51单片机系统入门、扩展、应用开发学习手册 案例详解版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本下载

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第1篇 初识单片机1

第1章 单片机简介1

1.1数字电路的发展1

1.1.1数字电路的特点1

1.1.2数字电路的应用3

1.1.3微处理器发展4

1.2什么是单片机5

1.2.1处理器分类5

1.2.2寻找单片机7

1.2.3常用单片机系列8

1.3 STC增强型51系列单片机介绍9

1.3.1 STC 51单片机家族9

1.3.2 STC单片机资源介绍9

1.3.3 STC单片机开发过程简介10

1.4本章小结11

第2章 单片机系统构成12

2.1单片机最小系统的构成12

2.1.1单片机系统电源12

2.1.2复位和时钟系统13

2.1.3输入/输出接口14

2.1.4外围功能器件14

2.2单片机选型15

2.2.1单片机芯片选型总原则15

2.2.2单片机硬件开发17

2.3单片机学习体会19

2.4本章小结20

第2篇51系列单片机基本资源21

第3章51单片机的I/O口21

3.1 I/O端口输入、输出控制及复用结构21

3.1.1 P0端口的结构21

3.1.2 P0端口的组成22

3.1.3 P0端口的工作原理22

3.1.4 P1端口的结构及工作原理24

3.1.5 P2端口的结构及工作原理25

3.1.6 P3端口第二功能输出结构及工作原理25

3.1.7 I/O接口的工作类型27

3.2 I/O端口寄存器及各种工作模式的配置28

3.2.1模式配置寄存器（PxM0、 PxM1）28

3.2.2端口数据寄存器（Px）28

3.2.3特殊功能寄存器（P4SW）29

3.2.4特殊功能寄存器（AUXR1）30

3.3 3V/5V混合电压端口互联31

3.4典型流水灯电路及程序分析34

3.5本章小结36

第4章51单片机中断系统37

4.1中断的概念37

4.2中断系统的寄存器39

4.2.1中断优先级控制寄存器IP、 IP2、 IPH、 IP2H41

4.2.2 IPH寄存器41

4.2.3 IP2H寄存器43

4.2.4定时器/计数器控制寄存器TCON43

4.2.5串行口控制寄存器SCON44

4.2.6低压检测中断寄存45

4.2.7 A/D转换控制寄存器ADC CONTR45

4.3中断优先级46

4.4中断处理过程46

4.5外部中断47

4.6中断的应用48

4.7本章小结48

第5章51单片机的定时器/计数器49

5.1定时器/计数器的结构及工作原理49

5.2定时器/计数器的相关寄存器50

5.2.1工作模式寄存器TMOD52

5.2.2辅助寄存器AUXR53

5.2.3时钟唤醒寄存器54

5.3定时器/计数器的工作模式55

5.4定时器/计数器编程举例58

5.5本章小结59

第6章51单片机异步串行通信60

6.1通用异步接收器/发送器UART60

6.1.1单工通信60

6.1.2半双工通信60

6.1.3全双工通信61

6.1.4多工方式61

6.1.5串行数据通信形式61

6.2串行口的结构及工作原理62

6.2.1数据发送原理62

6.2.2数据接收原理63

6.2.3回环操作63

6.2.4中断控制63

6.2.5波特率的产生64

6.3串行接口的寄存器及工作模式64

6.3.1串行口数据缓冲器SBUF66

6.3.2辅助寄存器AUXR66

6.3.3独立波特率发生器寄存器BRT67

6.3.4从机地址控制寄存器SADEN和SADDR67

6.3.5串行口1中断相关的寄存器IE、IP和IPH68

6.3.6各种工作模式与其波特率的计算68

6.4串行口波特率的选择和设定71

6.5使用串口1和独立波特率发生器BRT的步骤72

6.6串行接口通信应用举例73

6.6.1 RS-232接口74

6.6.2串行接口通信应用实例76

6.7本章小结78

第7章51单片机同步串行通信SPI79

7.1 SPI通用同步串行接口79

7.2 SPI接口寄存器设置81

7.2.1 SPI特殊功能寄存器81

7.2.2 SPI控制寄存器81

7.2.3 SPI状态寄存器82

7.2.4 SPI数据寄存器82

7.2.5 SPI数据通信接口83

7.3 SPI主从多机通信84

7.3.1单主机—单从机方式84

7.3.2双器件方式（器件可互为主机和从机）85

7.3.3单主机—多从机方式85

7.4 SPI通信应用举例88

7.5异步串行通信和同步串行通信的区别91

7.5.1异步串行方式的特点91

7.5.2同步串行方式的特点91

7.6本章小结91

第8章51单片机模数转换器92

8.1 ADC的结构及相关寄存器92

8.2参考电压源的选择96

8.3 ADC数据计算96

8.4 ADC的应用举例97

8.5本章小结98

第9章51单片机可编程计数器阵列99

9.1 PCA模块及其寄存器99

9.1.1 PCA工作模式寄存器CMOD99

9.1.2 PCA控制寄存器CCON100

9.1.3 PCA模块0的捕获/比较寄存器CCAPM0101

9.1.4 PCA模块1的捕获/比较寄存器CCAPM1101

9.1.5 PCA模块0的PWM寄存器PCA PWM0102

9.1.6 PCA模块1的PWM寄存器PCA PWM1103

9.2 PCA模块结构104

9.3 PCA模块的工作模式105

9.4程序实例108

9.5本章小结111

第10章 时钟、复位系统及工作模式112

10.1 51单片机的时钟系统112

10.1.1选择单片机的内/外时钟源112

10.1.2 STC系列单片机时钟系统113

10.1.3时钟分频器及其相关寄存器114

10.1.4可编程时钟输出118

10.2 51单片机的复位系统119

10.2.1外部RST引脚复位119

10.2.2外部低压检测复位121

10.2.3软件复位122

10.2.4上电复位/掉电复位123

10.2.5看门狗复位124

10.3 STC单片机的工作模式126

10.3.1 STC单片机工作模式控制寄存器126

10.3.2 STC单片机的工作模式选择127

10.3.3掉电模式下中断唤醒129

10.4本章小结131

第3篇51单片机存储器与资源扩展132

第11章51系列单片机存储器结构132

11.1 51单片机片内存储器132

11.1.1存储器组织结构133

11.1.2特殊功能寄存器139

11.2 51单片机内部EEPROM应用141

11.2.1 EEPROM操作及相关寄存器说明141

11.2.2 EEPROM读/写操作144

11.2.3 EEPROM操作实例145

11.3本章小结149

第12章51单片机资源扩展150

12.1片外数据存储器的扩展150

12.1.1存储器扩展电路150

12.1.2存储器的译码电路153

12.2 I/O接口扩展154

12.2.1利用串口来扩展并行I/O口155

12.2.2利用三态锁存器扩展并行I/O口158

12.2.3利用集成芯片扩展I/O口160

12.3 C语言使用片外数据总线实例168

12.4本章小结171

第4篇Keil集成开发环境与C语言172

第13章Keil μVision集成开发环境172

13.1 Keil μVision集成开发环境概述172

13.1.1软件的安装与卸载173

13.1.2在模板中添加STC单片机型号176

13.2 Keil μVision工程的建立178

13.2.1设置工程环境180

13.2.2程序编译连接186

13.3 Keil μVision软件仿真189

13.3.1进入软件仿真189

13.3.2查看寄存器数据192

13.3.3查看单片机片内外设资源195

13.4 STC系列单片机程序下载197

13.4.1 STC_ ISP_V4.83软件使用说明198

13.4.2 STC系列单片机在应用编程（IAP）的实现200

13.5本章小结202

第14章C语言基础知识203

14.1变量、标识符及关键字203

14.1.1标识符与关键字203

14.1.2数据基本类型204

14.1.3 C51编译器中独有的数据类型bit、sbit sfr和sfr16207

14.1.4不同类型数据转换关系210

14.2常用运算符210

14.2.1 C语言基本运算符211

14.2.2位运算符214

14.2.3运算符的优先级和结合性216

14.2.4变量的作用域和生存期217

14.3 C语言程序设计的基本结构222

14.3.1选择结构225

14.3.2循环结构228

14.3.3跳转结构229

14.4数组、指针、自定义数据类型232

14.4.1数组变量定义及使用232

14.4.2指针变量定义及使用236

14.4.3结构体类型定义及初始化245

14.5函数249

14.5.1函数的定义及其应用249

14.5.2 C51的中断函数254

14.5.3预处理命令256

14.5.4内部函数和外部函数259

14.6本章小结259

第5篇 单片机典型应用模块260

第15章 单片机系统的输入/输出接口260

15.1键盘输入260

15.1.1矩阵键盘原理及实现260

15.1.2两线式键盘（A/D按键）设计及实现265

15.1.3 PS/2接口C语言通信函数设计267

15.2显示输出268

15.2.1数码管静、动态显示输出269

15.2.2 LED点阵模块输出设计及实现272

15.2.3通用型图形点阵液晶279

15.2.4笔段式液晶屏电路及驱动显示284

15.2.5 TFT LCD液晶屏显示驱动设计290

15.3本章小结295

第16章 单片机典型应用实例296

16.1数据通信296

16.1.1 RS-232串行通信296

16.1.2单片机之间串口通信299

16.1.3 PC与单片机串口接线方法（三线制）301

16.1.4 RS-485通信接口实现304

16.1.5多功能电能表通信规约（DL/T645-1997）310

16.1.6程序设计312

16.2单片机实现I2C串行通信318

16.2.1 I2C总线规范319

16.2.2 I2C数据传输319

16.2.3单片机无线数据传输326

16.2.4实例程序329

16.3数据采集337

16.3.1基于DHT11的温湿度采集337

16.3.2实例程序340

16.3.3基于DS 1302的时间采集342

16.3.4实例程序346

16.3.5单片机系统中模拟数据采集348

16.3.6实例程序350

16.4机电控制351

16.4.1单片机驱动直流小电动机351

16.4.2实例程序354

16.4.3单片机控制步进电动机355

16.4.4实例程序357

16.4.5舵机的单片机控制358

16.4.6实例程序359

16.5本章小结361

第6篇 单片机系统综合应用362

第17章 单片机工程案例分析362

17.1倒计时定时器362

17.1.1系统设计362

17.1.2实例程序365

17.2交 通灯370

17.2.1系统设计370

17.2.2实例程序371

17.3出租车计价器374

17.3.1系统设计375

17.3.2程序设计376

17.4电子密码锁380

17.4.1系统设计381

17.4.2实例程序383

17.5本章小结390

第18章 保证单片机系统稳定工作391

18.1单片机系统电源设计391

18.1.1系统电源电路391

18.1.2集成稳压电路394

18.1.3精密电压基准源电路396

18.2单片机系统抗干扰设计397

18.2.1单片机的抗干扰设计397

18.2.2单片机通道的抗干扰设计400

18.2.3单片机系统功率输出的抗干扰设计401

18.3电路板级电磁兼容性设计403

18.3.1信号传输中的抗干扰措施403

18.3.2电源和地线噪声的抑制措施404

18.3.3板级综合抗干扰设计措施406

18.4本章小结408

第19章 基于GSM短信模块的智能家居控制系统409

19.1智能家居控制系统组成409

19.1.1智能家居基本功能简介409

19.1.2智能家居系统的基本原理411

19.1.3智能家居控制系统类型411

19.2智能家居控制器体系结构413

19.2.1智能家居控制系统组成413

19.2.2 GSM模块网络接口414

19.2.3 GSM短信模块单元415

19.2.4 GSM短信模块操作控制417

19.2.5智能家居控制系统软件流程421

19.2.6 GSM模块通信程序422

19.3本章小结427

第20章 单片机接入以太网的设计与实现428

20.1系统设计要求及设计思路428

20.1.1以太网接口设计方案428

20.1.2以太网中的常用术语429

20.1.3以太网协议分析430

20.2单片机接入以太网434

20.2.1单片机接入以太网硬件组成434

20.2.2 RTL8019网卡芯片介绍436

20.2.3 RTL8019芯片软件操作442

20.2.4以太网芯片驱动示例程序445

20.3本章小结449