基于Proteus和Keil的C程序设计项目教程――理论、仿真、实践相融合

　　《基于Proteus 和Keil 的C51 程序设计项目教程（第2版）――理论、仿真、实践相融合》是项目导向、任务驱动式的教材，将C51语言的知识、编程技巧和单片机原理及接口技术融入键控花样灯、音乐门铃、DS18820测温、PWM调光灯、打地鼠等42个任务中。以工程教育为理念，采用五步软件开发流程（谋、写、仿、测、判）来组织内容。涵盖C51的基本语法，单片机的中断、定时及动态扫描、LCD及点阵、键盘、A/D、D/A等接口技术，代码调试、串口助手数据监测等内容。该书例程均经仿真调试与实验板运行验证。多个程序模块可直接移植到其他项目开发中。
　　为配合该书的教学，作者在“浙江省高等学校在线开放课程共享平台”“学银在线”提供了配套的在线开放课程，还提供PPT、微课讲解、源代码、在线测试实验、作业、试卷库等配套资源，形成立体化移动式教学资源，供读者免费使用。另外，扫描书中的二维码，可以观看配套视频。
　　《基于Proteus 和Keil 的C51 程序设计项目教程（第2版）――理论、仿真、实践相融合》既可作为高等院校和各类培训班的单片机原理与应用、C51程序设计的教学用书，也可作为相关爱好者的自学用书。

项目1 认识编程载体——单片机和编程开发环境
1．1 单片机的应用及主要类型
1．2 单片机的外形与框架
1．2．1 内部结构框图和主要部件
1．2．2 引脚：数据输入／输出通道
1．3 C51语言及其开发环境简介
1．3．1 C语言的历史及特点
1．3．2 C51的Keil μVision开发环境简介
1．4 任务1：Keil C应用入门——单片机输出“Hello C51”
1．4．1 建立工程、设计程序、编译
1．4．2 Keil的初步调试：查看串口输出“Hello C51”
1．5 结构化程序设计——建立函数概念
1．5．1 仅由main（）函数构成的C语言程序
1．5．2 由main（）函数和max（）函数构成的C语言程序
1．5．3 C51程序的一般结构
1．5．4 规范书写程序语句
1．5．5 程序设计流程
1．6 单片机硬件知识补充
1．6．1 存储器：永久程序和临时数据的住所
1．6．2 110（输入／输出）口结构、功能
1．6．3 110口的负载能力
1．6．4 STC89系列单片机新增资源及I/O口驱动能力举例
1．7 知识小结
习题与思考1

项目2 多变的花样灯
2．1 任务1：点亮一个灯
2．1．1 一个引脚定义和应用
2．1．2 定义一组引脚，输入／输出1字节数据
2．1．3 亮灯逻辑
2．1．4 Proteus界面与元器件操作
2．1．5 亮一个LED的电路、程序设计
2．1．6 编译、代码下载、仿真、测判
2．1．7 STC单片机代码下载
2．1．8 实物制作与上电测试
2．1．9 进阶设计与思路点拨1：亮多个灯
2．1．10 进阶设计与思路点拨2：用BCD数码管显示自己的学号
2．2 任务2：有规律变化的花样灯——亮点流动
2．2．1 任务要求与分析
2．2．2 头文件reg51．h解读
2．2．3 流程与程序设计——一个亮点流动．
2．2．4 编译、代码下载、仿真、测判．
2．2．5 应用移位函数crol设计亮点流动程序
2．3 任务3：有规律变化的花样灯——一一亮灯
2．3．1 任务要求与分析
2．3．2 用“位”运算符实现一一亮灯
2．3．3 预处理：条件编译#if、#else、#endif等
2．3．4 设计延时函数头文件“dly05s．h”
2．3．5 流程与程序设计
2．3．6 编译、代码下载、仿真、测判
2．3．7 进阶设计与思路点拨3：1～8个灯逐一熄灭
2．4 任务4：有规律变化的花样灯——高／低4位交替闪烁
2．4．1 任务要求与分析
2．4．2 流程与程序设计
2．4．3 编译、代码下载、仿真、测判
2．4．4 进阶设计与思路点拨4：用“>>”“<<”实现两个亮点相向和相背运动
2．4．5 进阶设计与思路点拨5：用移位函数实现两个亮点相向运动
2．4．6 进阶设计与思路点拨6：用移位函数实现两个亮点相背运动
2．5 任务5：三种效果的花样灯设计
2．5．1 任务与要求
2．5．2 流程与程序设计
2．5．3 编译、代码下载、仿真、测判
2．5．4 在Keil中进行延时程序调试
2．6 算术运算、赋值运算
2．6．1 算术运算
2．6．2 赋值及复合赋值运算
2．7 初识函数
2．7．1 函数格式
2．7．2 函数调用中参数的传递
2．7．3 自定义函数的声明
2．7．4 预处理：#include引用库、自定义函数
2．7．5 设计变时长的延时函数头文件Dly_nms．h
2．7．6 进阶设计与思路点拨7：变速流水灯
……
项目3 键控花样灯
项目4 逻辑思维训练
项目5 定时器／计数器、中断应用
项目6 动态扫描技术的应用
项目7 音乐门铃及串行数据传输
项目8 A/D及D/A接口应用
附录A 开发板电路原理图、使用说明
附录B C51程序设计实践报告要求
附录C C51的运算符优先级及结合性
参考文献

　　C语言是高级计算机编程语言，具有接近自然语言和形如数学表达式的特点，因其丰富灵活的控制和数据结构、简洁高效的语句表达、清晰的程序结构和良好的可移植性，成为程序设计的首选语言。它又有直接控制硬件的能力，成为开发众多智能电子产品控制系统软件的首选编程语言。在学校的课程体系中，计算机编程语言、控制系统相关的课程可能不在同一学期开设，往往由于先后次序不同造成教学脱节的问题。为了解决该问题，增强编程语言课程学习的实用性、实效性，作者将C语言程序设计的教学内容与常用的51内核单片机知识相融合，写成本书。
　　为配合本书的教学，作者在“浙江省高等学校在线开放课程共享平台”“学银在线”提供了配套的在线开放课程，还提供PPT、微课讲解、源代码、在线测试实验、作业、试卷库等配套资源，形成立体化移动式教学资源，供读者免费使用。另外，扫描书中的二维码，可以观看配套视频。
　　本书有如下特点：
　　1.以工程教育CDIO理念为指导，授予“渔”的方法，训练“渔”的能力
　　曾有学生在程序设计的课堂上问“你是怎么想到的？”他这是求捕鱼之法，而不是简单的“怎么写”，是“求渔”！这一问也道出了程序设计教学的根本所在——教学生如何“想到”的思维方法并训练其编程能力。故“思维训练”是本书的核心，按照程序开发流程（问题一算法设计一数据抽象一流程设计一语句选择一程序书写一调试、测试与判定一总结），将编程思维方法与步骤归纳为五步流程（谋、写、仿、测、判），解决学生“怎么想（思想方法）”“怎么写（编程落地）”的疑问，培养学生分析问题和解决问题的能力。同时也努力建立全局意识，先整体后模块，通过算法设计、程序框架、程序流程等强调从整体上把控设计，而不是只记得零星的句式或语法。本书还特地安排了强化逻辑思维训练的项目4，包括“歌星大赛计分”“求车号是多少”“谁是罪犯”“百鸡百钱”“数据排序”等任务，培养学生探索、创新精神和实践能力，磨炼“将军脑袋”，体验谋划的思维快乐和编程实践成功的喜悦。拥有独立思考的能力将使学生终生受用。
　　2.理论、仿真、实践相融合
　　高职学生乐于形象思维、动手实践，宜采用在做中学的教学形式。应用最先进的单片机和嵌入式系统及电子电路仿真软件Proteus作为形象直观的仿真教学与仿真实践的平台，仿真设计实践使学生如虎添翼，可以通过仿真实践快速完成程序设计。仅有仿真实践还不够，开发的程序还应经得起实物运行考验，将仿真调试好的代码下载到配套的实物实践板，运行如期才算真正的成功。理论、仿真、实践互相融合，使仿真在现实中落地，会有效增强学习信心，培养学生会想、会写、会调、会测试、会判断的综合能力。
　　3.趣味任务驱动，循序渐进
　　本书设计了8个项目，共包括42个任务、32个进阶子任务，使本书实用、学生上手快，教学内容与实际接轨，即学即用。每个项目后配有思维导图形式的小结。在项目任务的选取上，融合了知识、技术、技能、趣味性。
　　遵循学习规律和人的发展规律，以项目为导向，将知识点与技能、技巧、规范融入任务中，化解学习难度，通过完成任务来学习知识、训练技能，培养专业素养，力求让读者在完成每一个任务项目的实践中解决若干个技术难点。本书整体的组织结构由易到难、由浅入深、由单一到综合，循序渐进，可操作性强。每一个任务都以步步高式层次化组织及安排内容，在进阶设计环节有思路点拨，满足不同能力的学生需求，举一反三，触类旁通。
　　4.注意工程意识的培训，强调编程书写规范，采用模块化的设计思想
　　本书在源代码编写方面注重规范，有注释、有说明、有层次，培养学生编程书写规范的意识。
　　在模块化设计方面，本书项目中的一些实用模块头文件，如dly_nms.h、seg_dis.h、key16.h、cd1602.h、18b20.h、ADC0831.h、serial init.c可移植到其他项目中。
　　5.强调程序调试
　　运行测试异常或运行有问题时需要进行调试，而源代码调试是解决问题的重要方法。书中讲解了Keil调试、Proteus调试及用串口助手实时监测数据。本书的源程序都通过仿真测试、实物运行成功，保证正确性。
　　本书项目1及2.1～2.2节、项目7～8由周灵彬编写，2.3～2.7节及3.1～3.5节由刘红兵编写，3.6～3.9节及项目4、项目6由江伟编写，项目5、附录由武芳编写。配套的实验板由周灵彬设计，全书由周灵彬主编并统稿。
　　感谢徐爱钧教授和王荣华工程师提出许多宝贵意见！
　　感谢张靖武教授的鼓励和指导！
　　感谢学院与省教育厅的重视与政策支持！感谢家人的默默付出与支持！感谢可爱的同事、同学的配合与建议！感谢广州市风标电子技术有限公司、祈禧电器公司的大力支持！
　　本书既可作为各类大专院校和各类培训班的51单片机应用、C51程序设计的教学用书，也可作为单片机技术应用爱好者的自学用书。相信通过本书的学习，读者能掌握51单片机应用系统程序设计的方法与技能。
　　由于编著者水平有限，对书中存在的谬误之处敬请读者批评指正！