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C51单片机应用与C语言程序设计(第4版) ——基于机器人工程对象的项目实践
丛   书   名: “十三五”职业教育国家规划教材  工作导向创新实践教材  “十四五”职业教育国家规划教材
作   译   者:秦志强 出 版 日 期:2022-01-01
出   版   社:电子工业出版社 维   护   人:王昭松 
书   代   号:G0379290 I S B N:9787121379291

图书简介:

本书以两轮小型移动机器人的制作与编程项目为主线,通过循序渐进地构建机器人的控制器和传感器电路,并对机器人进行编程和控制,将C51单片机的外围接口特性、内部结构原理、综合应用设计和C语言程序设计等知识和技能传授给学生,彻底打破了传统的先理论、后实验的教学方法和教学体系,解决了单片机原理与应用、C语言程序设计等核心专业基础课程抽象、枯燥与教学效果差的难题。
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    内容简介

    本书以两轮小型移动机器人的制作与编程项目为主线,通过循序渐进地构建机器人的控制器和传感器电路,并对机器人进行编程和控制,将C51单片机的外围接口特性、内部结构原理、综合应用设计和C语言程序设计等知识和技能传授给学生,彻底打破了传统的先理论、后实验的教学方法和教学体系,解决了单片机原理与应用、C语言程序设计等核心专业基础课程抽象、枯燥与教学效果差的难题。

    图书详情

    ISBN:9787121379291
    开 本:16开
    页 数:240
    字 数:345.6

    本书目录

    第1讲  从Arduino到C51单片机 (1)
    单片机和微控制器 (1)
    学习单片机的意义 (1)
    C51系列单片机 (2)
    机器人与C51单片机 (3)
    任务1  获得软件 (4)
    任务2  安装软件 (5)
    安装Keil μVision4 (5)
    任务3  硬件连接 (5)
    连接到计算机上 (5)
    电源的连接 (6)
    对教学板和单片机进行通电检查 (6)
    对教学板和单片机进行通信连接 (6)
    任务4  第一个程序 (7)
    创建与编辑你的第一个程序 (7)
    第一个C语言程序:HelloRobot.c (9)
    编译你的第一个程序 (10)
    程序调试 (11)
    下载可执行文件到单片机 (12)
    用串口调试软件查看单片机输出信息 (13)
    HelloRobot.c是如何工作的 (13)
    printf函数 (14)
    “while(1);”的作用 (15)
    HelloRobotYourTurn.c是如何工作的 (16)
    任务5  做完实验关断电源 (18)
    第2讲  C51接口与伺服电机控制 (20)
    C51单片机的输入/输出接口 (20)
    任务1  单灯闪烁控制 (21)
    LED电路元件 (21)
    LED电路搭建 (21)
    例程:HighLowLed.c (22)
    HighLowLed.c是如何工作的 (22)
    任务2  机器人伺服电机控制信号 (26)
    例程:BothServoClockwise.c (28)
    任务3  计数并控制循环次数 (29)
    例程:ControlServoRunTimes.c (31)
    例程:BothServosThreeSeconds.c (33)
    任务4  用计算机来控制机器人的运动 (34)
    例程:ControlServoWithComputer.c (34)
    ControlServoWithComputer.c是如何工作的 (35)
    第3讲  C语言函数与机器人运动控制 (38)
    任务1  基本运动动作 (38)
    例程:RobotForwardThreeSeconds.c (39)
    RobotForwardThreeSeconds.c是如何工作的 (39)
    向后走、原地转弯和绕轴旋转 (40)
    例程:ForwardLeftRightBackward.c (41)
    任务2  匀加速/减速运动 (44)
    编写匀加速运动程序 (44)
    例程:StartAndStopWithRamping.c (45)
    任务3  用函数调用简化运动程序 (47)
    例程:MovementsWithFunctions.c (50)
    例程:MovementsWithOneFuntion.c (52)
    任务4  高级主题—用数组建立复杂运动 (53)
    字符型数据 (54)
    数组 (55)
    例程:NavigationWithSwitch.c (57)
    NavigationWithSwitch.c是如何工作的 (59)
    例程:NavigationWithValues.c (60)
    第4讲  C51接口与触觉导航 (63)
    触觉导航与单片机输入接口 (63)
    任务1  安装并测试机器人“胡须” (63)
    安装“胡须” (64)
    测试“胡须” (65)
    例程:TestWhiskers.c (65)
    位操作符 (66)
    if语句 (67)
    ?操作符 (67)
    任务2  通过“胡须”导航 (70)
    编程使机器人基于“胡须”导航 (70)
    关系与逻辑运算符 (71)
    例程:RoamingWithWhiskers.c (72)
    “胡须”导航机器人怎样行走 (75)
    任务3  机器人进入死区后的人工智能决策 (75)
    编程逃离墙角死区 (75)
    例程:EscapingCorners.c (76)
    EscapingCorners.c是如何工作的 (79)
    第5讲  C51接口与红外线导航 (83)
    使用红外线发射和接收器件探测道路 (82)
    红外前灯 (82)
    任务1  搭建并测试红外发射和检测器对 (83)
    元件清单 (83)
    搭建红外前灯 (83)
    测试红外发射和检测器对 (84)
    例程:TestLeftIrPair.c (85)
    排错 (87)
    函数延时的不精确性 (87)
    任务2  探测和避开障碍物 (88)
    改变“胡须”程序,使它适用于IR检测和机器人躲避 (88)
    例程:RoamingWithIr.c (89)
    任务3  高性能的IR导航 (93)
    在每个脉冲信号之间采样以避免碰撞 (93)
    例程:FastIrRoaming.c (93)
    FastIrRoaming.c是如何工作的 (95)
    任务4  俯视的红外发射和检测器对 (97)
    推荐材料 (97)
    用绝缘带模拟桌子的边沿 (98)
    编程检测边沿 (98)
    例程:AvoidTableEdge.c (99)
    AvoidTableEdge.c是如何工作的 (101)
    第6讲  C51定时器与机器人的距离检测 (104)
    用同样的IR组电路检测距离 (104)
    推荐工具和材料 (104)
    任务1  定时/计数器的运用 (104)
    定时/计数器的控制 (105)
    工作模式 (105)
    定时/计数器初值的计算 (106)
    例程:TimeApplication.c (106)
    TimeApplication.c是如何工作的 (107)
    中断 (108)
    中断优先级 (108)
    任务2  测试扫描频率 (109)
    红外检测器频率检测 (109)
    用频率扫描法进行编程,做距离检测 (110)
    例程:TestLeftFrequencySweep.c (110)
    TestLeftFrequencySweep.c是如何工作的 (112)
    例程:DisplayBothDistances.c (114)
    任务3  尾随小车 (114)
    对尾随车编程 (116)
    例程:FollowingRobot.c (117)
    FollowingRobot.c是如何工作的 (119)
    任务4  跟踪条纹带 (121)
    搭建和测试路径 (121)
    需要的材料 (121)
    测试条纹带 (121)
    绝缘带路径排错 (123)
    编程跟踪条纹带 (123)
    例程:StripeFollowingRobot.c (124)
    第7讲  C51单片机的UART与机器人串口通信 (126)
    串口控制寄存器SCON (127)
    什么是波特率 (127)
    波特率的计算 (128)
    RS232电平与TTL电平转换 (128)
    任务1  编写串口通信程序 (129)
    例程:uart.h (129)
    uart.h是如何工作的 (132)
    存储器结构 (132)
    串口工作流程 (133)
    例程:HelloRobot.c—printf("Hello,this is a message from your Robot\n") (134)
    例程:ControlServoWithComputer.c—scanf("%d",&PulseDuration) (134)
    第8讲  C51单片机显示接口编程与机器人应用 (136)
    LED数码管 (136)
    任务1  数码管显示 (136)
    元件清单 (138)
    电路设计 (138)
    共阴极数码管显示的源程序 (140)
    电路连接 (141)
    任务2  认识LCD显示器 (142)
    LCD显示器 (142)
    LCD显示器与C51单片机的连接 (142)
    LCD接口说明 (143)
    任务3  编写LCD驱动程序 (145)
    元件清单 (146)
    电路连接 (146)
    例程:LCDdisplay.c (146)
    LCDdisplay.c是如何工作的 (150)
    指针 (151)
    任务4  用LCD显示机器人运动状态 (152)
    C语言的编译预处理 (152)
    例程:MoveWithLCDDisplay.c (156)
    MoveWithLCDDisplay.c是如何工作的 (158)
    第9讲  多传感器智能机器人 (160)
    任务1  多传感器信息与C语言结构体的使用和编程 (160)
    结构体 (160)
    例程:IRRoamingWithWithStructLCDDisplay.c (164)
    IRRoamingWithWithStructLCDDisplay.c是如何工作的 (165)
     
    任务2  智能机器人的行为控制策略和编程 (169)
    例程:NavigationWithSensors.c (171)
    NavigationWithSensors.c是如何工作的 (173)
    第10讲  机器人循线竞赛 (175)
    任务1  QTI传感器及其通信接口 (176)
    任务2  安装QTI传感器到机器人前端 (177)
    任务3  编写QTI传感器的测试程序 (178)
    测试程序:Test4QTI.c (179)
    Test4QTI.c是如何工作的 (180)
    任务4  设计算法实现机器人无接触传感器游中国 (182)
    例程:RobotTourChina.c (183)
    RobotTourChina.c是如何工作的 (186)
    执行调试 (187)
    任务5  修改算法实现机器人游中国 (188)
    任务6  用数组实现机器人游中国比赛 (193)
    任务7  改进运动执行程序,提升执行的可靠性 (199)
    函数 (203)
    附录A  C语言概要归纳 (208)
    C语言概述 (208)
    数据类型、运算符与表达式 (208)
    分支结构程序 (210)
    循环控制 (212)
    数组 (214)
    函数 (215)
    预处理命令 (215)
    指针 (217)
    结构体 (218)
    位运算 (219)
    附录B  微控制器原理归纳 (221)
    引言 (221)
    一些概念 (221)
    中央处理器(CPU) (222)
    RAM和ROM (223)
    地址总线、数据总线和控制总线 (223)
    微处理器和微控制器 (224)
    附录C  无焊料面包板 (225)
    附录D  LCD模块电路 (228)
    附录E  本书所使用的机器人零配件清单 (228)

    展开

    前     言

    本书自2007年12月第一版出版以来,这是第四次再版。作为国内第一本将单片机和C语言教学结合起来的开创性综合实践教材,至今已经在高职院校使用了近15年。此次再版,直接说明了本教材完全符合高职创新教学改革方向,教学效果经受住了实践的检验。
    在近15年的时间里,本书先后入选国家“十二五”和“十三五”职业教育国家规划教材,本次改版就是为入选“十三五”职业教育国家规划教材要求而进行的修订和更新。两次入选职业教育国家规划教材,进一步说明本教材始终符合高职创新教学改革方向。
    本次修订的重点是更新配套的教学机器人器材及其案例图片。相比原有的教学机器人控制板,新的控制板做了如下改进:
    1、老版控制板需要使用专用的USBASP下载器和USB转232数据线,非常不方便。而新的控制板只需要一根USB数据线即可以实现程序的下载和程序运行时的数据交互,极大的简化了学习开发过程。
    2、由于控制板核心芯片AT89S52的端口电流驱动能力弱,老版控制器不能直接驱动部分品牌的标准伺服舵机,需要外接上拉电阻。新版控制板直接加入了上拉电阻,使得控制板可以直接连接各种品牌的伺服舵机,简化了学习开发过程。
    3、新版控制板采用了TQFP封装工艺的AT89S52芯片,贴片安装到控制板,比老版的PLCC芯片具有更高的可靠性。
    4、新版控制器只安装了AT89S52芯片,无需再兼顾AVR单片机教学,使得控制板更加简洁、美观和可靠。
    除了控制板的升级,配套教学机器人的机械本体也进行了升级,由原来的一体化车体升级为标准金属模块搭建的车体,为后续的各种机械结构和电子模块的拓展提供了更多的方便。
    此次教材和配套器材的升级,为更多的高职院校采用此套教材提供了方便,编著者也希望更多的高职院校能够采用这本教材,实现老师和学生能力的双提升!
    本教材的修订由电子工业出版社王昭松编辑发起,在此特别感谢她的努力与坚持。另外,还要特别感谢全童科教有限公司的同事们搭建模型、拍摄和修改配图。
    学习本书所需的控制板、机械和电子配件可以联系全童科教(东莞)有限公司购买。
    学无止境,没有最好,只有更好!书中如有不妥之处,敬请读者批评指正。

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