STC 32位 8051單片機原理與應用

本書以STC 32位單片機產品系列中的STC32G12K128單片機為載體進行編寫，其是以抗乾擾能力強、價格低、工作速度快、功耗低為目標的32位8051單片機，在相同的工作頻率下，其工作速度可達傳統8051單片機的70倍。 本書基於STC大學推廣計劃實驗箱（9.4）（主控單片機：STC32G12K128）介紹應用實例的開發，採用基於寄存器應用編程與基於庫函數應用編程相結合、理論與實踐相結合、側重工程實踐的編寫思路，內容主要包括微型電腦基礎、STC32G12K128單片機應用系統的開發工具、STC32G12K128單片機的內核、定時/計數器、中斷系統、串行埠、A/D轉換模塊、比較器、人機對話埠的應用設計、STC32G-SOFT WARE-LIB函數庫、SPI埠及其應用、I2C總線埠及其應用、高級PWM定時器及其應用、RTC時鐘及其應用、DMA通道及其應用、CAN總線及其應用、LIN總線及其應用、USB模塊及其應用、32位乘除單元等。

目　　錄

第1章 微型電腦基礎 1
1.1　數制與編碼 1
1.1.1 數制及其轉換方法 1
1.1.2 微型電腦中數的表示方法 3
1.1.3 微型電腦中常用編碼 5
1.2　微型電腦原理 6
1.2.1 微型電腦的基本組成 6
1.2.2 指令、程序與編程語言 7
1.2.3 微型電腦的工作過程 8
1.2.4 微型電腦的應用形態 9
1.3　STC 32位單片機 9
1.3.1 STC 32位單片機產品系列 10
1.3.2 STC 32位單片機的內核 10
本章小結 10
思考與提高 11
第2章　STC32G12K128單片機應用系統的開發工具 12
2.1　Keil C251集成開發環境 12
2.2 STC32G12K128單片機硬件實驗平臺 20
2.2.1 STC大學推廣計劃實驗箱（9.4） 20
2.2.2 STC32G12K128單片機迷你核心學習板 28
2.3 在線編程與在線模擬 29
2.3.1 在線可編程（ISP）電路 29
2.3.2 應用程序的下載與運行 30
2.3.3 STC-ISP的其他功能 31
2.4 工程訓練 31
2.4.1 Keil C251集成開發環境的應用 31
2.4.2 STC32G12K128單片機的在線編程與在線調試 33
2.4.3 STC32G12K128單片機的不停電程序下載 34
2.4.4 STC32G12K128單片機SWD埠的在線模擬 36
本章小結 38
思考與提高 38
第3章 STC32G12K128單片機的內核 40
3.1　資源配置與引腳 40
3.1.1 資源配置 40
3.1.2 工作特性 42
3.1.3 引腳與引腳功能 42
3.2　時鐘 48
3.2.1 時鐘框圖 48
3.2.2 系統時鐘的控制與管理 49
3.2.3 USB時鐘 52
3.2.4 高速外設時鐘 52
3.2.5 RTC時鐘源 52
3.3　復位 53
3.3.1 硬件復位 53
3.3.2 軟件復位 55
3.4 存儲系統 55
3.4.1 程序存儲器 57
3.4.2 數據存儲器 57
3.4.3 特殊功能寄存器 58
3.4.4 EEPROM 60
3.5 並行I/O埠 62
3.5.1 I/O埠的配置 64
3.5.2 並行I/O埠的結構 64
3.5.3 並行I/O埠的其他控制 66
3.5.4 並行I/O埠使用註意事項 66
3.6 電源管理 67
3.6.1 空閑（IDLE）模式 67
3.6.2 掉電模式 67
3.7 工程訓練 69
3.7.1 EEPROM的測試 69
3.7.2 LED數碼管驅動與顯示 72
本章小結 74
思考與提高 75
第4章 定時/計數器 77
4.1　定時/計數器T0、T1的控制 77
4.1.1 定時/計數器T0 78
4.1.2 定時/計數器T1 79
4.2　定時/計數器T0、T1的應用 81
4.2.1 T0、T1的定時應用 81
4.2.2 T0、T1的計數應用 83
4.2.3 T0、T1可編程時鐘的輸出 84
4.3 定時/計數器T2、T3、T4 85
4.3.1 定時/計數器T2 85
4.3.2 定時/計數器T3、T4 86
4.4 工程訓練 87
4.4.1 定時/計數器的定時應用 87
4.4.2 定時/計數器的計數應用 89
4.4.3 定時/計數器的綜合應用 91
4.4.4 可編程時鐘輸出 92
本章小結 94
思考與提高 94
第5章　中斷系統 97
5.1　中斷系統概述 97
5.1.1 中斷系統的幾個概念 97
5.1.2 中斷的技術優勢 98
5.1.3 中斷系統需要解決的問題 98
5.2 STC32G12K128單片機的中斷系統 98
5.2.1 中斷請求 98
5.2.2 中斷響應 105
5.2.3 中斷服務與中斷返回 106
5.2.4 關於中斷號大於31在Keil C251中編譯出錯的處理 107
5.2.5 中斷應用舉例 108
5.3 外部中斷的擴展 109
5.4 工程訓練 110
5.4.1 中斷應用編程 110
5.4.2 外部中斷的應用編程 111
本章小結 113
思考與提高 114
第6章　串行埠 117
6.1 串行通信基礎 117
6.2 串行埠1 119
6.2.1 串行埠1的控制寄存器 120
6.2.2 串行埠1的工作方式與應用 122
6.2.3 STC-ISP波特率計算器 125
6.2.4　串行埠1的應用舉例 125
6.3 STC32G12K128單片機與PC的通信 132
6.3.1 串行通信的埠設計 132
6.3.2　串行通信的程序設計 134
6.4 串行埠2* 135
6.5 串行埠3、串行埠4* 138
6.5.1　串行埠3 138
6.5.2　串行埠4 139
6.6 工程訓練 140
6.6.1　STC32G12K128單片機間的雙機通信 140
6.6.2　STC32G12K128單片機與PC間的串行通信 143
本章小結 145
思考與提高 145
第7章　A/D轉換模塊 148
7.1 A/D轉換模塊的結構 148
7.2 A/D轉換模塊的控制 149
7.3 A/D轉換的應用 152
7.4 工程訓練 154
7.4.1 測量內部1.19V基準電壓 154
7.4.2 構建ADC鍵盤 155
本章小結 159
思考與提高 159
第8章　比較器 161
8.1 比較器的內部結構與控制 161
8.1.1 比較器的內部結構 161
8.1.2 比較器的控制 161
8.2 比較器的應用 163
8.3 工程訓練：應用比較器和A/D轉換模塊測量內部1.19V基準電壓 164
本章小結 167
思考與提高 167
第9章　人機對話埠的應用設計 169
9.1 單片機應用系統的開發流程 169
9.1.1 單片機應用系統的設計原則 169
9.1.2 單片機應用系統的開發流程 170
9.1.3 單片機應用系統工程報告的編制 172
9.2 鍵盤埠與應用編程 174
9.3 LCD模塊的顯示埠與應用編程 181
9.3.1 LCD模塊概述 181
9.3.2 點陣字符型液晶顯示模塊LCD1602 181
9.3.3 點陣圖形型液晶顯示模塊LCD12864 188
9.4 工程實踐 196
9.4.1 STC32G12K128單片機與矩陣鍵盤的埠與應用 196
9.4.2 STC32G12K128單片機與LCD12864（含中文字庫）的埠與應用 198
本章小結 203
思考與提高 204
第10章　STC32G-SOFTWARE-LIB函數庫 207
10.1 目錄結構 207
10.1.1 硬件驅動程序部分 207
10.1.2 應用程序部分 208
10.1.3 用戶程序及配置文件 208
10.2 硬件驅動 209
10.2.1 A/D轉換模塊 209
10.2.2 比較器模塊 210
10.2.3 EEPROM 211
10.2.4 外部中斷 212
10.2.5 GPIO 212
10.2.6 I2C總線 213
10.2.7 定時/計數器 214
10.2.8 串行埠 215
10.2.9 SPI總線 217
10.2.10 軟件模擬I2C總線 218
10.2.11 看門狗 219
10.2.12 16位高級PWM 220
10.2.13 DMA通道 222
10.2.14 LCM模塊 226
10.2.15 軟件延時 227
10.2.16 中斷服務函數 227
10.3 應用程序開發 242
10.3.1 系統流程 242
10.3.2 應用程序框架分析 242
10.3.3 應用程序的分析與編寫 251
10.3.4 開發步驟 256
10.4 工程訓練：通過A/D轉換模塊測量內部1.19V基準電壓 256
思考與提高 257
第11章　SPI接口及其應用 258
11.1 SPI接口的功能特性 258
11.2 與SPI接口相關的特殊功能寄存器 261
11.3 SPI接口的應用舉例 261
11.4 工程訓練：雙機之間的串行數據通信 263
思考與提高 264
第12章　I2C總線及其應用 265
12.1 I2C總線概述 265
12.2 STC32G12K128單片機的I2C總線 268
12.3 I2C總線的應用 269
12.4 工程訓練：I2C總線的自發自收 270
思考與提高 271
第13章　高級PWM定時器及其應用 273
13.1 PWMA的功能特性 273
13.2 PWMA的應用 275
13.3 工程訓練：設計呼吸燈 277
思考與提高 278
第14章　RTC時鐘及其應用 279
14.1 RTC時鐘的功能特性 279
14.2 RTC時鐘的應用 280
14.3 工程訓練：設計24小時時鐘 284
思考與提高 285
第15章　DMA通道及其應用 286
15.1 DMA通道的功能特性 286
15.2 DMA通道的應用 295
15.3 工程訓練：TFT彩屏的驅動與顯示 303
思考與提高 304
第16章　CAN總線及其應用 305
16.1 CAN總線的功能特性 305
16.2 CAN總線的應用 305
16.3 工程訓練：CAN總線的自發自收 308
思考與提高 310
第17章　LIN總線及其應用 311
17.1 LIN總線的功能特性 311
17.2 LIN總線的應用 311
17.3 工程訓練：LIN總線主機模式、從機模式的測試 314
思考與提高 315
第18章　USB模塊及其應用 316
18.1 概述 316
18.2 USB庫函數（調試埠） 316
18.2.1 LED數碼管埠 316
18.2.2 LCD12864埠 317
18.2.3 OLED12864埠 319
18.2.4 在虛擬鍵盤上按鍵然後發送相應的鍵值到設備 321
18.2.5 控制DIP40的各個引腳連接的LED的狀態 322
18.3 工程訓練 322
18.3.1 測試HID調試埠（虛擬鍵盤、數碼管、LCD12864） 322
18.3.2 設計秒錶（HID數碼管顯示） 326
思考與提高 328
第19章　32位硬件乘除單元 329
19.1 MDU32簡介 329
19.2 基於MDU32庫文件的應用編程 329
19.3 工程訓練—MDU32的應用 330
思考與提高 331
參考文獻 332