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单片机与物联网技术应用实战教程

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标签: 单片机

单片机

物联网

物联网

本书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。全书总共分为三部分:一:单片机与物联网基础知识篇;二:单片机与物联网基础案例实践篇;三: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。全书内容编排由浅入深,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。

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 JavaUDP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 AndroidUI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

Ⅵ  单片机与物联网技术应用实战教程

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

目 录Ⅶ

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

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