本书以MCS51兼容单片机为核心，以“蓝桥杯”单片机设计与开发竞赛为背景，以Proteus为仿真平台，以实际操作为目标，介绍单片机的设计与调试。 本书首先介绍设计基础，包括MCS51兼容单片机及其开发环境与工具，然后介绍模块设计与调试，包括LED、定时器、数码管、矩阵键盘、串行口和中断等基本模块以及实时钟、温度传感器、存储器、ADC/DAC、超声波距离测量和频率测量等扩展模块，最后以竞赛真题为例介绍单片机系统设计与测试。 本书设计程序经过多轮实验改进，简单易学，实用性强。设计程序既可以在竞赛实训平台上运行，也可以在Proteus中仿真运行，方便无实训平台用户学习和线上教学。

冯良，硕士，实验师，毕业于北京交通大学信号与信息处理专业，现就职北方工业大学信息学院实验中心。承担过工地噪声测量及分析系统研制、C3000智能流量计检测仪开发、自适应宽量程多源音频信息融合与实时分析系统等项目。2022年带队参加竞赛获北京市大学生电子竞赛一等奖2项、二等奖2项、三等奖1项。

目 录
第1章 设计基础 （1）
1.1 MCS51兼容单片机 （1）
1.1.1 MCS51单片机功能简介 （1）
1.1.2 IAP15单片机简介 （5）
1.1.3 单片机竞赛实训平台资源介绍 （8）
1.2 开发环境与工具 （8）
1.2.1 Keil C51 （8）
1.2.2 STC-ISP （12）
1.2.3 IAP15F2K61S2程序调试方法 （14）
1.3 Proteus （19）
第2章 基本模块设计与调试 （23）
2.1 LED （23）
2.1.1 原理图绘制 （23）
2.1.2 源代码设计 （24）
2.1.3 源代码调试 （26）
2.2 定时器 （28）
2.2.1 源代码设计 （30）
2.2.2 源代码调试 （32）
2.3 数码管 （34）
2.3.1 原理图绘制 （34）
2.3.2 源代码设计 （35）
2.3.3 源代码调试 （39）
2.4 矩阵键盘 （40）
2.4.1 源代码设计 （41）
2.4.2 源代码调试 （45）
2.5 串行口 （47）
2.5.1 原理图绘制 （49）
2.5.2 源代码设计 （50）
2.5.3 源代码调试 （54）
2.6 中断 （55）
2.6.1 源代码设计 （57）
2.6.2 源代码调试 （58）
第3章 扩展模块设计与调试 （59）
3.1 实时钟DS1302 （59）
3.1.1 原理图绘制 （60）
3.1.2 源代码设计 （61）
3.1.3 源代码调试 （66）
3.2 温度传感器DS18B20 （68）
3.2.1 原理图绘制 （70）
3.2.2 源代码设计 （71）
3.2.3 源代码调试 （74）
3.3 串行EEPROM AT24C02 （75）
3.3.1 原理图绘制 （76）
3.3.2 源代码设计 （77）
3.3.3 源代码调试 （83）
3.4 8位ADC/DAC PCF8591 （83）
3.4.1 原理图绘制 （84）
3.4.2 源代码设计 （85）
3.4.3 源代码调试 （86）
3.5 超声波距离测量 （87）
3.5.1 原理图绘制 （87）
3.5.2 源代码设计 （88）
3.5.3 源代码调试 （92）
3.6 频率测量 （92）
3.6.1 原理图绘制 （93）
3.6.2 源代码设计 （94）
3.6.3 源代码调试 （95）
第4章 竞赛试题设计与测试 （97）
4.1 第十一届省赛试题 （97）
4.1.1 系统设计 （98）
4.1.2 系统测试 （104）
4.1.3 客观题解析 （105）
4.2 第十一届国赛试题 （106）
4.2.1 系统设计 （108）
4.2.2 系统测试 （115）
4.2.3 客观题解析 （116）
4.3 第十二届省赛试题 （117）
4.3.1 系统设计 （118）
4.3.2 系统测试 （123）
4.3.3 客观题解析 （124）
4.4 第十二届国赛试题 （125）
4.4.1 系统设计 （128）
4.4.2 系统测试 （136）
4.4.3 客观题解析 （137）
4.5 第十三届省赛试题 （139）
4.5.1 系统设计 （141）
4.5.2 系统测试 （146）
4.5.3 客观题解析 （146）
4.6 第十三届国赛试题 （148）
4.6.1 系统设计 （151）
4.6.2 系统测试 （161）
4.6.3 客观题解析 （162）
附录A 单片机竞赛实训平台 （165）
附录B ASCII码表 （170）
附录C C语言运算符 （171）
附录D 实验指导 （172）
实验1 LED （172）
一、实验目的 （172）
二、实验内容 （172）
三、实验步骤 （172）
四、思考问题 （172）
五、实验报告 （172）
实验2 定时器 （172）
一、实验目的 （172）
二、实验内容 （173）
三、实验步骤 （173）
四、思考问题 （173）
五、实验报告 （173）
实验3 数码管 （173）
一、实验目的 （173）
二、实验内容 （173）
三、实验步骤 （173）
四、思考问题 （173）
五、实验报告 （174）
实验4 矩阵键盘 （174）
一、实验目的 （174）
二、实验内容 （174）
三、实验步骤 （174）
四、思考问题 （174）
五、实验报告 （174）
实验5 串行口 （174）
一、实验目的 （174）
二、实验内容 （175）
三、实验步骤 （175）
四、思考问题 （175）
五、实验报告 （175）
实验6 中断 （175）
一、实验目的 （175）
二、实验内容 （175）
三、实验步骤 （175）
四、思考问题 （175）
五、实验报告 （176）
实验7 DS1302 （176）
一、实验目的 （176）
二、实验内容 （176）
三、实验步骤 （176）
四、思考问题 （176）
实验8 DS18B20 （176）
一、实验目的 （176）
二、实验内容 （176）
三、实验步骤 （177）
四、思考问题 （177）
实验9 AT24C02 （177）
一、实验目的 （177）
二、实验内容 （177）
三、实验步骤 （177）
四、思考问题 （177）
实验10 PCF8591 （177）
一、实验目的 （177）
二、实验内容 （177）
三、实验步骤 （177）
四、思考问题 （178）
实验11 距离测量 （178）
一、实验目的 （178）
二、实验内容 （178）
三、实验步骤 （178）
四、思考问题 （178）
实验12 频率测量 （178）
一、实验目的 （178）
二、实验内容 （178）
三、实验步骤 （178）
四、思考问题 （178）