單片機原理與應用(第3版現代機械工程系列精品教材普通高等教育十一五國家級規劃教材)

STC15F系列單片機在8051內核的基礎上擴展、提高了芯片性能，
片上資源豐富，速度高，抗靜電，抗干擾能力強，
而功耗低，價格低，能滿足一般實際應用要求，
可謂名副其實的單芯片計算機。
本書選擇STC15F系列單片機作為主講機型，
從微型計算機的基本結構、工作原理出發，
系統介紹了STC15F系列單片機的片上硬件資源，
包括CPU、存儲器、引腳功能、中斷、定時器／計數器、模數轉換器（ADC）、
異步串行通信、常用串行總線、可編程計數器陣列等，
詳細介紹了STC系列單片機彙編語言指令以及C語言C51系統的編程方法，
並編寫了綜合應用章節。
書中的多數舉例使用了彙編、C語言雙編程對照。
此外，為便於學習單片機，特編列了相關基礎知識附錄，以供查閱。
本書主要作為高等院校相關專業師生的教科書，也可作為單片機應用、
電子設計愛好者的參考書。

第1章單片機基礎1
1.1微型計算機概述1
1.1.1微型計算機的由來1
1.1.2微型計算機的基本結構2
1.2單片微型計算機3
1.2.1單片機的概念3
1.2.2常見的單片機3
1.2.3指令､程序和編程語言4
1.3STC系列單片機5
1.3.1STC系列單片機的發展歷史5
1.3.2STC系列單片機的命名規則6
1.3.3單片機的開發流程7
1.4本教材的特點8
習題與思考題8
 

第2章STC15F系列單片機CPU､
存儲器和引腳9
2.1STC15F系列單片機的性能概述9
2.2STC15F系列單片機的CPU10
2.3STC15F系列單片機的存儲器配置12
2.3.1程序存儲器12
2.3.2片內基本數據存儲器(基本RAM)13
2.3.3片內擴展RAM16
2.3.4片內數據Flash存儲器(EEPROM)16
2.3.5片外擴展存儲器或外設16
2.4STC15F系列單片機的引腳17
2.4.1STC15F系列單片機的封裝與引腳分類17
2.4.2STC15F系列單片機的I/O口19
2.4.3STC15F系列單片機I/O口的應用24
2.4.4STC15F單片機三總線擴展外部RAM26
2.5STC15F系列單片機的時鐘､復位與省電模式27
2.5.1STC15F系列單片機的時鐘27
2.5.2STC15F系列單片機的複位28
2.5.3STC15F系列單片機的省電模式30
習題與思考題31
 

第3章指令系統和彙編程序設計32
3.1指令的形式､分類與格式32
3.1.1指令的形式32
3.1.2指令的分類33
3.1.3彙編語言指令格式33
3.2尋址方式34
3.3指令系統36
3.3.1數據傳送指令37
3.3.2算術運算指令41
3.3.3邏輯運算指令45
3.3.4控制轉移類指令47
3.3.5位操作指令52
3.3.6指令總結54
3.4偽指令與彙編語言程序設計56
3.4.1偽指令56
3.4.2彙編語言程序設計57
3.5彙編語言程序設計實例58
3.5.1順序結構程序設計58
3.5.2分支結構程序設計59
3.5.3循環結構程序設計61
3.5.4查表程序設計64
3.5.5子程序設計65
3.5.6數碼管顯示和鍵盤掃描程序設計66
習題與思考題72
 

第4章單片機C語言程序設計76
4.1單片機C語言設計方法與特點76
4.1.1單片機C語言與彙編語言對比76
4.1.2單片機C語言特點77
4.1.3單片機C語言開發環境77
4.2C51數據類型與表達式79
4.2.1C51數據類型79
4.2.2C51常量與變量80
4.2.3C51的存儲類型和存儲模式81
4.2.4單片機內部資源的C51定義83
4.2.5運算符與表達式及其規則84
4.3C51流程控制90
4.3.1C語言程序的基本結構90
4.3.2順序結構90
4.3.3選擇結構90
4.3.4循環結構92
4.4數組94
4.4.1一維數組94
4.4.2二維數組95
4.4.3字符數組96
4.4.4數組與存儲空間97
4.5指針97
4.5.1指針的基本概念97
4.5.2指針數組和指向數組的指針變量98
4.5.3C51的指針類型98
4.6函數100
4.6.1函數的分類100
4.6. 2函數的定義101
4.6.3函數的調用101
4.7單片機C51語言應用實例101
習題與思考題104
 

第5章STC15F系列單片機中斷系統105
5.1中斷系統概述105
5.1.1中斷的概念105
5.1.2中斷的用途106
5.2STC15F系列單片機的中斷系統結構107
5.2.1中斷源107
5.2.2中斷標誌寄存器107
5.2.3中斷允許及其優先級控制111
5.3中斷響應過程115
5.3.1中斷響應條件115
5.3.2中斷處理過程115
5.3.3中斷響應時間116
5.3.4中斷請求的撤除116
5.4中斷服務函數及其應用116
5.4.1中斷服務函數格式116
5.4.2中斷響應的短暫延遲117
5.4.3使用中斷的基本步驟118
5.4.4中斷應用實例118
習題與思考題123
 

第6章STC15F系列單片機定時器/計數器124
6.1定時器/計數器的工作原理與組成124
6.1.1定時器/計數器的工作原理124
6.1.2STC15F系列單片機內部定時器/計數器的組成126
6.1.3與T2相關的特殊功能寄存器128
6.2STC15F系列單片機定時器/計數器的工作方式128
6.2.1方式0129
6.2.2方式1129
6.2.3方式2129
6.2.4方式3130
6.3STC15F系列單片機定時器/計數器的應用舉例131
6.3.1定時器/計數器應用初始化的使用要點131
6.3.2方式0的應用132
6.3.3方式1的應用134
6.3.4方式2的應用136
6.3 .5方式3的應用138
6.3.6定時器/計數器在應用中應注意的問題140
6.4可編程時鐘輸出模塊及其應用141
6.4.1與可編程時鐘輸出相關的寄存器141
6.4.2可編程時鐘輸出的編程實例142習題與思考題143
 

第7章STC15F系列單片機ADC模塊144
7.1模/數轉換器及性能參數144
7.2STC15F系列單片機內部ADC145
7.2.1STC15F系列單片機內部ADC的結構原理145
7.2.2STC15F系列單片機中與ADC相關的寄存器146
7.3STC15系列單片機ADC的應用149
7.3.1ADC模塊的使用要點149
7.3.2A/D轉換應用舉例150
習題與思考題158
 

第8章異步串行通信技術UART159
8.1串行通信基礎159
8.2STC15F系列單片機的串行通信接口162
8.2.1串行口1的相關寄存器162
8.2.2串行口1工作模式167
8.2.3串行口1的波特率設置175
8.2.4多機通信176
8.3串行口1編程使用要點177
8.4串行口1通信應用舉例178
習題與思考題189
 

第9章常用串行總線及應用190
9.1SPI總線接口及應用190
9.1.1SPI簡介190
9.1.2STC15F系列單片機的SPI193
9.1.3SPI接口的使用要點197
9.1.4SPI接口應用舉例197
9.2I2C總線203
9.2.1I2C總線概述204
9.2.2I2C總線數據的通信協議204
9.2.3I2C總線的使用要點206
9.2.4I2C總線應用舉例206
習題與思考題221
 

第10章STC15F系列單片機可編程計數器陣列222
10.1PCA模塊結構與特殊功能寄存器222
10.1.1PCA模塊結構222
10.1.2PCA模塊的特殊功能寄存器223
10.2PCA模塊的4種工作模式227
10.2.116位軟件定時模式227
10.2.2高速脈衝輸出模式231
10.2.3輸入跳變捕獲模式235
10.2.4脈寬調製(PWM)輸出模式239
習題與思考題243
 

第11章STC15F系列單片機綜合應用244
11.1單片機控制系統的設計方法244
11.1.1軟/硬件功能邊界劃分244
11.1.2硬件系統設計245
11.1.3軟件系統設計246
11.1.4整體抗擾性設計246
11.1.5仿真與調試247
11.2應用舉例249
11.2.1單片機對步進電動機的控制249
11.2.2單片機對生產線物料拾取的檢測控制254
習題與思考題260
 

附錄261
附錄AKeil μVision4集成開發環境261
附錄BSTCISP在線編程軟件266
附錄CSTC15F系列單片機寄存器定義
文件STC15.INC內容267
附錄DSTC15F系列單片機寄存器頭
文件stc15.h內容271
附錄E邏輯符號對照表276
附錄FSTC15F系列單片機指令表277
附錄GASCII碼表282
附錄H常用元器件283

參考文獻289