本书是“十三五”江苏省高等学校重点教材（新编），依据嵌入式高级应用“可穿戴设备开发”课程的主要教学内容和要求，结合课程教学实际编写而成。通过本书的学习，可以帮助学生掌握必备的嵌入式高级应用、单片机硬件开发、单片机软件开发、人体健康检测、可穿戴相关传感器的原理与应用、手机APP的开发以及物联网开发原理与流程等的知识与技能。本书可作为高等职业院校移动互联、智能互联、人工智能以及电子信息大类相关专业的教材，也可作为岗位培训用书。

本书是“十三五”江苏省高等学校重点教材（2019-2-175），依据嵌入式高级应用“可穿戴设备应用开发”课程的主要教学内容和要求，结合课程教学实际编写而成。学生通过本书的学习，可以掌握必备的嵌入式高级应用、单片机硬件开发、单片机软件开发、人体健康检测、可穿戴相关传感器的原理与应用、物联网开发原理与流程等知识与技能。本书在编写过程中吸收企业技术人员参与，紧密结合工作岗位，与职业岗位对接；选取的案例贴近生活、贴近学生实际；将创新理念贯彻到内容选取、编写体例等方面。
本书在编写时努力贯彻教学改革的有关精神，具有以下特色。
1. 突出移动互联应用技术专业的目标定位
智能互联设备是移动互联的最终产品，高职学生对应职业岗位有可穿戴设备应用开发工程师、智能设备电路绘图员、智能设备焊接工和装配工、智能互联应用设备的安装调试工、智能互联和智能穿戴产品销售员及售后技术支持工程师等。本书围绕智能互联应用技术专业的职业岗位，调整原来以理解嵌入式原理和实验验证为主的教学目标。基于该职业岗位对嵌入式知识和嵌入式高级应用能力的需求，确定本课程的教学目标为：让学生进一步理解嵌入式软硬件基础知识，读懂硬件电路和软件代码，深入理解传感器的数据采集原理和数据处理方法，以及所得数据的通信传输。通过可穿戴设备的开发和应用，理解物联网的工作原理和流程。帮助学生在今后的职业岗位中成为主动的智能互联设备的开发者和使用者，充分体会可穿戴设备嵌入式开发知识在智能互联设备中的使用。
2.实现任务驱动式的项目化教学
本书是以可穿戴产品典型开发过程为主线编写的任务驱动模式的项目化教材。针对移动互联应用技术专业岗位所需的知识和技能，选用适合穿戴设备开发的STM8L051F3低功耗单片机作为载体，C语言作为编程语言，针对欠缺电子电路知识的智能互联专业的学生，电路板设计选用目前较流行，便于实施的电路板开发平台国产立创EDA，并将智能端APP开发、蓝牙通信等相关知识点和技能点纳入项目中。项目选择由简单到复杂，由单一到综合，逐步提高学生的专业技能。项目之间是并列关系，通过完成项目使学生的认知水平、操作技能和工作能力得到提高。每个项目分成多个任务，通过完成每个任务，最终实现项目目标。
3. 项目设计注重实用性
根据移动互联应用技术专业岗位所需的知识点和技能点，结合移动互联企业实际项目和全国职业院校技能大赛移动互联比赛题目，进行细化、整合和设计，删除烦琐的部分，增加满足专业岗位要求的内容，使项目更具有普适性，在提高学生学习兴趣的同时，提高学生的实践能力和岗位就业竞争能力。
4. 项目组织遵循产品开发规律，强化任务实践过程
本书内容结构遵循可穿戴设备嵌入式产品典型开发过程，以任务驱动的方式将理论融入教学，突出“教、学、做、评”一体的高等职业教学模式。通过构建任务描述、相关知识、任务实施、任务拓展等环节，针对不同环节采用恰当的教学方法，有意识、有步骤地将职业能力训练和职业素质养成融入实际教学实施过程中，使学生在一开始就能明确学习目标，激发其学习主动性和积极性，将项目各阶段的工作任务转化为学习任务，让学生在完成该项目的同时获得相应技能所需的知识，“做中学，学中做，边学边做”，形成理论实践一体化、项目教学和工作过程一体化、课堂与生产一体化、实践教学与培养岗位能力一体化。
5. 教学资料完整可行，操作性强
本书构建了完整的课程内容和操作体系，所提供的电路图、芯片资料、源程序、测试和调试方法都完整可行，都能在实际环境中运行通过。为了便于开展课程教学，配备完善的PPT课件和视频教程，并详细描述了具体设计步骤和开发全过程，学生参照本书可以在实训环境中制作完成相应的项目，也方便自学。本书程序和相关资料，可以从百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1tjn1PYXrp-984SqpN-TkYg（提取码：ob34）免费下载，也可发送电子邮件至710694754@qq.com免费索取。
本书建议学时为80学时，具体学时分配见下表。
项目建议学时项目建议学时
项目1 12
项目2 16
项目3 16
项目4 16
项目5 16
附录A 4
总计80
本书由赵航涛、张超、凌寿铨任主编，杨烨、李立亚任副主编。
本书在编写过程中参考了大量的文献资料，在此向文献资料的作者和提供者致以诚挚的谢意。
由于编写时间及编者水平有限，书中难免有疏漏和不妥之处，恳请广大读者批评指正。
编 者
2020年8月

项目一 设计开发光照度检测控制器... 1

任务一 设计制作流水灯.............................
2


任务描述..............................................................................
2


相关知
识
一、单片机与嵌入式系统............................................
2
二、单片机的发展史.......................................................
4
三、STM8L051F3单片机概述..............................
. 4
四、STM8L051F3.基础知识介绍.........................
6
五、TTL电平逻辑...........................................................
. 8
六、通用I/
O
端口（GPIO）...................................
. 8
任务实施......................................................................................10
任务拓展......................................................................................20



任务二 设计制作按键控制LED
灯...........21


任务描述......................................................................................21


相关知
识
一、中断................................................................................21
二、按键及其分类...........................................................22
任务实施.......................................................................................23
任务拓展.......................................................................................28



任务三 光照度检测控制系统....................29


任务描述.......................................................................................29


相关知
识
一、传感器...........................................................................29
二、光敏传感器...............................................................31
三、A/D转换器...............................................................32
任务实施......................................................................................34
任务拓展......................................................................................41



思考与问答....................................................41



目 录


项目二 设计制作智能电子钟.......42


任务一 设计制作字符显示器....................43


任务描述...........................................................................43
相关知
识
一、IIC.基础知识............................................................43
二、显示器件简介..........................................................50
三、OLED.时序的IIC.配置...................................
.
51
四、OLED.IIC
接口连接原理图............................52
任务实施...........................................................................53
任务拓展...........................................................................68



任务二 设计制作智能电子钟....................68


任务描述...........................................................................68


相关知
识
一、定时器
/
计数器......................................................68
二、RTC.概述...................................................................70
任务实施...........................................................................74
任务拓展........................................................................101



思考与问答..................................................101


项目三 设计开发环境紫外线监测器...102

任务一 设计开发环境温湿度检测器.......103


任务描述........................................................................103
相关知识........................................................................103
任务实施........................................................................105
任务拓展........................................................................115


任务二 设计开发紫外线监测显示器.......115


任务描述........................................................................115



相关知
识
一、紫外线对人体的影响.......................................115
二、紫外线检测原理..................................................116
三、紫外线传感器电路解析..................................117
四、紫外线传感代码解析.......................................118
任务实施........................................................................120
任务拓展........................................................................132



思考与问答..................................................132


项目四 设计开发基于蓝牙的可穿戴
人体体温监测器..........133

任务一 设计开发人体体温监测器..........134


任务描述........................................................................134


相关知
识
一、体温信息采集的价值............................134
二、非接触式体温传感器原理.................134
三、温度采集电路解析.................................135
四、温度传感数据采集代码解析............136
任务实施........................................................................138
任务拓展........................................................................148



任务二 设计开发基于蓝牙的人体体温

..............监测器
.
........................................................148
任务描述........................................................................148
相关知识

一、通信的基本概念.......................................148
二、STM8L的USART.通信...................151
三、蓝牙模块简介............................................154
任务实施........................................................................157
任务拓展........................................................................171



思考与问答..................................................171


项目五 可穿戴设备综合实训——运动
辅助设备的设计..........172

任务一 设计开发人体心率检测器..........172


任务描述........................................................................173


相关知
识
一、心率采集信息价值.............................................173
二、心率传感器及原理............................................174
三、心率传感器电路解析.......................................175
四、心率传感代码解析.............................................175
任务实施........................................................................177



任务拓展........................................................................190


任务二 设计开发运动计步器..................190


任务描述........................................................................190
相关知
识
一、陀螺仪的发展历程.............................................191
二、MPU6050传感器的使用..............................192
三、步伐识别算法........................................................193
四、运动传感代码解析.............................................195
任务实施........................................................................196



任务拓展........................................................................217


思考与问答..................................................217


附录A IAR的安装及配置........218
一、软件下载.............................................................218
二、软件安装.............................................................219
三、软件的使用和配置.......................................227
四、STM8L051F3工程创建..........................231


附录Ｂ 图形符号对照表..........236
参考文献........................ 237