機械工業出版社本書系統、全面地介紹了基于STC15W4K32S4系列高性能8051單片機的基本原理、硬件結構、指令系統和內部功能部件,并從應用的角度介紹了匯編語言程序設計、單片機外部電路的擴展,以及與鍵盤、LED顯示、LCD顯示、打印機等多種硬件接口的設計方法,對串行AD、DA和并行AD、DA轉換器接口方法和典型應用作了詳細介紹。本書結構完整,內容豐富,應用實例詳實,示例內容精練,力求做到與市場接軌,與現實同步,既重視原理,又注重實效。
本書配有PPT電子課件、程序源代碼、實驗項目、課程設計指導書等教學資源。需要的讀者可登錄www揠洀瀀攀攙甀揠漀洀免費注冊,審核通過后下載,或聯系編輯索取(QQ:3046009282,電話:01088379753)。為便于實驗環節的教學,STC公司為任課教師免費提供STC單片機實驗箱。
本書可作為高等院校相關專業單片機課程的教材,也可供電子技術、計算機應用方面的工程技術人員閱讀和參考。
《單片微機原理與接口技術》教材特色 1、內容全面詳實:針對STC15W4K32S4系列高性能單片機,深入研究體系結構和工作原理,學術專攻,知識內容詳盡,硬件、軟件設計示例精煉,實用性強。 2、突出單芯片系統設計:按照市場要求單芯片、少引腳應用開發趨勢,突出用STC15W4K32S4系列單芯片構建應用系統為重點,精簡并行器件與并行總線擴展內容,淘汰8255、8155、8279器件接口范例,增加串行總線器件的接口設計,體現與市場接軌、與實際開發同步。 3、理論與實踐結合,配套實驗箱:校企合作開發,STC公司為教材配套了實用性、小型化STC15單片機實驗箱,軟硬件融合,具備原理介紹、實例分析、實驗平臺、示范程序、交流平臺,資料齊全、學習方便,實驗箱可免費申請。 4、例程豐富、可操作性強,貼近實際需要:從市場實際需要出發,接近真實產品設計,便于自學成才,體現用教材教,而非為教教材,增加實踐教學案例,突出算法思路設計,強化實踐過程體驗,探尋實驗研究方法。
朱兆優,單片機與嵌入式系統應用專家學者,大學教授,教學名師,入選省級中青年骨干教師。長期致力于單片機與嵌入式系統應用的教學科研工作,與全球多家知名的半導體廠商和EDA工具廠商保持緊密合作,在智能儀器和測控技術方面有比較好的研究,已出版著作5部。主講的“單片機原理及應用”課程評為省級優質課程、省級精品資源共享課程和優秀教學團隊。長期主導大學生課外科技活動,指導學生參加創新創業競賽和“挑戰杯”、電子設計競賽中多次獲一等獎或二等獎。近年來與STC公司創始人姚永平先生合作,開發編寫了STC單片機應用特色教材,以幫助廣大單片機愛好者深入研究與設計應用。
目錄
序
前言
第1章單片機概述
11什么叫單片機
12單片機的特點
13單片機的發展概況
14單片機主要制造廠商
15STC系列單片機
151STC89系列單片機
152STC15Fxx系列單片機
153STC15Wxx系列單片機
16其他系列單片機
17單片機的發展趨勢
18單片機的應用領域
19單片機技術主要網站
本章小結
練習與思考題
第2章STC15系列單片機體系
結構
21STC15W4K32S4單片機內部
結構
22STC15W4K32S4單片機芯片
引腳功能
23STC15W4K32S4單片機中央
處理器
231運算器
232控制器
233單片機程序執行過程
24STC15W4K32S4單片機的
存儲結構
241單片機的存儲器結構
242程序存儲器
243內部數據存儲器
244特殊功能寄存器
245外部數據存儲器
25STC15W4K32S4單片機的
I/O端口
251I/O口功能
252I/O口工作模式
253通用I/O端口結構
254并行三總線和復合功能端口
操作
255I/O口的外部驅動
26STC單片機的時鐘與復位
操作
261外部時鐘源
262內部RC時鐘源
263CPU的時序
264STC單片機的復位
27STC15單片機的工作方式
本章小結
練習與思考題
第3章STC15系列單片機指令
系統
31指令系統概述
32指令格式
321指令的構成
322指令的標準格式
323指令中常用的符號
33指令系統的尋址方式
34STC單片機指令系統
341數據傳送類指令
342算術操作類指令
343邏輯運算與移位指令
344控制轉移類指令
345位操作指令
本章小結
練習與思考題
第4章STC15系列單片機的
存儲器
41STC15W4K32S4單片機的
內部RAM
411STC15W4K32S4單片機
基本RAM
412STC15W4K32S4單片機
SFR和擴充RAM
413STC15W4K32S4單片機
擴展RAM
42STC15W4K32S4單片機的
程序存儲器
421中斷入口地址
422程序存儲器的訪問
43單片機ISP/IAP技術
431ISP/IAP新技術
432內部Flash存儲器空間分配
433ISP/IAP特殊功能寄存器
434ISP/IAP編程應用
435Data Flash使用注意事項
本章小結
練習與思考題
第5章STC15系列單片機匯編語言
程序設計
51匯編語言程序設計概述
511計算機編程語言
512單片機源程序的匯編
513偽指令
514匯編程序分段格式
52匯編語言程序設計
521基本結構
522匯編語言程序設計步驟
523程序流程圖
53匯編語言程序設計實例
531分支轉移程序
532循環程序
533子程序
534算術運算程序
535邏輯運算程序
536數制轉換程序
537查表程序
538關鍵字查找程序
539數據極值查找程序
5310數據排序程序
本章小結
練習與思考題
第6章STC15系列單片機的中斷
系統
61中斷的概念
611中斷的功能作用
612中斷技術
62STC15W4K32S4單片機中斷
系統結構
621中斷系統結構
622中斷源
623中斷控制寄存器
624中斷的控制
625中斷優先級控制
63中斷響應處理過程
631中斷響應條件
632外部中斷響應時間
633中斷響應與中斷入口
634中斷請求的撤銷
635中斷返回
636中斷服務程序設計
64外部中斷源的擴展方法
641中斷和查詢結合法
642矢量中斷擴展法
65中斷系統軟件設計
651中斷系統軟件設計的任務
652中斷系統軟件的程序結構
653中斷服務子程序流程
66中斷系統應用實例
本章小結
練習與思考題
第7章STC15系列單片機的定時器
/計數器
71STC15W4K32S4單片機的基本
定時器/計數器
711工作方式控制寄存器TMOD
712定時器/計數器控制寄存器
TCON
713定時器/計數器輔助寄存器
AUXR
72基本定時器/計數器的工作
方式
721工作方式0
722工作方式1
723工作方式2
724工作方式3
73基本定時器/計數器程序
設計方法
731定時器/計數器的初始化
732定時器/計數器的編程實例
74基本定時器/計數器的運用
741門控位GATE的運用
742簡易實時時鐘設計
743定時器/計數器數據的正確
讀取
744定時器/計數器用作外部
中斷
75STC15W4K32S4的其他定時器
/計數器
751定時器/計數器T2的內部
邏輯結構
752與定時器/計數器T2/T3/T4
有關的控制寄存器
753定時器/計數器T2/T3/T4
的使用
76STC15W4K32S4單片機可
編程時鐘輸出
761外部中斷允許與時鐘輸出寄存器
INT_CLKO
762控制寄存器T4T3M
763時鐘頻率輸出示例
本章小結
練習與思考題
第8章STC15系列單片機的異步
串行口
81計算機通信技術
811通信結構
812串行通信類別與幀格式
813串行通信方向
82STC15W4K32S4單片機的
串行口1
821串口1的結構
822串口的輔助寄存器AUXR
823串口控制寄存器SCON
824特殊功能寄存器PCON
83STC15W4K32S4單片機串口1
的工作方式
831方式0
832方式1
833方式2和方式3
84STC15W4K32S4單片機串行
通信波特率
841波特率的定義
842波特率的計算
85STC15W4K32S4單片機
串口1的應用
851串口1用作串并轉換
852串口1用作雙機通信
853串口1用作多機通信
86STC15W4K32S4單片機的其他
異步串口
861串口S2/S3/S4的控制
寄存器
862串口S2/S3/S4通信示例
87STC15W4K32S4單片機與PC
的串行通信
871RS232C接口標準
872單片機與RS232C的串行通信
接口
88STC15W4K32S4單片機串口1
的中繼廣播方式
本章小結
練習與思考題
第9章STC15系列單片機的SPI
串行通信
91STC15W4K32S4單片機的SPI
串行通信接口
911SPI通信接口的內部結構
912SPI通信接口信號
913SPI接口的特殊功能寄存器
92STC15W4K32S4單片機的SPI
數據通信方式
921SPI接口的數據通信方式
922SPI接口信號配置
923SPI數據通信時序
93SPI數據通信應用示例
本章小結
練習與思考題
第10章STC15系列單片機的CCP/
PCA/PWM
101STC15系列單片機的CCP/
PCA/PWM模塊
1011CCP/PCA/PWM模塊工作
原理
1012CCP/PCA/PWM模塊的控制
寄存器
102STC15W4K32S4單片機CCP/
PCA/PWM的工作模式
1021捕獲模式
1022軟件定時器模式
1023高速輸出模式
1024脈寬調制輸出模式
103STC15W4K32S4單片機CCP/
PCA/PWM的編程應用
104STC15W4K32S4單片機高精度
帶死區控制PWM
1041高精度帶死區控制的PWM
1042PWM波形發生的控制
寄存器
1043增強型PWM波形發生器的
中斷控制
105STC15W4K32S4單片機帶死區
PWM應用示例
本章小結
練習與思考題
第11章STC15系列單片機內部AD
轉換器及比較器
111STC15W4K32S4單片機的
片上AD轉換器
1111AD轉換器內部結構與工作
原理
1112AD轉換的控制寄存器
1113AD轉換器的使用
1114AD轉換器的參考電壓源
1115AD轉換器作電容感應觸摸
按鍵設計
112STC15W4K32S4單片機的
片內比較器
1121比較器的控制寄存器
1122比較器使用示例
本章小結
練習與思考題
第12章STC15系列單片機應用
系統擴展
121單片機系統擴展概述
122STC15W4K32S4單片機并行
總線的構造
1221單片機系統的并行總線
1222STC15W4K32S4單片機
三總線的構造
123STC15W4K32S4單片機的
三總線接口應用
1231外部并行器件的擴展
1232地址空間分配與編址
1233單片機擴展外部存儲器
的接口設計
124STC15W4K32S4單片機擴展
外部并行I/O端口
1241I/O接口概述
1242TTL電路擴展并行I/O口
125串行總線技術
1251I2C總線結構與工作原理
1252I2C總線的時序
1253I2C總線上的數據傳輸格式
1254I2C總線的信號模擬與
編程技術
126STC15W4K32S4單片機與I2C
總線器件接口
1261串行E2PROM存儲器接口
應用
1262STC154K32S4單片機模擬
I2C總線接口
127STC15W4K32S4單片機與SPI
總線器件接口
本章小結
練習與思考題
第13章STC15系列單片機人機
對話接口設計
131STC15W4K32S4單片機的
鍵盤接口設計
1311鍵盤的工作原理
1312鍵盤的接口方式
1313鍵盤掃描工作方式
1314鍵盤接口及應用
132STC15W4K32S4單片機與
顯示器接口設計
1321顯示器結構與工作原理
1322LED數碼顯示方式與接口
電路設計
1323專用顯示驅動芯片接口
設計
133單片機與液晶顯示器的
接口設計
1331液晶顯示器類型與工作
原理
1332字符型液晶顯示器接口
設計
1333點陣圖形液晶顯示器接口
設計
134單片機與微型打印機的
接口設計
1341MPD16微型打印機的接口
電路設計
1342MPD16微型打印機的
使用
本章小結
練習與思考題
第14章STC15系列單片機與AD、
DA轉換器接口設計
141STC15W4K32S4單片機與
AD轉換器的接口
1411AD轉換器概述
1412單片機與AD574并行AD
轉換器的接口
1413單片機與MCP3202串行AD
轉換器的接口
1414單片機與312BCD碼轉換器
的接口
142STC15W4K32S4單片機與
DA轉換器的接口
1421DA轉換器概述
1422DAC0832的功能特性
1423單片機與DAC0832并行DA
轉換器的接口
1424單片機與AD7543串行DA
轉換器的接口
143STC15W4K32S4單片機與
VF轉換器的接口
1431VF轉換器實現AD轉換
的原理
1432VF轉換器的接口方法
1433單片機與VF轉換器的接口
設計
本章小結
練習與思考題
第15章STC15系列單片機應用
系統設計
151單片機應用系統設計的
基本原則
152單片機應用系統設計及
開發過程
153單片機應用系統設計的
基本結構
154STC15W4K32S4單片機應用
系統設計
1541STC15W4K32S4單片機
實驗學習板
1542STC15W4K32S4單片機學習
板實驗例程
1543STC單片機實驗調試與
仿真
1544IAP15W4K61S4單片機芯片級
仿真器
155STC15W4K84S4單片機四旋
翼飛行器設計
本章小結
練習與思考題
附錄
附錄ASTC15W4K32S4系列單片機
各種封裝引腳功能
對照表
附錄BSTC15系列8051內核單片機
指令表
附錄CASCII碼與控制字符
功能
參考文獻