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本書以8051內核的增強型STC8G系列單片機為主要內容,全面剖析單片機的工作原理和片上模塊的應用。
全書共13章,內容包括單片機基礎知識、單片機應用開發與仿真工具、C51程序設計、通用I/O 接口、中斷、
定時/計數器、串行接口、A/D轉換、PWM 模塊、PCA 模塊、同步串行外設接口SPI、I2C總線和單片機應用系統綜合設計。
各章知識點按照功能、工作原理、電路結構、實踐應用、習題訓練的邏輯編排。
書中列舉大量的應用實例進行剖析、設計、製作調試和測試。
每章提供源程序和仿真電路,章後附有習題以幫助學習。
目錄大綱
第1章單片機基礎知識 1
1.1 計算機中的數制和信息編碼 1
1.1.1 數制與轉換 1
1.1.2 數值編碼 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單片機的系統復位19
1.3.6 STC8G2K64S4單片機的電源管理22
1.4 STC8G2K64S4最小系統電路23
本章小結26
本章習題26
第2章單片機應用開發與仿真工具29
2.1 Keil C51軟件的使用29
2.1.1 軟件安裝29
2.1.2 開發環境配置30
2.1.3 創建工程項目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電路原理圖繪製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 數據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接口的數字/模擬控制68
4.3.5 設置I/O接口的施密特觸發控制68
4.4 通用I/O接口典型應用電路69
4.4.1 典型發光二極管控制電路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3 V/5 V器件I/O接口互連69
4.4.4 I/O接口上電複位為低電平70
4.5 通用I/O接口的應用案例70
4.5.1 發光二極管閃爍燈設計70
4.5.2 流水燈設計71
4.5.3 LED數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章中斷系統及外部中斷應用93
5.1 中斷系統概述93
5.2 STC8G系列單片機的中斷系統結構94
5.2.1 中斷源及中斷請求標誌96
5.2.2 中斷允許控制97
5.2.3 中斷優先級設置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/計數器結構及應用108
6.1 定時/計數器的工作原理108
6.2 STC8G系列單片機定時/計數器(T0/T1)的結構110
6.3 STC8G系列單片機定時/計數器(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/計數器(T2) 118
6.4.1 定時/計數器T2的電路結構118
6.4.2 定時/計數器T2的寄存器118
6.4.3 定時/計數器T2的工作模式120
6.5 STC8G系列單片機定時/計數器(T3/T4) 121
6.5.1 定時/計數器T3/T4的電路結構121
6.5.2 定時/計數器T3/T4的寄存器121
6.5.3 定時/計數器T3/T4的工作模式123
6.6 STC8G系列單片機定時/計數器應用開發案例124
6.6.1 定時/計數器應用開發步驟124
6.6.2 定時閃爍燈設計125
6.6.3 數字時鐘設計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 並行通信與串行通信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 串行通信的數據校驗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轉換的應用開發步驟175
8.4 數字電壓表設計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案例197
10.3.1 輸入捕獲模式應用開發設計197
10.3.2 軟件定時模式應用開發設計200
10.3.3 高速脈衝輸出模式應用開發設計201
10.3.4 PWM 模式應用開發設計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狀態寄存器SPSTAT 210
11.3.3 SPI數據寄存器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總線數據傳輸協議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主機狀態寄存器I2CMSST 224
12.3.6 I2C從機狀態寄存器I2CSLST 225
12.3.7 I2C從機地址寄存器I2CSLADR 226
12.3.8 I2C數據寄存器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 基於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開發設計235
13.1 單片機應用系統的開發流程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 系統測試236
13.2 單片機應用系統的可靠性設計236
13.2.1 硬件抗干擾237
13.2.2 軟件抗干擾238
13.3 單片機應用系統的數字濾波技術239
13.4 單片機應用系統的組成結構241
13.5 直流電機驅動系統設計242
13.5.1 直流電機驅動系統任務要求242
13.5.2 直流電機驅動系統方案設計242
13.5.3 直流電機驅動系統硬件設計243
13.5.4 直流電機驅動系統軟件設計245
本章小結252
本章習題252
參考文獻253
