單片機原理及應用

第1章 單片機基礎知識 1
1.1 計算機中的數(shù)制和信息編碼  1
1.1.1 數(shù)制與轉換  1
1.1.2 數(shù)值編碼  3
1.1.3 常用的編碼  4
1.2 單片機概述  6
1.2.1 單片機的定義  6
1.2.2 單片機的發(fā)展歷程 7
1.2.3 單片機的應用  8
1.2.4 常用的單片機種類 8
1.3 STC8G2K64S4單片機的結構  10
1.3.1 STC8G2K64S4單片機的內部結構  10
1.3.2 STC8G2K64S4單片機的CPU結構  10
1.3.3 STC8G2K64S4單片機的存儲器結構 13
1.3.4 STC8G2K64S4單片機的時鐘  17
1.3.5 STC8G2K64S4單片機的系統(tǒng)復位  19
1.3.6 STC8G2K64S4單片機的電源管理  22
1.4 STC8G2K64S4小系統(tǒng)電路  23
本章小結  26
本章習題  26
第2章 單片機應用開發(fā)與仿真工具  29
2.1 Keil C51軟件的使用 29
2.1.1 軟件安裝 29
2.1.2 開發(fā)環(huán)境配置  30
2.1.3 創(chuàng)建工程項目  31
2.1.4 程序編譯與調試  36
2.2 STC-ISP軟件的使用  39
2.2.1 STC-ISP軟件程序下載  39
2.2.2 其他功能應用  40
2.3 Proteus軟件的使用  40
2.3.1 Proteus軟件特點 40
2.3.2 Proteus電路原理圖繪制  41
2.3.3 Proteus虛擬仿真 46
本章小結  46
本章習題  46
第3章 C51程序設計  48
3.1 C51語言的特點 48
3.2 C51語言的語法基礎 49
3.2.1 標識符  49
3.2.2 關鍵字  49
3.2.3 數(shù) 據(jù)  51
3.2.4 運算符和表達式  53
3.2.5 程序語句 55
3.2.6 函 數(shù)  58
3.3 C51語言應用舉例 60
3.3.1 C51對單片機中的地址訪問實例  60
3.3.2 C51對單片機的外設資源訪問實例  61
本章小結  62
本章習題  62
第4章 通用輸入/輸出(I/O)接口結構及應用  64
4.1 通用I/O接口的功能  64
4.2 通用I/O接口的工作模式及結構  64
4.2.1 準雙向口工作模式  65
4.2.2 推挽輸出工作模式  66
4.2.3 高阻輸入工作模式  66
4.2.4 開漏工作模式  66
4.3 通用I/O接口設置  67
4.3.1 設置內部4.1 kΩ上拉電阻  67
4.3.2 設置I/O接口的對外輸出速度  68
4.3.3 設置I/O接口的電流驅動能力  _______68
4.3.4 設置I/O接口的數(shù)字/模擬控制  68
4.3.5 設置I/O接口的施密特觸發(fā)控制  68
4.4 通用I/O接口典型應用電路  69
4.4.1 典型發(fā)光二極管控制電路 69
4.4.2 典型三極管驅動電路  69
4.4.3 混合電壓供電系統(tǒng)3 V/5 V器件I/O接口互連 69
4.4.4 I/O接口上電復位為低電平  70
4.5 通用I/O接口的應用案例  70
4.5.1 發(fā)光二極管閃爍燈設計  70
4.5.2 流水燈設計  71
4.5.3 LED數(shù)碼管顯示器與應用編程設計  73
4.5.4 液晶LCD1602顯示接口與應用編程設計  77
4.5.5 鍵盤操作與應用編程設計 84
本章小結  91
本章習題  91
第5章 中斷系統(tǒng)及外部中斷應用  93
5.1 中斷系統(tǒng)概述 93
5.2 STC8G系列單片機的中斷系統(tǒng)結構  94
5.2.1 中斷源及中斷請求標志  96
5.2.2 中斷允許控制  97
5.2.3 中斷優(yōu)先級設置  99
5.3 STC8G系列單片機的中斷響應 100
5.3.1 中斷響應條件  100
5.3.2 中斷響應過程  100
5.4 STC8G系列單片機的外部中斷及應用開發(fā)案例 102
5.4.1 STC8G系列單片機外部中斷寄存器配置 102
5.4.2 外部中斷應用  103
本章小結 106
本章習題 106
第6章 定時/計數(shù)器結構及應用  108
6.1 定時/計數(shù)器的工作原理 108
6.2 STC8G系列單片機定時/計數(shù)器(T0/T1)的結構  110
6.3 STC8G系列單片機定時/計數(shù)器(T0/T1)的工作方式  113
6.3.1 方式0(16位自動重載模式)  113
6.3.2 方式1(16位定時模式) _______116
6.3.3 方式2(8位自動重載模式) 116
6.3.4 方式3(不可屏蔽中斷的16位自動重載模式) 117
6.4 STC8G系列單片機定時/計數(shù)器(T2) 118
6.4.1 定時/計數(shù)器T2的電路結構  118
6.4.2 定時/計數(shù)器T2的寄存器  118
6.4.3 定時/計數(shù)器T2的工作模式  120
6.5 STC8G系列單片機定時/計數(shù)器(T3/T4)  121
6.5.1 定時/計數(shù)器T3/T4的電路結構 121
6.5.2 定時/計數(shù)器T3/T4的寄存器  121
6.5.3 定時/計數(shù)器T3/T4的工作模式 123
6.6 STC8G系列單片機定時/計數(shù)器應用開發(fā)案例  124
6.6.1 定時/計數(shù)器應用開發(fā)步驟 124
6.6.2 定時閃爍燈設計  125
6.6.3 數(shù)字時鐘設計  126
6.6.4 高速時鐘輸出設計 130
本章小結 132
本章習題 132
第7章 串行通信接口及應用 134
7.1 串行通信基礎  134
7.1.1 并行通信與串行通信  134
7.1.2 串行同步通信和異步通信  135
7.1.3 串行通信的傳輸方向  137
7.1.4 串行通信的數(shù)據(jù)校驗  137
7.2 STC8G系列單片機串行口1  138
7.2.1 串行口1的結構  138
7.2.2 串行口1的寄存器 139
7.2.3 串行口1的工作方式  142
7.3 STC8G系列單片機串行口2 148
7.3.1 串行口2的寄存器 148
7.3.2 串行口2的工作方式與波特率  150
7.3.3 串行口硬件引腳的切換  150
7.4 STC8G系列單片機串行口3和串行口4 151
7.4.1 串行口3和串行口4的寄存器  151
7.4.2 串行口3和串行口4的工作方式0 153
7.4.3 串行口3和串行口4的工作方式1 335 ?'3153
7.5 STC8G系列單片機串行口應用設計案例 153
7.5.1 雙機通信設計  153
7.5.2 多機通信設計  156
7.5.3 單片機與PC之間的通信設計 161
本章小結 166
第8章 A/D轉換器結構及應用  169
8.1 A/D轉換的基本原理  169
8.2 STC8G系列單片機的A/D轉換器  170
8.2.1 ADC模塊的結構  170
8.2.2 ADC模塊的寄存器  171
8.2.3 ADC相關的計算公式  174
8.3 STC8G系列單片機 A/D轉換的應用開發(fā)步驟  175
8.4 數(shù)字電壓表設計  175
本章小結 177
本章習題 178
第9章 PWM 模塊結構及應用  179
9.1 PWM 模塊的工作原理  179
9.2 STC8G系列單片機PWM 模塊的結構 180
9.3 STC8G系列單片機PWM 模塊的寄存器 181
9.3.1 PWM 時鐘選擇寄存器PWMnCKS  181
9.3.2 PWM 計數(shù)器寄存器PWMnCH、PWMnCL 182
9.3.3 PWM 比較值寄存器PWMniT1、PWMniT2  183
9.3.4 輸出控制寄存器  183
9.3.5 PWM 配置寄存器  184
9.3.6 中斷及其他相關寄存器  186
9.4 STC8G系列單片機PWM 模塊應用開發(fā)案例 187
9.4.1 PWM 應用步驟  187
9.4.2 呼吸燈設計  188
9.4.3 互補對稱帶死區(qū)的PWM 設計  189
本章小結 190
本章習題 191
第10章 PCA模塊結構及應用  192
10.1 STC8G系列單片機PCA模塊的結構 192
10.2 STC8G系列單片機PCA模塊的寄存器 193
10.2.1 PCA模塊控制寄存器CCON  193
10.2.2 PCA模塊模式寄存器CMOD  __________194
10.2.3 PCA模塊計數(shù)器寄存器CH、CL  194
10.2.4 PCA模塊模式控制寄存器CCAPM0、CCAPM1、CCAPM2  195
10.2.6 PCA模塊PWM 模式控制寄存器  196
10.2.7 引腳切換寄存器 AUXR1(P_SW1)  196
10.3 STC8G系列單片機PCA模塊的工作模式及應用開發(fā)案例 197
10.3.1 輸入捕獲模式應用開發(fā)設計  197
10.3.2 軟件定時模式應用開發(fā)設計  200
10.3.3 高速脈沖輸出模式應用開發(fā)設計  201
10.3.4 PWM 模式應用開發(fā)設計  202
本章小結 204
本章習題 204
第11章 同步串行外設接口SPI結構及應用  206
11.1 同步串行外設接口SPI的工作原理  206
11.1.1 同步串行外設接口SPI的組成  206
11.1.2 同步串行外設接口SPI的通信協(xié)議  207
11.2 STC8G系列單片機同步串行外設接口SPI的結構  208
11.3 STC8G系列單片機同步串行外設接口SPI的寄存器  209
11.3.1 SPI控制寄存器SPCTL  209
11.3.2 SPI狀態(tài)寄存器SPSTAT 210
11.3.3 SPI數(shù)據(jù)寄存器SPDAT  210
11.3.4 中斷相關寄存器  211
11.4 STC8G系列單片機同步串行外設接口SPI應用開發(fā)案例  211
11.4.1 單主單從應用設計  211
11.4.2 互為主從應用設計  213
本章小結 216
本章習題 216
第12章 I2C總線結構及應用  218
12.1 I2C總線的工作原理  218
12.1.1 I2C總線組成結構  218
12.1.2 I2C總線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議  219
12.2 STC8G系列單片機的I2C總線結構  222
12.3 STC8G系列單片機的I2C總線寄存器  222
12.3.1 I2C配置寄存器I2CCFG  餩__*__223
12.3.2 I2C主機控制寄存器I2CMSCR 223
12.3.3 I2C主機輔助控制寄存器I2CMSAUX  224
12.3.4 I2C主機狀態(tài)寄存器I2CMSST  224
12.3.6 I2C從機狀態(tài)寄存器I2CSLST  225
12.3.7 I2C從機地址寄存器I2CSLADR  226
12.3.8 I2C數(shù)據(jù)寄存器I2CTXD/I2CRXD  226
12.3.9 I2C中斷相關寄存器 226
12.3.10 I2C引腳切換寄存器  227
12.4 基于I2C總線的 AT24C02的IC卡設計  227
12.4.1 分 析 227
12.4.2 硬件電路設計  228
12.4.3 程序設計 228
本章小結 233
本章習題 234
第13章 直流電機驅動系統(tǒng)開發(fā)設計  235
13.1 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)流程 235
13.1.1 需求分析 235
13.1.2 概要設計 235
13.1.3 詳細設計 236
13.1.4 系統(tǒng)測試 236
13.2 單片機應用系統(tǒng)的可靠性設計 236
13.2.1 硬件抗干擾  237
13.2.2 軟件抗干擾  238
13.3 單片機應用系統(tǒng)的數(shù)字濾波技術 239
13.4 單片機應用系統(tǒng)的組成結構 241
13.5 直流電機驅動系統(tǒng)設計 242
13.5.1 直流電機驅動系統(tǒng)任務要求  242
13.5.2 直流電機驅動系統(tǒng)方案設計  242
13.5.3 直流電機驅動系統(tǒng)硬件設計  243
13.5.4 直流電機驅動系統(tǒng)軟件設計  245
本章小結 252
本章習題 252
參考文獻 253