程序详解91

5.4.1 采用PWM方式调节LED亮度的原理91

5.4.2 采用PWM方式调节LED亮度的程序详解91

第6章 单片机驱动LED数码管的电路及编程94

6.1 单片机驱动1位LED数码管的电路与程序详解94

6.1.1 1位LED数码管的结构与检测94

6.1.2 单片机驱动1位LED数码管的电路96

6.1.3 单个数码管静态显示1个字符的程序详解96

6.1.4 单个数码管动态显示多个字符的程序详解97

6.1.5 单个数码管环形转圈显示的程序详解98

6.1.6 单个数码管显示逻辑电平的程序详解98

6.2 单片机驱动8位LED数码管的电路与程序详解99

6.2.1 多位LED数码管的结构与检测99

6.2.2 单片机连接8位共阴极数码管的电路100

6.2.3 8位数码管显示1个字符的程序详解102

6.2.4 8位数码管逐位显示8个字符的程序详解103

6.2.5 8位数码管同时显示8个字符的程序及详解104

6.2.6 8位数码管动态显示8个以上字符的程序及详解104

第7章 中断与中断编程106

7.1 中断的基本概念与处理过程106

7.1.1 中断的基本概念106

7.1.2 中断的处理过程106

7.2 中断的系统结构与控制寄存器107

7.2.1 中断的系统结构107

7.2.2 中断源寄存器108

7.2.3 中断允许寄存器IE109

7.2.4 中断优先级控制寄存器IP110

7.3 中断编程111

7.3.1 外部中断0以低电平方式触发中断的程序详解111

7.3.2 外部中断1以下降沿方式触发中断的程序详解112

第8章 定时器/计数器的使用及编程115

8.1 定时器/计数器的定时与计数功能115

8.1.1 定时器/计数器的定时功能115

8.1.2 定时器/计数器的计数功能116

8.2 定时器/计数器的结构和工作原理116

8.2.1 定时器/计数器的结构116

8.2.2 定时器/计数器的工作原理117

8.3 与定时器/计数器相关的控制寄存器118

8.3.1 TCON寄存器118

8.3.2 TMOD寄存器119

8.4 定时器/计数器的工作方式120

8.5 定时器/计数器的应用及编程124

8.5.1 产生1kHz方波信号的程序详解124

8.5.2 产生50kHz方波信号的程序详解125

8.5.3 产生周期为1s方波信号的程序详解126

第9章 按键电路及编程128

9.1 独立按键输入电路与程序详解128

9.1.1 开关输入抖动及解决方法128

9.1.2 连接8个独立按键和8个LED的单片机电路129

9.1.3 一个按键点动控制一个LED亮灭的程序详解130

9.1.4 一个按键锁定控制一个LED亮灭的程序详解130

9.1.5 4路抢答器的程序详解131

9.1.6 独立按键控制LED和LED数码管的单片机电路132

9.1.7 两个按键控制1位数字增、减并用8位数码管显示的程序详解133

9.1.8 两个按键控制多位数字增、减并用8位数码管显示的程序详解135

9.1.9 按键长按与短按产生不同控制效果的程序详解137

9.1.10 8个独立按键控制LED和LED数码管显示的程序详解139

9.2 矩阵键盘输入电路与程序详解141

9.2.1 单片机16键矩阵键盘和8位数码管的电路141

9.2.2 矩阵键盘行列扫描方式输入及显示的程序详解143

9.2.3 采用中断方式的矩阵键盘行列扫描输入的电路及程序详解146

9.2.4 矩阵键盘密码锁的程序详解150

第10章 点阵和液晶显示屏的使用及编程155

10.1 双色LED点阵的使用及编程155

10.1.1 双色LED点阵的基础知识155

10.1.2 单片机配合74HC595芯片驱动双色LED点阵的电路162

10.1.3 双色点阵显示一种颜色字符的程序详解163

10.1.4 双色点阵交替显示两种颜色字符的程序详解166

10.1.5 字符“0”～“9”移入和移出双色点阵的程序详解168

10.2 1602字符型液晶显示屏的使用及编程171

10.2.1 1602字符型液晶显示屏的基础介绍171

10.2.2 单片机驱动1602字符型液晶显示屏的电路176

10.2.3 1602字符型液晶显示屏静态显示字符的程序详解177

10.2.4 1602字符型液晶显示屏逐个显示字符的程序详解179

10.2.5 1602字符型液晶显示屏字符滚动显示的程序详解180

10.2.6 矩阵键盘输入与1602字符型液晶显示屏显示的电路及程序详解181

第11章 步进电动机的使用及编程186

11.1 步进电动机与驱动芯片介绍186

11.1.1 步进电动机186

11.1.2 驱动芯片189

11.1.3 五线四相步进电动机191

11.2 单片机驱动步进电动机的电路及编程192

11.2.1 单片机驱动步进电动机的电路192

11.2.2 用单四拍方式驱动步进电动机正转的程序详解193

11.2.3 用双四拍方式驱动步进电动机自动正反转的程序详解194

11.2.4 用外部中断控制步进电动机正反转的程序详解195

11.2.5 用按键控制步进电动机启动、加速、减速、停止的程序详解197

第12章 串行通信的使用及编程202

12.1 串行通信的基础知识202

12.1.1 并行通信和串行通信202

12.1.2 串行通信的两种方式202

12.1.3 串行通信的数据传送方向204

12.2 串行通信口的结构与原理205

12.2.1 串行通信口的结构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 电源控制寄存器207

12.4 4种工作方式与波特率208

12.4.1 方式0208

12.4.2 方式1209

12.4.3 方式2210

12.4.4 方式3210

12.4.5 波特率210

12.5 串行通信的应用编程212

12.5.1 利用方式0实现产品计数显示的电路及编程212

12.5.2 利用方式1实现双机通信的电路及编程214

第13章 I2C总线通信的使用及编程217

13.1 I2C总线的基础知识217

13.1.1 I2C总线的通信协议217

13.1.2 I2C总线的数据传送格式218

13.2 I2C总线存储器24C02219

13.2.1 外形与引脚功能219

13.2.2 器件地址220

13.2.3 读/写操作220

13.3 单片机与24C02的I2C总线通信电路及编程223

13.3.1 模拟I2C总线通信的程序详解223

13.3.2 利用I2C总线从24C02读写一个数据的电路及程序详解226

13.3.3 利用I2C总线从24C02读写多个数据的电路及程序详解228

13.3.4 利用24C02存储按键操作信息的电路及程序详解229

第14章 A/D（模/数）与D/A（数/模）转换电路及编程233

14.1 A/D与D/A1

蔡杏山，电子电工类畅销书作者，常年工作于教学一线，已编著出版《电子元器件知识与实践课堂》、《轻松入门学彩色电视机技术》等多册图书，深受读者好评。

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本书具有零基础起步、由浅入深、知识技能系统全面等特点，适合立志成为电子工程师的各级别读者学习参考。

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参加本书编写的人员还有蔡玉山、詹春华、黄勇、何慧、黄晓玲、蔡春霞、刘凌云、刘海峰、刘元能、邵永亮、朱球辉、蔡华山、蔡理峰、万四香、蔡理刚、何丽、梁云、唐颖、王娟、戴艳花、邓艳姣、何彬、何宗昌、蔡理忠、黄芳、谢佳宏、李清荣、蔡任英和邵永明等。由于编者水平有限，书中错误和疏漏之处在所难免，望广大读者和同仁予以批评指正。

编  者