本书为“十四五”高等职业教育城市轨道交通机电技术专业系列教材之一，以《“十四五”职业教育规划教材建设实施方案》为引领，依据高等职业院校城市轨道交通类专业人才培养方案及单片机技术课程标准而编写。内容编写以典型任务为载体，符合学生认知特点，充分体现职业教育理念，将知识、技能和素养有机结合，达到有效激发学生学习兴趣和创新潜能的目的。 本书共分七个项目，其中项目一为单片机硬件基础部分，介绍了单片机的应用场景、历史和发展趋势，并详细介绍了C51单片机的硬件资源，搭建单片机最小系统；项目二至项目四为单片机应用基础部分，通过典型任务介绍了地铁列车到站指示灯、车站时钟系统、智能扶梯控制系统的设计与应用等内容，系统介绍单片机1V0端口、定时器、中断等内容；项目五为车站智能照明系统设计与应用，系统介绍单片机串口通信，初步引人传感网的概念；项目六、项目七为车站设备电压监控系统、地铁车站环境监控系统的设计与应用，是本书的提高部分，通过系统学习典型传感器在单片机系统中的应用，强化理解传感网，并初步理解大数据和人工智能的概念。 本书适合作为高等职业院校城市轨道交通类、铁道运输类、电子信息

为了贯彻教育部关于职业教育教材建设的相关要求及“三教改革”的精神，以《“十四五”职业教育规划教材建设实施方案》为引领，依据高等职业院校城市轨道交通类专业人才培养方案及单片机技术课程标准而编写。编写中注重充分体现“加快构建现代职业教育体系，培养更多高素质技术技能人才、能工巧匠、大国工匠”的职业教育理念，将职业道德、工匠精神、科学思维、数字意识等融入教材中，旨在发挥教材育人功能。
单片机作为电子信息领城的关键技术，对培养专业人才有重要意义。这门课程不仅承接着电路原理、模拟电子技术、数字电子技术等课程，而且对培养学生的逻辑思维能力、系统设计能力和创新实践能力发挥着重要作用。本书具有以下特点：
1难度螺旋上升，符合认知规律
内容编排符合职业教育特点，遵循学生的认知和能力发展规律。对原有的课程体系进行重构，包括单片机认知、单片机常用资源和外设、单片机组网、单片机传感系统应用；内容选取上难度适中，螺旋上升，以“能用、够用、会用”为原则，切合教学实际。
2.紧扣课程标准，突出职业特色
结合课程教学标准要求的知识、能力及素质目标，采用“项目引领、任务驱动”的项目化教材结构。通过典型任务的实施，突出知识的重点、难点，并注重基本实践技能训练，配套健全仿真实验项目，突出内容趣味性、典型性、实用性和可操作性。
3.呈现形式新颖，注重创新思维
图文并茂，结构完整。书中有明确的任务目标、任务描述、知识链接、任务实施及任务评价，可操作性强，体现工学结合的一体化教学模式。教材中的项目选题来自城市轨道交通车站的应用，设计以学生为中心的“沉浸式”学习场景；项目中任务实施部分有基础任务和提高任务，注重启发学生的创新思维。
4.教材资源丰富，适应时代发展
教材配套资源丰富，方便教师开展教学及学生自主学习。利用“互联网+”时代的新型技术手段，创设虚拟仿真等全新的教学环境，突出学生个体价值，构建虚拟智慧车站应用场景，以项目导向、任务驱动为架构的线上线下混合式教学模式，促进教学方式变革。在确保教材体系完整性、教材知识点满足教学目标的前提下，开发丰富、多元的教学资源，为学生提供视频微课、仿真练习等资源。
5.融入课程思政，增强育人功能
根据轨道交通企业对人才的要求和职业教育的特点，教材从知识、能力、技能等方面，将范作业、安全生产、团队协作、精益求精和科技创新等元素融入教材中，以培养学生职业素养。
本书由南京铁道职业技术学院与南京地铁集团有限公司合作完成。南京铁道职业技术学院李志明任主编；南京铁道职业技术学院李春鹏、邓建芳任副主编；南京铁道职业技术学院刘林、陈保国，南京地铁集团有限公司王承，南京中芯智联电子科技有限公司崔勇，武汉软件工程职业学院付厚奎参与编写，全书由南京地铁集团有限公司王青华主审。具体编写分工如下:李志明编写项目一、二、三、七中除“巩固练习”以外内容，以及其他项目的“任务目标”“任务实施”“任务评价”内容，并负责全书统稿；李春鹏编写项目六中“任务描述”“知识链接”“巩固练习”内容，以及其他项目“巩固练习”内容;邓建芳编写项目五任务1中“任务描述”“知识链接”内容；刘林编写项目四任务1中“任务描述”“知识链接”内容；陈保国编写项目四任务3中“任务描述”内容；王承编写项目四任务2中“任务描述”“知识链接”内容；崔勇编写项目五任务2中“任务描述”“知识链接”内容；付厚奎编写项目四任务3中“知识链接”内容。
本书在编写过程中得到了南京铁道职业技术学院原教研室主任丁祁正老师的大力支持，在此表示感谢！
本书在编写过程中，参考和引用了大量有关文献资料，在此对原作者表示感谢!限于编者水平，书中难免存在一些疏漏和不当之处，恳请广大读者批评指正，并将建议及时反馈给我们(编者邮箱:lizhiming@njrts.edu.cn),以便本书修订完善。
编 者
2024年11月

项目一单片机硬件系统1任务搭建51单片机最小系统1项目二地铁列车到站指示灯设计与制作16任务1铁路信号灯设计与制作16任务2炫彩霓虹灯的设计与制作29任务3地铁列车到站指示灯设计与制作41任务4车站常用设备报警状态灯的实现48项目三车站时钟系统设计与应用58任务1数码管显示阿拉伯数字58任务2简易车站时钟设计与应用73任务3独立按键控制的时钟设计与应用84任务4车站时钟设计与应用95项目四智能扶梯控制系统设计与应用109任务1行人进人电梯检测器设计与应用109任务2智能电梯异物入侵检测器模拟设计与应用119任务3扩展训练———数字方波信号发生器设计与调试128项目五车站智能照明系统设计与应用139任务1串口通信最小模型设计与制作139任务2车站智能照明设计151项目六车站设备电压监控系统设计与应用169任务1静态显示列车到站时间169任务2滚动显示列车时间180任务3车站设备电压监控系统设计188项目七地铁车站环境监控系统设计

李志明，南京铁道职业技术学院电子电气系系主任，所属专业为城市轨道交通机电技术，副教授。2006年硕士研究生毕业以来，2008—2014年，在中兴通信股份有限责任公司南京研究所担任高级工程师。2018年以来，一直在南京铁道职业技术学院从事电气自动化、机电技术课程教学工作，教学经验丰富。主要业绩：1.2018年，指导学生获得全国大学生电子设计竞赛江苏省一等奖；2.2019年、2021年指导学生获得全国大学生电子设计竞赛国家一等奖；3.2022年，“十四五”江苏省职业教育首批在线精品课程《光纤通信系统》主要成员；4.2024年，江苏省职业院校教学能力比赛省一等奖；5..2024年，江苏省职业院校技能比赛智能电子产品设计与开发赛项教师参赛省二等奖；6.2023年，江苏高等继续教育“一平台两系统”首批试运行在线课程《单片机应用系统设计及调试》主持人。

校企“双元”，活页式教材设计，融媒体。