单片机与嵌入式系统设计

范剑

目录

  • 1 2025秋季学期课堂项目教学案例
    • 1.1 教学参考书及历年考题
    • 1.2 项目一 无刷直流电机控制模块的初步应用
    • 1.3 项目二 数控系统主轴电机的按键受控运行
    • 1.4 项目三  数控系统主轴电机的多模式控制
    • 1.5 项目四 数控系统主轴电机的急停控制
    • 1.6 项目五 数控系统主轴电机PWM调速控制
    • 1.7 项目六  数控系统主轴电机速度检测
    • 1.8 项目七 数控系统主轴电机的速度PID控制
    • 1.9 项目八  数控系统主轴电机网络控制功能开发
  • 2 常用的接口电路简介
    • 2.1 LED灯接口电路
    • 2.2 独立按键的接口电路
    • 2.3 重温很有用的三极管
    • 2.4 继电器控制接口电路
    • 2.5 蜂鸣器接口电路
    • 2.6 八段数码管接口电路
    • 2.7 作业及第一次直播课视频回放
  • 3 单片机开发软件的安装和基础知识回顾
    • 3.1 学完本课程，你将能独立设计开发这些项目！
      • 3.1.1 我的LED我做主！
      • 3.1.2 单键复用的LED控制
      • 3.1.3 推乒乓球模拟游戏
      • 3.1.4 计数液晶显示系统开发
      • 3.1.5 秒表设计，你可以拥有!
      • 3.1.6 简易电子琴设计
      • 3.1.7 一曲“送别”献给你
      • 3.1.8 可设置鸣叫参数蜂鸣器系统开发
      • 3.1.9 测温自动门禁系统开发
      • 3.1.10 测速报警系统开发
      • 3.1.11 工作台运动控制系统开发
      • 3.1.12 步进电机控制系统开发
      • 3.1.13 数控系统设计初步
      • 3.1.14 网络数控系统开发初步
    • 3.2 新建课程目录
    • 3.3 KEIL、STC编程器及通信驱动软件的安装
    • 3.4 开发调试软件的初步使用
    • 3.5 从传统的开关控制到信号控制
    • 3.6 认识开发板
    • 3.7 单片机入门基础知识之数制转换
    • 3.8 单片机入门基础知识之逻辑运算
    • 3.9 单片机入门基础知识之C程序入门基础
  • 4 德硕开发板项目教程
    • 4.1 奔跑吧！LED!
      • 4.1.1 狂奔的花式LED
      • 4.1.2 简单的输出控制连接在P1口上的LED
      • 4.1.3 给大家引荐一个很有用的sbit定义
      • 4.1.4 闪烁LED控制的实现
        • 4.1.4.1 让LED给大家送给个秋波吧！--LED闪烁控制的实现
        • 4.1.4.2 一开又一闭，逝者如斯夫，取反再取反，也能复开闭
        • 4.1.4.3 多个灯错开时间闪烁，猜猜会是什么样子？
        • 4.1.4.4 原来逻辑运算还可以这么玩！
      • 4.1.5 奔跑吧！LED！
      • 4.1.6 两条鱼儿游来又游去
      • 4.1.7 我们曾经的说过的大BOSS来了
      • 4.1.8 学完本讲，你能干这个！
    • 4.2 敞开心扉，给你我的全部！
      • 4.2.1 你很快就能掌握的40个引脚功能
      • 4.2.2 单片机内部结构简单介绍
      • 4.2.3 单片机的时钟和复位电路介绍
      • 4.2.4 P1口内部电路介绍
      • 4.2.5 P3口第二功能简介
      • 4.2.6 优秀学习报告展示
        • 4.2.6.1 19机电班
    • 4.3 我的LED，我做主！
      • 4.3.1 单个LED灯的按键点亮控制
      • 4.3.2 针对前一个案例的程序优化设计
      • 4.3.3 led灯的单键复用控制
        • 4.3.3.1 只用一个按键控制LED的亮灭
        • 4.3.3.2 按键的消抖处理
        • 4.3.3.3 引入一个重要的设计方法-标志位管理
        • 4.3.3.4 消抖的简单程序设计处理
      • 4.3.4 led灯的开关两键控制
      • 4.3.5 单个LED不过瘾，多个LED跑起来！
        • 4.3.5.1 两个按键，控制跑马灯启动和停止
        • 4.3.5.2 单键复用控制，继续干！
        • 4.3.5.3 加入方向的单键复用控制
        • 4.3.5.4 启用一种新的实用的查按键方法
        • 4.3.5.5 修正其中的BUG
      • 4.3.6 优秀学习报告
        • 4.3.6.1 19机电班
        • 4.3.6.2 液晶显示，丰富我的情感表达
          • 4.3.6.2.1 1602LCD的基本使用方法
          • 4.3.6.2.2 用LCD显示一个给定的数
          • 4.3.6.2.3 设计一个简单的按键计数系统
          • 4.3.6.2.4 继续优化设计
          • 4.3.6.2.5 带启动停止控制的计数显示
          • 4.3.6.2.6 再加上清零控制
          • 4.3.6.2.7 尝试进行减量技术模式的设计
          • 4.3.6.2.8 按键计数综合系统开发
          • 4.3.6.2.9 第五次课线下教学项目设计
          • 4.3.6.2.10 优秀学习报告
            • 4.3.6.2.10.1 19机电班
    • 4.4 我和中断有个约会
      • 4.4.1 引入中断
      • 4.4.2 中断源
      • 4.4.3 单片机的五个中断源
      • 4.4.4 中断允许机制
      • 4.4.5 中断优先级机制
      • 4.4.6 中断程序的处理过程
      • 4.4.7 采用中断解决跑马灯控制的BUG
      • 4.4.8 跑马灯控制的优化设计
      • 4.4.9 推乒乓球模拟游戏设计
      • 4.4.10 次数检测案例的再设计
      • 4.4.11 第六次课线下案例设计及课后作业
      • 4.4.12 19机电班第六次优秀学习报告
      • 4.4.13 第七次课线下案例设计及课后作业
      • 4.4.14 19机电班优秀学习报告（第七次）
        • 4.4.14.1 优秀报告展示
    • 4.5 定时器是啥玩意？
      • 4.5.1 干嘛要用定时器？
      • 4.5.2 定时器就那么点事
      • 4.5.3 单片机定时器工作机制
      • 4.5.4 定时器机制的设置方法
  • 5 用上定时器，以前的难题再也不难了！
    • 5.1 感觉一下LED闪烁的新玩法
    • 5.2 50毫秒闪烁有些快，慢点，再慢点
    • 5.3 把按键加进去控制，定时检测按键
    • 5.4 按键的长按与短按控制，学完你也能干了！
    • 5.5 设计秒表，你值得拥有！
    • 5.6 第八次课线下案例设计及课后作业
    • 5.7 优秀报告展示
  • 6 尽情歌唱吧----单片机！
    • 6.1 从蜂鸣器到音乐播放器的设计
    • 6.2 简易电子琴设计
    • 6.3 清清嗓子，让单片机先唱一个调试试：
    • 6.4 高歌一曲献给你!
    • 6.5 单片机的计数器工作原理
    • 6.6 按键计数显示系统开发的新玩法
    • 6.7 计数器扩展为外部中断的用法
    • 6.8 第九次课线下案例设计及课后作业
    • 6.9 第九次课优秀学习报告展示
  • 7 串口通信
    • 7.1 完成国家精品在线课程内容学习
    • 7.2 串行通信基础知识（课堂实录）
    • 7.3 单片机发送一个字符到PC机
    • 7.4 把按键按下的计数次数值发送到PC机
    • 7.5 定时把按键按下的计数次数值发送到PC机
    • 7.6 单片机接收一串从PC机发来的字符
    • 7.7 建立PC机与单片机之间的通信协议
    • 7.8 第十四次课  网络数控加工的设计与实现
    • 7.9 课程大实验：单轴数控工作台控制系统开发设计
  • 8 矩阵按键的设计和应用
    • 8.1 矩阵按键的设计原理
    • 8.2 矩阵按键的应用
    • 8.3 矩阵按键头文件的制作
    • 8.4 EEprom的使用
    • 8.5 第十次课线下案例设计
    • 8.6 第十次课优秀学习报告展示
  • 9 八段数码管的应用
    • 9.1 数码管显示一个简单的数
    • 9.2 数码管显示两位数
    • 9.3 按键次数的计数的数码管显示
    • 9.4 消灭BUG
  • 10 期中测试
    • 10.1 项目开发：小盆栽自动浇花系统开发
    • 10.2 期中测试优秀设计报告展示
  • 11 课程大作业
    • 11.1 课程大作业课题
  • 12 课程考试要求及相关结课事宜
    • 12.1 期末考试要求
    • 12.2 课程学习效果自评问卷
  • 13 数控系统开发
    • 13.1 第十一次课线下项目设计
    • 13.2 数控系统开发 II （课堂现场实录）
  • 14 历史文物展示台控制系统开发（教材样章）
    • 14.1 项目导入
    • 14.2 旋转展示台控制系统方案设计
    • 14.3 系统软件的架构
    • 14.4 step by step 程序设计
      • 14.4.1 step1--开机显示及蜂鸣器鸣叫
      • 14.4.2 step2--密码输入的显示与控制
      • 14.4.3 step3—系统运行各界面的人机交互显示
      • 14.4.4 step4—旋转台电机的手动控制模块设计
      • 14.4.5 step5—旋转台电机的串行通信控制程序模块设计
      • 14.4.6 step6—速度和密码参数设置程序模块设计
      • 14.4.7 step7—意外触碰的处理
  • 15 单片机仿真软件安装
    • 15.1 完成国家精品在线课程内容学习
    • 15.2 Proteus 软件安装过程
    • 15.3 Proteus电路图打开及仿真调试过程
    • 15.4 Proteus仿真调试练习
    • 15.5 使用Keil软件的程序编译及仿真运行
    • 15.6 练习：在给定电路上对给定程序完成编译和仿真。
  • 16 2020秋季学期课堂教学项目案例
    • 16.1 第一次课堂教学案例
    • 16.2 第二次课堂教学案例
    • 16.3 第三次课堂教学案例
    • 16.4 第四次课堂教学案例
    • 16.5 第五次课堂教学案例
    • 16.6 第六次课堂教学案例
    • 16.7 第七次课堂教学案例
    • 16.8 第八次课堂教学案例
  • 17 2021春季学期课堂教学案例
    • 17.1 第一次课堂教学案例
    • 17.2 第二次课堂教学案例
    • 17.3 第三次课堂教学案例
    • 17.4 第四次课堂教学案例
    • 17.5 第十五周课堂教学案例
  • 18 2022春季学期课堂项目设计
    • 18.1 第一次项目设计任务
    • 18.2 第二次项目设计任务
    • 18.3 第三次项目设计任务
    • 18.4 第四次项目设计任务
    • 18.5 第五次项目设计任务
    • 18.6 第六次项目设计任务
    • 18.7 第七次项目设计任务
    • 18.8 第八次项目设计任务
    • 18.9 第九次项目设计任务
  • 19 2022秋季学期课堂教学案例
    • 19.1 第一次项目设计任务（顺序控制）
    • 19.2 第二次项目设计任务（前后台控制）
    • 19.3 第三次项目设计任务（同级多任务控制）
    • 19.4 第四次项目设计任务（外部中断应用）
    • 19.5 第五次项目设计任务（分层分级多任务控制）
    • 19.6 期中项目化测试
    • 19.7 第六次项目设计任务（定时器应用）
    • 19.8 第七次项目设计任务（定时器计数器综合应用）
    • 19.9 第八次项目--数控工作台控制系统开发（矩阵按键、EEPROM的综合应用）
    • 19.10 第九次项目--网络数控系统开发（串行通信技术应用）
  • 20 2023春季学期课堂项目设计
    • 20.1 第一次项目设计任务
    • 20.2 第四次项目设计任务
    • 20.3 第二次项目设计任务
    • 20.4 第五次项目设计任务
    • 20.5 第六次项目设计任务
    • 20.6 第七次项目设计任务
    • 20.7 第八次项目设计任务
    • 20.8 期中考试
    • 20.9 第三次项目设计任务
  • 21 2023秋季学期课堂教学案例
    • 21.1 第一次项目设计任务
    • 21.2 第二次项目设计任务
    • 21.3 第三次项目设计任务
    • 21.4 第四次项目设计任务
    • 21.5 第五次项目设计任务
    • 21.6 第六次项目设计任务
    • 21.7 第七次项目设计任务
    • 21.8 第八次项目设计任务
    • 21.9 第九次项目设计任务
  • 22 2024春季学期课堂教学案例
    • 22.1 2024春季学期课堂教学案例
      • 22.1.1 项目一 模拟洗衣机洗衣过程的软件模块设计
      • 22.1.2 项目二  国旗升降自动控制系统开发
      • 22.1.3 项目三 一种旋转喷漆工作台控制系统开发
      • 22.1.4 项目四 对项目三 增加报警检测控制（应用外部中断处理）
      • 22.1.5 项目五  数控系统设计之---主轴电机测速与PWM调速控制
      • 22.1.6 项目六  数控系统设计之--数控机床工作台控制系统设计
      • 22.1.7 项目七  南海卫士
      • 22.1.8 项目八  国旗升降系统改进设计
      • 22.1.9 项目九 数控系统设计之---网络控制 I
      • 22.1.10 项目十 数控系统设计之---手轮控制步进电机的程序模块设计
      • 22.1.11 课程大作业设计要求
  • 23 2025年春季学期项目教程
    • 23.1 开发板调试电机的初步应用
    • 23.2 ​数控系统主轴电机的按键受控运行
    • 23.3 数控系统主轴电机的多模式控制
    • 23.4 数控系统主轴电机的急停控制
    • 23.5 数控系统主轴电机的PWM控制
    • 23.6 数控系统主轴电机的速度检测
    • 23.7 数控系统主轴电机的PID控制
    • 23.8 数控系统主轴电机网络控制功能开发
  • 24 数智课程申报
    • 24.1 申报书
    • 24.2 申报汇报视频
  • 25 太空电梯控制系统开发
    • 25.1 太空电梯实现效果
从传统的开关控制到信号控制

传统的直观意义的控制就比如宿舍照明灯的开关控制，又比如我们以前电工课里说过的用继电器电路完成对三相电机的启停控制，这里我们要给大家引出一种新的控制方式，比如霓虹灯闪烁怎么来实现？又比对电机的控制我不仅要控制它的启动、停止，我还想根据需要控制它的运转速度，这些都很有意思，而且很重要，一般的传统控制不太容易实现。好吧，这里我们不着急很快就上升到那么“高大上”的应用上去，先来看看下面的一些例子讲解，希望大家看后有些思路的转换。

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