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《单片机与物联网技术应用实战教程》[43M]百度网盘|亲测有效|pdf下载
  • 单片机与物联网技术应用实战教程

  • 出版社:机械工业出版社自营官方旗舰店
  • 出版时间:2018-07
  • 热度:10130
  • 上架时间:2024-06-30 09:08:33
  • 价格:0.0
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内容介绍

内容简介

《单片机与物联网技术应用实战教程》是以单片机和物联网相结合的学习理念为知识主体,使用C语言和Java语言分别对底层单片机进行电子系统设计和上位机端控制界面进行APP开发。

《单片机与物联网技术应用实战教程》总共分为三部分:*一部分:单片机与物联网基础知识篇;第二部分:单片机与物联网基础案例实践篇;第三部分:单片机与物联网综合案例实践篇。单片机与物联网基础知识篇包括底层单片机应用和上位机Android知识的学习。单片机与物联网基础案例实践篇包括一些简单的单片机应用系统和基于APP控制的单片机应用案例。单片机与物联网综合案例实践篇的内容是在掌握单片机与物联网知识的基础上,具有一定的案例开发技能,能够深层次地对单片机与物联网进行综合系统设计。

《单片机与物联网技术应用实战教程》内容编排由浅入深,通过案例将理论与实践相互融合,引导读者循序渐进地完成单片机与物联网知识的学习。实例丰富、图文并茂、通俗易懂,即使读者没有任何单片机和物联网知识的基础,也可以通过本书的学习跨入单片机与物联网知识的大门。

目录

前言


第一部分 单片机与物联网基础知识篇


第1章 绪论3

 1.1 单片机技术概论3

  1.1.1 单片机技术发展趋势3

  1.1.2 单片机技术定义及应用4

  1.1.3 单片机开发板简介5

 1.2 物联网技术概论5

  1.2.1 物联网技术的发展趋势5

  1.2.2 物联网技术的定义及应用5

 1.3 单片机和物联网技术的开发案例6

 1.4 本章小结7


第2章 软件开发环境8

 2.1 KeilC51软件开发环境8

  2.1.1 KeilC51软件开发概述8

  2.1.2 KeilC51μVision4软件的安装与卸载8

  2.1.3 KeilC51μVision4软件的操作流程13

 2.2 AndroidSDK开发环境26

  2.2.1 Android基本简介26

  2.2.2 搭建Android应用开发环境27

  2.2.3 创建一个简单的应用程序36

 2.3 本章小结41


第3章 单片机的体系结构42

 3.1 单片机的基本结构42

 3.2 单片机的中断45

 3.3 定时器和计数器48

 3.4 单片机的串行通信51

 3.5 本章小结53


第4章 物联网IOT的应用54

 4.1 无线传感网络的起源与发展54

 4.2 短距离无线通信技术性能的比较54

 4.3 智能硬件的无线技术格局55

  4.3.1 WIFI技术56

  4.3.2 Bluetooth(蓝牙)技术57

  4.3.3 ZigBee技术58

  4.3.4 Z-Wave技术60

 4.4 智能硬件WIFI模块的开发60

  4.4.1 WIFI功能特点61

  4.4.2 WIFI模块硬件参数的描述61

  4.4.3 WIFI-LPT100引脚定义62

  4.4.4 WIFI-LPB100引脚定义63

  4.4.5 WIFI-LPB100电气特性65

  4.4.6 WIFI-LPT100/WIFI-LPB100机械尺寸和天线66

  4.4.7 WIFI-LPB100工作模式66

  4.4.8 无线组网方式67

  4.4.9 Socket通信67

  4.4.10 网页配置模块参数68

  4.4.11 串口AT命令配置参数71

  4.4.12 WIFI-LPB100快速入门74

 4.5 本章小结76


第5章 51单片机C语言的程序设计77

 5.1 数据类型77

 5.2 运算符与表达式78

  5.2.1 算术运算符79

  5.2.2 赋值运算符79

  5.2.3 关系运算符79

  5.2.4 逻辑运算符79

  5.2.5 位操作运算符80

  5.2.6 指针运算符80

 5.3 数组81

  5.3.1 一维数组81

  5.3.2 二维数组82

 5.4 指针82

  5.4.1 指针定义82

  5.4.2 指针运算符和地址运算符83

 5.5 程序设计语句83

 5.6 本章小结85


第6章 Java程序设计86

 6.1 Java语言概述86

  6.1.1 Java语言特点86

  6.1.2 Java语言的基本语法87

  6.1.3 Java数组91

  6.1.4 面向对象的定义92

 6.2 Java面向对象96

  6.2.1 类96

  6.2.2 对象98

  6.2.3 方法100

  6.2.4 继承103

  6.2.5 多态106

  6.2.6 修饰符107

  6.2.7 接口109

  6.2.8 抽象类111

  6.2.9 内部类112

  6.2.10 多线程的编程113

 6.3 Java提高117

  6.3.1 文件编程117

  6.3.2 Java文件I/O编程119

  6.3.3 JavaTCP编程123

  6.3.4 JavaVDP编程126

  6.3.5 JavaSwing编程128

 6.4 本章小结130


第7章 Android编程基础131

 7.1 Android基础131

  7.1.1 Android系统背景131

  7.1.2 Android开发环境131

  7.1.3 Android虚拟机的搭建138

 7.2 AndroidVI布局140

  7.2.1 视图(View) 140

  7.2.2 视图组(ViewGroup) 141

  7.2.3 线性布局(Iinearlayout) 141

  7.2.4 相对布局(Relativelayout) 142

  7.2.5 框架布局(Framelayout) 143

  7.2.6 表单布局(Tablelayout) 144

  7.2.7 网格布局(Gridlayout) 146

 7.3 Android组件149

  7.3.1 Activity组件149

  7.3.2 BroadcastReceiver组件154

  7.3.3 Service组件161

  7.3.4 ContentProvider组件162

 7.4 本章小结163


第二部分 单片机与物联网基础案例实践篇


第8章 单个LED灯点亮项目167

 8.1 项目需求167

 8.2 项目的工作原理分析167

 8.3 项目的硬件电路设计167

 8.4 项目的软件程序设计168

 8.5 系统调试总结170


第9章 单片机独立按键控制项目171

 9.1 项目需求171

 9.2 项目的工作原理分析171

 9.3 项目的硬件电路设计171

 9.4 项目的软件程序设计172

 9.5 系统调试总结175


第10章 单片机外部中断控制项目178

 10.1 项目需求178

 10.2 项目的工作原理分析178

 10.3 项目的硬件电路设计179

 10.4 项目的软件程序设计179

 10.5 系统调试总结182


第11章 单片机定时控制项目183

 11.1 项目需求183

 11.2 项目的工作原理分析183

 11.3 项目的硬件电路设计184

 11.4 项目的软件程序设计185

 11.5 系统调试总结186


第12章 单片机串口通信项目187

 12.1 项目需求187

 12.2 项目的工作原理分析187

 12.3 项目的硬件电路设计188

 12.4 项目的软件程序设计189

 12.5 系统调试总结191


第13章 单片机控制继电器项目193

 13.1 项目需求193

 13.2 项目的工作原理分析193

 13.3 项目的硬件电路设计194

 13.4 项目的软件程序设计194

 13.5 系统调试总结196


第14章 基于APP的串行通信控制项目197

 14.1 项目需求197

 14.2 项目的工作原理分析197

 14.3 底层硬件电路的设计198

 14.4 安卓手机端APP的软件开发199

 14.5 底层驱动电路的软件设计205

  14.5.1 WIFI模块的网络配置205

  14.5.2 底层硬件电路的软件设计206

 14.6 项目调试208


第15章 APP控制LED灯点亮的项目210

 15.1 项目需求210

 15.2 项目的工作原理分析210

 15.3 底层硬件电路的设计210

 15.4 安卓手机端APP软件的开发212

 15.5 底层驱动电路的软件设计217

  15.5.1 WIFI模块的网络配置217

  15.5.2 底层硬件电路的软件设计218

 15.6 项目调试220


第16章 安卓手机APP控制继电器工作项目222

 16.1 项目需求222

 16.2 项目的工作原理分析222

 16.3 底层硬件电路的设计223

 16.4 安卓手机端APP的软件开发224

 16.5 底层驱动电路的软件设计230

  16.5.1 WIFI模块的网络配置230

  16.5.2 底层硬件电路的软件设计230

 16.6 项目调试233


第17章 安卓手机APP控制步进电动机项目235

 17.1 项目需求235

 17.2 项目的工作原理分析235

 17.3 底层硬件电路的设计238

 17.4 安卓手机端APP的软件开发239

 17.5 底层驱动电路的软件设计245

  17.5.1 WIFI模块的网络配置245

  17.5.2 底层硬件电路的软件设计246

 17.6 项目调试248

第18章 APP控制蜂鸣器报警项目251

 18.1 项目需求251

 18.2 项目的工作原理分析251

 18.3 底层硬件电路的设计252

 18.4 安卓手机端APP的软件开发253

 18.5 底层驱动电路的软件设计259

  18.5.1 WIFI模块的网络配置259

  18.5.2 底层硬件电路的软件设计259

 18.6 系统调试总结261


第三部分 单片机与物联网综合案例实践篇


第19章 基于压力传感器的硬币鉴伪识别系统设计265

 19.1 硬币鉴伪识别系统项目说明265

 19.2 硬币鉴伪识别系统的原理概述265

  19.2.1 压力传感器的工作原理265

  19.2.2 压力传感器补偿等效电路的分析266

  19.2.3 硬币鉴伪识别系统的功能分析266

 19.3 硬币鉴伪识别系统的硬件电路设计267

  19.3.1 单片机最小系统267

  19.3.2 压力传感器268

  19.3.3 压力信号的采集电路268

  19.3.4 显示电路268

  19.3.5 A-D转换电路269

  19.3.6 整体系统的硬件电路设计图270

 19.4 硬币鉴伪识别系统的软件设计271

  19.4.1 主程序设计271

  19.4.2 压力检测传感器模块的程序设计272

  19.4.3 LCD液晶显示模块的程序设计273

 19.5 系统调试273

  19.5.1 程序调试273

  19.5.2 实物调试274

 19.6 系统总结275


第20章 智能太阳能追光系统的研制276

 20.1 项目背景说明276

 20.2 智能太阳能追光系统概述276

  20.2.1 太阳光强度变化规律276

  20.2.2 智能太阳能追光系统的设计原理276

 20.3 太阳光线跟踪系统的硬件设计277

  20.3.1 系统的硬件架构设计278

  20.3.2 光信号采集的设计281

  20.3.3 电动机驱动模块的电路设计282

  20.3.4 单片机控制电路的设计283

  20.3.5 光伏面板的选择284

  20.3.6 系统案例的应用电路设计284

 20.4 太阳光线跟踪系统的软件设计284

  20.4.1 单片机的控制软件设计284

  20.4.2 太阳光信号采集程序的设计285

  20.4.3 系统驱动程序的设计286

 20.5 系统调试286

  20.5.1 程序调试286

  20.5.2 系统实物调试287

 20.6 系统总结287


第21章 基于物联网技术的温湿度监测系统的设计288

 21.1 项目说明288

  21.1.1 研究背景288

  21.1.2 国内外研究现状288

  21.1.3 研究工作的内容289

 21.2 物联网技术的温湿度监测系统概述289

 21.3 基于物联网技术的温湿度监测系统的硬件电路设计290

  21.3.1 单片机最小系统290

  21.3.2 温湿度采集电路290

  21.3.3 RFID卡读卡电路的设计290

  21.3.4 TFT液晶接口电路292

  21.3.5 WIFI数据通信电路292

  21.3.6 电源供电电路的设计292

  21.3.7 电平转换电路293

 21.4 物联网温湿度信息采集系统的软件实现294

  21.4.1 系统主程序的设计294

  21.4.2 采集信息程序的设计296

 21.5 系统测试297

  21.5.1 系统测试过程297

  21.5.2 测试结果分析297

 21.6 系统总结299


第22章 基于APP技术的电子音乐盒的设计300

 22.1 项目说明300

 22.2 电子音乐盒系统的分析300

  22.2.1 总体设计方案300

  22.2.2 系统功能的实现301

 22.3 电子音乐盒的硬件电路设计302

  22.3.1 LCD1602液晶电路302

  22.3.2 蜂鸣器的选择及放大电路302

  22.3.3 蓝牙通信303

 22.4 系统的软件程序设计303

  22.4.1 软件的总体设计思路303

  22.4.2 音调频率生成和节拍的计算303

  22.4.3 LCD1602四线驱动显示305

  22.4.4 手机端APP的开发305

  22.4.5 串口中断程序307

 22.5 系统调试308

 22.6 系统总结308


第23章 基于单片机的全自动智能避障小车的设计309

 23.1 项目说明309

  23.1.1 项目背景309

  23.1.2 项目工作内容309

 23.2 全自动智能避障小车系统方案309

  23.2.1 设计目标309

  23.2.2 系统方案310

 23.3 系统的硬件电路设计310

  23.3.1 电源模块310

  23.3.2 超声波探测避障模块310

  23.3.3 液晶LCD显示模块311

  23.3.4 电动机驱动模块311

  23.3.5 蜂鸣器报警电路312

 23.4 系统的软件程序设计312

  23.4.1 主程序设计312

  23.4.2 液晶LCD显示子程序的设计313

  23.4.3 超声波测距子程序的设计313

  23.4.4 直流电动机控制程序的设计314

 23.5 系统调试315

  23.5.1 系统调试概述315

  23.5.2 测试运行315

 23.6 系统总结316

参考文献317


前言/序言

前言
近几年,IT市场对APP开发人才的需求紧缺,特别是既有APP前端软件开发经验,又能够对底层驱动控制电路联合设计与调试的专业技能人才,缺口巨大。这类电子工程师要有实践经验,既要懂Java语言和安卓系统的开发,又要懂C语言和单片机的开发,其中单片机技术作为嵌入式项目开发的技术之一,应用性极强,作为底层驱动电路的控制系统,Android物联网技术作为上位机端APP开发的主流技术,可以远距离控制底层驱动电路,拓展了原有控制系统空间距离的限制。
本书的编写着眼于“实用、适用” “简单易懂” “快速上手” “举一反三” 的指导思想。全书以理论与实践相结合为主线,通过案例使读者在动手实践的过程中加深理论知识的学习,能够在学习过程中尽量做到反复理解和操作,最后能够独立完成技术案例,培养读者的技术创新能力。
全书共分为三部分内容:单片机与物联网基础知识篇、单片机与物联网基础案例实践篇、单片机与物联网综合案例实践篇。
1)单片机与物联网基础知识为两个方面内容:底层单片机基础知识和上位机Android基础知识。
底层单片机基础知识:考虑C语言易于阅读和理解,主要介绍如何利用C语言对单片机软件进行设计,包括单片机C语言仿真环境KeilC51的学习以及ISP在线下载功能。为了能够让初学者快速入门单片机的应用,整本书通过理论与实践相结合,以“项目案例” 的方式引导初学者学习单片机的技术知识。单片机基础知识部分主要为读者介绍了单片机的技术发展趋势以及定义及应用、单片机硬件系统及体系结构(包括引脚定义、存储器、定时/计数器、中断、串行通信)等。另外,介绍了单片机采用C语言编程(包括C语言的数据类型、运算符与表达式、数组、指针、程序设计语句)等,通过单片机基础知识的学习,使初学者具备单片机一定的理论基础,为后面利用单片机进行案例设计打好基础。
上位机Android基础知识:主要介绍了如何利用Java语言对Android手机进行APP开发,包括Java语言软件开发环境AndroidSDK的学习,对于初学者在学习、了解底层单片机电子控制系统的基础上,进一步学习如何利用安卓移动客户端开发APP控制底层单片机电子系统工作。为了能够让初学者快速步入单片机与物联网知识的大门,在原有单片机案例的基础上,添加了APP控制硬件电路系统案例。上位机Android基础知识部分主要为读者介绍了物联网IOT的应用(WiFi开发、组网形态、socket数据通信、网络配置、串口AT指令等)、Java语言编程(包括类、对象、方法、继承、接口、文件编程、TCP编程等) 以及Android编程基础(包括AndroidUI布局、Activity组件、BroadcastReceiver组件、Service组件、ContentProvider组件等)。通过上位机Android基础知识的学习,使初学者具备上位机APP开发的理论基础,为后面利用APP控制底层单片机各类电子应用系统案例的设计打好基础。
2)单片机与物联网基础案例实践篇分为两个方面的内容:单片机的基础案例和基于APP的单片机控制系统的基础案例。
单片机基础案例:经过第一部分单片机基础理论知识的学习,相信读者对单片机的知识已经有了比较深入的了解,将为读者介绍一些简单、易懂、易操作的基础案例,例如单个LED灯点亮、单片机独立按键控制、外部中断控制、定时控制、串行通信和继电器控制等。在讲解过程中,既介绍了案例的设计原理、同时又对案例的硬件电路进行了阐述,特别是在程序设计思想上,尽可能用简洁的语言清晰阐述,让初学单片机的读者容易理解,以利于初学者举一反三。
基于APP的单片机控制系统基础案例:经过第一部分基础理论知识的学习(包括单片机的基础知识和上位机Android基础知识),再加上单片机的基础案例设计,相信读者对底层单片机设计会有比较深入的了解。为了实现单片机与物联网技术相互融合,基于APP的单片机控制案例部分将为读者介绍一些易于上手的Android物联网案例,例如:基于APP的串行通信控制项目、APP控制灯亮、APP控制继电器、APP控制步进电动机、APP控制蜂鸣器等。在讲解的过程中,主要介绍了案例设计的工作原理、底层硬件电路的设计、APP软件的开发、WiFi配置和底层硬件电路的软件设计等。尽可能用简洁的语言清晰阐述,让初学者掌握APP的开发流程,并能够对底层硬件电路设计完成系统的联合调试,实现系统功能,提高读者动手的技能,使读者在操作的过程中掌握APP控制底层单片机控制系统的知识。
3)单片机与物联网综合案例实践篇:读者在完成第一阶段单片机与物联网理论知识的学习、第二阶段单片机控制的简单案例以及APP控制的底层单片机控制系统的学习后,希望设计更为复杂的电子系统,结合企业的需求,如节能、参数监测、APP开发、机器人等设计要求,在系统综合案例篇中给出了凸显电子系统创新设计理念,综合案例包括基于压力传感器的硬币鉴伪识别系统的设计、智能太阳能追光系统的研制、基于物联网技术的温湿度监测系统的设计、基于APP技术的电子音乐盒的设计、基于单片机的全自动智能避障小车的设计等。读者通过综合案例篇的学习,具备产品独立研发能力,可以完成基于单片机技术以及基于APP技术的各类电子控制系统的开发,推动物联网与单片机技术的深度融合,促进电子产品智能化水平的提高。
本书可以作为中高职院校、应用型本科院校进行单片机与物联网课程设计、毕业设计的指导教材;也可以作为初学单片机与物联网读者的参考用书,书中所涉及的案例稍加修改均可以应用在自己的工作中或者用来完成自己开发的APP电子控制系统课题,通过本书的学习使读者能够真正掌握单片机与物联网技术,将理论知识与实践相结合,融会贯通、学以致用。
特别感谢各位同事和朋友的热心帮助,使得本书能够顺利完成。衷心盼望本书能够对从事单片机与物联网技术工作的朋友有所帮助。
参与本书编写工作的主要人员有杭州师范大学钱江学院安康、易际钢、毛圣淇、倪莉莉、薛儒冰、王李冬、叶霞、孙亚萍、王玉槐、李静、张慧熙、胡可用、王琦晖;杭州晶控电子有限公司徐玮以及浙江众合科技股份有限公司安宁等,全书由安康统稿并审校。本书的编写工作获得杭州市重点学科建设项目“物联网工程学科” 浙江省实验室工作研究项目、浙江省教育科学规划课题、浙江省课堂教学改革研究项目大力支持,本书的编写工作获得杭州市重点学科建设项目“物联网工程学科”、浙江省实验室工作研究项目、浙江省教育科学规划课题、浙江省课堂教学改革研究项目大力支持,同时本书的编写获得浙江省新兴特色专业、杭州市属高校产学对接特需专业-机械设计制造及其自动化教研室全体教师的大力帮助。
由于作者水平有限,书中内容难免有错误与不妥之处,诚邀广大读者提出意见并不吝赐教。
编者2017年11月