目前，國內(nèi)高職高專類傳感器相關(guān)教材眾多，但都存在理論重于實踐的問題。事實上很多高職高專類學生在畢業(yè)后通常無法將這些學到的理論付諸實踐。大多數(shù)從事傳感器設(shè)計類工作的學生，雖然從事的是專業(yè)性的工作，但更多的也只是使用傳感器，即便是從事相對深入的研發(fā)工作也僅僅只是設(shè)計傳感器模塊并應(yīng)用之。另外一個尤為重要的問題是以理論為先導(dǎo)的教學對專科學生而言吸引力已不復(fù)存在，為了滿足就業(yè)市場的需求，動手能力優(yōu)先已經(jīng)成了必然趨勢。因此本書的寫作目標是希望編寫一本更加實用、符合現(xiàn)狀的教材來完成專科生的技能培養(yǎng)工作，以便他們能夠更加直接地獲取技能，更好地從事專業(yè)技術(shù)性的工作。

本教材的主要特點如下：

（1）本書的初步設(shè)計開始于五年前，在確定出版之前的四年中，已經(jīng)在本校計算機應(yīng)用、嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)的教學中廣泛實施，通過不斷的反饋和優(yōu)化革新，本書的體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)容細節(jié)得到不斷地改進，目前也已經(jīng)磨合到與教學有很高的契合度，與學生培養(yǎng)有很強的支撐性，與就業(yè)實踐有很好的吻合性。

（2）本書在編寫過程中拋棄傳感器與測控系統(tǒng)全部的理論，力圖通過最簡單、最有效的方式，以嵌入式行業(yè)中的項目概念為基本出發(fā)點，從零開始，引導(dǎo)學生逐步建立起自己的簡單測控系統(tǒng)。本書介紹了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、程序設(shè)計技術(shù)、單片機技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機通信等關(guān)鍵技術(shù)，由淺入深，逐步實現(xiàn)一個簡單的、帶計算機通信的控制系統(tǒng)。

（3）本書以筆者十年多的嵌入式從業(yè)經(jīng)驗為基礎(chǔ)，強調(diào)了系統(tǒng)項目規(guī)范的觀點，考慮到并不是所有學生畢業(yè)后都從事研發(fā)等專業(yè)技術(shù)崗位，故在大多數(shù)章節(jié)中都要求學生提交全部項目資料，希望借助這種方式讓學生進行固定分組、自行分工、貫穿項目觀、了解行業(yè)與行業(yè)分工，并最終通過課程對專業(yè)背景與未來工作崗位有更清楚的認識，早日找到自己未來的職業(yè)定位。

本書由綦志勇任主編，常排排、于繼武任副主編，羅保山老師負責全書的主審工作。本課程團隊的向昕彥老師為本書校對做了大量細致的工作；黃崇新、閆應(yīng)棟、尹江山、周雯、顧家銘、唐建國、龔麗、張新華、余璐、張克斌、李志剛、李安邦等老師以及

遼東學院的周春明老師，武漢武軟微嵌科技有限公司、武漢尚智通科技有限公司的謝將軍、陳果實、詹彬、賀帥鵬、劉權(quán)、丁為、王碩、徐海平等同志為本書資源建設(shè)做了很多有益的工作。中國水利水電出版社的有關(guān)負責同志對本書的出版給予了大力的

支持。在本書的編寫過程中參考了大量國內(nèi)外計算機專業(yè)的文獻資料，在此，謹向這些著作者以及為本書出版付出辛勤勞動的同志深表感謝！

序
前言
第1 章 計算機測控系統(tǒng)
1.1 傳感器與綜合控制技術(shù)概述...... 002
1.2 電子電路設(shè)計軟件................... 002
1.3 單片機技術(shù)............................ 003
1.4 單片機C 語言程序設(shè)計技術(shù)..... 005
1.5 傳感器技術(shù)............................ 006
1.6 本章小結(jié)............................... 007
【項目實施】 .................................................. 008
第2 章 核心控制系統(tǒng)硬件設(shè)計與
實現(xiàn)
2.1 單片機核心板介紹................... 010
2.1.1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 ................. 010
2.1.2 電源設(shè)計 ................................... 010
2.1.3 晶振設(shè)計 ................................... 012
2.1.4 復(fù)位電路設(shè)計 ............................ 013
2.1.5 外部I/O 與其他 ......................... 014
2.2 使用DXP 軟件設(shè)計核心板....... 015
2.2.1 DXP 軟件基礎(chǔ)功能介紹 ............. 015
2.2.2 使用DXP軟件繪制核心板原理圖 ... 026
2.2.3 使用DXP 軟件繪制核心板PCB ... 036
2.3 焊接核心板............................ 042
2.3.1 準備焊接環(huán)境 ............................ 042
2.3.2 元件的識別 ................................ 042
2.3.3 焊接核心板 ................................ 046
2.4 核心板測試............................ 048
2.5 本章小結(jié)............................... 052
【項目實施】 .................................................. 052
第3 章 使用C 語言控制核心系統(tǒng)
3.1 算法概述............................... 054
3.1.1 簡單算法設(shè)計思路 ..................... 054
3.1.2 算法實現(xiàn) ................................... 056
3.2 軟件環(huán)境搭建......................... 058
3.2.1 Keil 集成開發(fā)環(huán)境簡介 .............. 058
3.2.2 工程與配置 ................................ 060
3.3 計算機語言與算法的配合......... 068
3.3.1 問題提出 ................................... 068
3.3.2 算法設(shè)計與程序設(shè)計 ................. 069
3.4 C 程序設(shè)計語言與單片機......... 072
3.4.1 使用C 語言控制單片機 ............. 072
3.4.2 使用ISP 下載軟件..................... 077
3.5 本章小結(jié)............................... 079
【項目實施】 .................................................. 080
第4 章 模擬測控系統(tǒng)
4.1 嵌入式系統(tǒng)項目規(guī)范............... 082
4.1.1 嵌入式系統(tǒng)項目規(guī)范簡介 .......... 082
4.1.2 嵌入式系統(tǒng)項目規(guī)范說明 .......... 083
4.2 模擬測控系統(tǒng)簡介................... 084
4.3 硬件連接............................... 085
4.4 使用C 語言進行程序設(shè)計........ 087
4.4.1 建立工程 .................................. 088
4.4.2 算法分析與程序設(shè)計 ................. 092
4.4.3 可執(zhí)行文件下載與初步測試 ....... 097
4.5 聯(lián)合調(diào)試與實現(xiàn)...................... 100
4.6 本章小結(jié)............................... 102
【項目實施】 .................................................. 102
第5 章 光電開關(guān)模塊
5.1 光電開關(guān)模塊與項目規(guī)范......... 104
5.1.1 光電開關(guān)模塊的簡單工作原理 ... 104
5.1.2 光電開關(guān)項目規(guī)范 ..................... 104
5.2 使用DXP 軟件設(shè)計光電開關(guān)模塊...................................... 106
5.2.1 原理圖設(shè)計 ................................ 106
5.2.2 電路板設(shè)計 ................................ 114
5.3 實現(xiàn)光電開關(guān)模塊................... 121
5.3.1 硬件準備 ................................... 121
5.3.2 硬件焊接與調(diào)試......................... 122
5.4 模塊測試............................... 124
5.5 本章小結(jié)............................... 126
【項目實施】 .................................................. 126
第6 章 繼電器模塊
6.1 繼電器模塊與項目規(guī)范............ 128
6.1.1 繼電器模塊的簡單工作原理 ....... 128
6.1.2 繼電器項目規(guī)范......................... 128
6.2 使用DXP 軟件設(shè)計繼電器模塊.130
6.2.1 原理圖設(shè)計 ................................ 130
6.2.2 電路板設(shè)計 ................................ 152
6.3 實現(xiàn)繼電器模塊...................... 158
6.3.1 硬件準備 ................................... 158
6.3.2 硬件焊接與調(diào)試......................... 159
6.4 模塊測試............................... 161
6.5 本章小結(jié)............................... 163
【項目實施】 .................................................. 164
第7 章 簡單入侵檢測系統(tǒng)
7.1 簡單入侵檢測系統(tǒng)簡介............ 166
7.2 簡單入侵檢測系統(tǒng)設(shè)計目標與項目規(guī)范............................... 167
7.2.1 簡單入侵檢測系統(tǒng)的設(shè)計目標 ... 167
7.2.2 簡單入侵檢測系統(tǒng)的項目規(guī)范 ... 167
7.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)............... 169
7.3.1 原理設(shè)計 ................................... 169
7.3.2 硬件實現(xiàn) ................................... 171
7.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)............... 174
7.4.1 算法設(shè)計 ................................... 174
7.4.2 軟件設(shè)計 ................................... 176
7.5 系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試......................... 184
7.5.1 模塊調(diào)試 ................................... 184
7.5.2 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與性能測試 ................. 189
7.6 本章小結(jié)............................... 192
【項目實施】 .................................................. 192
第8 章 計算機通信
8.1 串口通信RS-232 技術(shù)簡介.... 194
8.2 簡單串口通信系統(tǒng)設(shè)計目標與
項目規(guī)范............................... 195
8.2.1 串口通信系統(tǒng)設(shè)計目標 .............. 195
8.2.2 串口通信系統(tǒng)項目規(guī)范 .............. 196
8.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)............... 197
8.3.1 原理圖設(shè)計 ................................ 198
8.3.2 電路板設(shè)計 ................................ 206
8.3.3 硬件實現(xiàn) ................................... 207
8.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)............... 209
8.4.1 算法設(shè)計 ................................... 209
8.4.2 軟件設(shè)計 ................................... 212
8.5 系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試......................... 225
8.6 本章小結(jié)............................... 229
【項目實施】 .................................................. 229
第9 章 簡單計算機測控系統(tǒng)
9.1 計算機干預(yù)測控系統(tǒng)簡介......... 231
9.2 簡單計算機干預(yù)測控系統(tǒng)設(shè)計目標與項目規(guī)范...................... 231
9.2.1 簡單計算機干預(yù)測控系統(tǒng)的設(shè)計目標 ........................................... 232
9.2.2 簡單計算機干預(yù)測控系統(tǒng)的項目規(guī)范 ........................................... 233
9.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)............... 235
9.3.1 接口設(shè)計與實現(xiàn)......................... 235
9.3.2 硬件測試 ................................... 238
9.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)............... 242
9.4.1 算法設(shè)計 ................................... 242
9.4.2 軟件設(shè)計 ................................... 244
9.5 系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試......................... 251
9.6 本章小結(jié)............................... 255
【項目實施】 .................................................. 256
第10 章 溫度傳感器模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
10.1 溫度傳感器模塊與項目規(guī)范.... 258
10.1.1 溫度傳感器的基本工作原理 ... 258
10.1.2 溫度傳感器模塊的項目規(guī)范 ... 259
10.2 使用DXP 軟件設(shè)計溫度傳感器模塊.................................... 261
10.2.1 原理圖設(shè)計 ........................... 261
10.2.2 電路板設(shè)計 ........................... 265
10.3 實現(xiàn)溫度傳感器模塊............. 269
10.3.1 硬件實現(xiàn) ............................... 269
10.3.2 軟件設(shè)計與實現(xiàn) .................... 270
10.4 模塊測試............................. 278
10.5 本章小結(jié)............................. 280
【項目實施】 .................................................. 280
第11 章 基本計算機干預(yù)溫度自控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
11.1 基本計算機干預(yù)溫度自控系統(tǒng)簡介.................................... 282
11.2 基本計算機干預(yù)溫度自控系統(tǒng)項目目標與項目規(guī)范.................... 283
11.2.1 基本計算機干預(yù)溫度自控系統(tǒng)項目設(shè)計思想 ...................................... 284
11.2.2 基本計算機干預(yù)溫度自控系統(tǒng)需求與規(guī)范 ................................... 285
11.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)............. 287
11.3.1 接口設(shè)計與實現(xiàn) .................... 288
11.3.2 硬件測試 ............................... 292
11.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)............. 296
11.4.1 算法設(shè)計 ............................... 297
11.4.2 軟件設(shè)計 ............................... 300
11.5 系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試....................... 311
11.6 本章小結(jié)............................. 316
【項目實施】 .................................................. 317
第12 章 其他傳感器模塊簡介
12.1 光照度傳感器模塊簡介......... 319
12.2 溫濕度傳感器模塊簡介.......... 319
12.3 煙霧傳感器模塊簡介............. 321
12.4 超聲波傳感器模塊簡介......... 322
12.5 霍爾傳感器模塊簡介............. 323
12.6 本章小結(jié)............................. 324

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