單片機原理及應(yīng)用

第1章 單片機基礎(chǔ)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(zhuǎn)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(yīng)用  8
1.2.4 常用的單片機種類 8
1.3 STC8G2K64S4單片機的結(jié)構(gòu)  10
1.3.1 STC8G2K64S4單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)  10
1.3.2 STC8G2K64S4單片機的CPU結(jié)構(gòu)  10
1.3.3 STC8G2K64S4單片機的存儲器結(jié)構(gòu) 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(jié)  26
本章習題  26
第2章 單片機應(yīng)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(diào)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(yīng)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(jié)  46
本章習題  46
第3章 C51程序設(shè)計  48
3.1 C51語言的特點 48
3.2 C51語言的語法基礎(chǔ) 49
3.2.1 標識符  49
3.2.2 關(guān)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(yīng)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(shè)資源訪問實例  61
本章小結(jié)  62
本章習題  62
第4章 通用輸入/輸出(I/O)接口結(jié)構(gòu)及應(yīng)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(jié)構(gòu)  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(shè)置  67
4.3.1 設(shè)置內(nèi)部4.1 kΩ上拉電阻  67
4.3.2 設(shè)置I/O接口的對外輸出速度  68
4.3.3 設(shè)置I/O接口的電流驅(qū)動能力  _______68
4.3.4 設(shè)置I/O接口的數(shù)字/模擬控制  68
4.3.5 設(shè)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(yīng)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(qū)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(yīng)用案例  70
4.5.1 發(fā)光二極管閃爍燈設(shè)計  70
4.5.2 流水燈設(shè)計  71
4.5.3 LED數(shù)碼管顯示器與應(yīng)用編程設(shè)計  73
4.5.4 液晶LCD1602顯示接口與應(yīng)用編程設(shè)計  77
4.5.5 鍵盤操作與應(yīng)用編程設(shè)計 84
本章小結(jié)  91
本章習題  91
第5章 中斷系統(tǒng)及外部中斷應(yīng)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(jié)構(gòu)  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(shè)置  99
5.3 STC8G系列單片機的中斷響應(yīng) 100
5.3.1 中斷響應(yīng)條件  100
5.3.2 中斷響應(yīng)過程  100
5.4 STC8G系列單片機的外部中斷及應(yīng)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(yīng)用  103
本章小結(jié) 106
本章習題 106
第6章 定時/計數(shù)器結(jié)構(gòu)及應(yīng)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(jié)構(gòu)  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(jié)構(gòu)  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(jié)構(gòu) 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(yīng)用開發(fā)案例  124
6.6.1 定時/計數(shù)器應(yīng)用開發(fā)步驟 124
6.6.2 定時閃爍燈設(shè)計  125
6.6.3 數(shù)字時鐘設(shè)計  126
6.6.4 高速時鐘輸出設(shè)計 130
本章小結(jié) 132
本章習題 132
第7章 串行通信接口及應(yīng)用 134
7.1 串行通信基礎(chǔ)  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(jié)構(gòu)  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(yīng)用設(shè)計案例 153
7.5.1 雙機通信設(shè)計  153
7.5.2 多機通信設(shè)計  156
7.5.3 單片機與PC之間的通信設(shè)計 161
本章小結(jié) 166
第8章 A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)及應(yīng)用  169
8.1 A/D轉(zhuǎn)換的基本原理  169
8.2 STC8G系列單片機的A/D轉(zhuǎn)換器  170
8.2.1 ADC模塊的結(jié)構(gòu)  170
8.2.2 ADC模塊的寄存器  171
8.2.3 ADC相關(guān)的計算公式  174
8.3 STC8G系列單片機 A/D轉(zhuǎn)換的應(yīng)用開發(fā)步驟  175
8.4 數(shù)字電壓表設(shè)計  175
本章小結(jié) 177
本章習題 178
第9章 PWM 模塊結(jié)構(gòu)及應(yīng)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(jié)構(gòu) 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(guān)寄存器  186
9.4 STC8G系列單片機PWM 模塊應(yīng)用開發(fā)案例 187
9.4.1 PWM 應(yīng)用步驟  187
9.4.2 呼吸燈設(shè)計  188
9.4.3 互補對稱帶死區(qū)的PWM 設(shè)計  189
本章小結(jié) 190
本章習題 191
第10章 PCA模塊結(jié)構(gòu)及應(yīng)用  192
10.1 STC8G系列單片機PCA模塊的結(jié)構(gòu) 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(yīng)用開發(fā)案例 197
10.3.1 輸入捕獲模式應(yīng)用開發(fā)設(shè)計  197
10.3.2 軟件定時模式應(yīng)用開發(fā)設(shè)計  200
10.3.3 高速脈沖輸出模式應(yīng)用開發(fā)設(shè)計  201
10.3.4 PWM 模式應(yīng)用開發(fā)設(shè)計  202
本章小結(jié) 204
本章習題 204
第11章 同步串行外設(shè)接口SPI結(jié)構(gòu)及應(yīng)用  206
11.1 同步串行外設(shè)接口SPI的工作原理  206
11.1.1 同步串行外設(shè)接口SPI的組成  206
11.1.2 同步串行外設(shè)接口SPI的通信協(xié)議  207
11.2 STC8G系列單片機同步串行外設(shè)接口SPI的結(jié)構(gòu)  208
11.3 STC8G系列單片機同步串行外設(shè)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(guān)寄存器  211
11.4 STC8G系列單片機同步串行外設(shè)接口SPI應(yīng)用開發(fā)案例  211
11.4.1 單主單從應(yīng)用設(shè)計  211
11.4.2 互為主從應(yīng)用設(shè)計  213
本章小結(jié) 216
本章習題 216
第12章 I2C總線結(jié)構(gòu)及應(yīng)用  218
12.1 I2C總線的工作原理  218
12.1.1 I2C總線組成結(jié)構(gòu)  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(jié)構(gòu)  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(guān)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(shè)計  227
12.4.1 分 析 227
12.4.2 硬件電路設(shè)計  228
12.4.3 程序設(shè)計 228
本章小結(jié) 233
本章習題 234
第13章 直流電機驅(qū)動系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計  235
13.1 單片機應(yīng)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(shè)計 235
13.1.3 詳細設(shè)計 236
13.1.4 系統(tǒng)測試 236
13.2 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性設(shè)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(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)字濾波技術(shù) 239
13.4 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 241
13.5 直流電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 242
13.5.1 直流電機驅(qū)動系統(tǒng)任務(wù)要求  242
13.5.2 直流電機驅(qū)動系統(tǒng)方案設(shè)計  242
13.5.3 直流電機驅(qū)動系統(tǒng)硬件設(shè)計  243
13.5.4 直流電機驅(qū)動系統(tǒng)軟件設(shè)計  245
本章小結(jié) 252
本章習題 252
參考文獻 253