51单片机系统入门、扩展、应用开发学习手册 案例详解版PDF电子书下载

第1篇 初识单片机 1

第1章 单片机简介 1

1.1数字电路的发展 1

1.1.1数字电路的特点 1

1.1.2数字电路的应用 3

1.1.3微处理器发展 4

1.2什么是单片机 5

1.2.1处理器分类 5

1.2.2寻找单片机 7

1.2.3常用单片机系列 8

1.3 STC增强型51系列单片机介绍 9

1.3.1 STC 51单片机家族 9

1.3.2 STC单片机资源介绍 9

1.3.3 STC单片机开发过程简介 10

1.4本章小结 11

第2章 单片机系统构成 12

2.1单片机最小系统的构成 12

2.1.1单片机系统电源 12

2.1.2复位和时钟系统 13

2.1.3输入/输出接口 14

2.1.4外围功能器件 14

2.2单片机选型 15

2.2.1单片机芯片选型总原则 15

2.2.2单片机硬件开发 17

2.3单片机学习体会 19

2.4本章小结 20

第2篇51系列单片机基本资源 21

第3章51单片机的I/O口 21

3.1 I/O端口输入、输出控制及复用结构 21

3.1.1 P0端口的结构 21

3.1.2 P0端口的组成 22

3.1.3 P0端口的工作原理 22

3.1.4 P1端口的结构及工作原理 24

3.1.5 P2端口的结构及工作原理 25

3.1.6 P3端口第二功能输出结构及工作原理 25

3.1.7 I/O接口的工作类型 27

3.2 I/O端口寄存器及各种工作模式的配置 28

3.2.1模式配置寄存器（PxM0、 PxM1） 28

3.2.2端口数据寄存器（Px） 28

3.2.3特殊功能寄存器（P4SW） 29

3.2.4特殊功能寄存器（AUXR1） 30

3.3 3V/5V混合电压端口互联 31

3.4典型流水灯电路及程序分析 34

3.5本章小结 36

第4章51单片机中断系统 37

4.1中断的概念 37

4.2中断系统的寄存器 39

4.2.1中断优先级控制寄存器IP、 IP2、 IPH、 IP2H 41

4.2.2 IPH寄存器 41

4.2.3 IP2H寄存器 43

4.2.4定时器/计数器控制寄存器TCON 43

4.2.5串行口控制寄存器SCON 44

4.2.6低压检测中断寄存 45

4.2.7 A/D转换控制寄存器ADC CONTR 45

4.3中断优先级 46

4.4中断处理过程 46

4.5外部中断 47

4.6中断的应用 48

4.7本章小结 48

第5章51单片机的定时器/计数器 49

5.1定时器/计数器的结构及工作原理 49

5.2定时器/计数器的相关寄存器 50

5.2.1工作模式寄存器TMOD 52

5.2.2辅助寄存器AUXR 53

5.2.3时钟唤醒寄存器 54

5.3定时器/计数器的工作模式 55

5.4定时器/计数器编程举例 58

5.5本章小结 59

第6章51单片机异步串行通信 60

6.1通用异步接收器/发送器UART 60

6.1.1单工通信 60

6.1.2半双工通信 60

6.1.3全双工通信 61

6.1.4多工方式 61

6.1.5串行数据通信形式 61

6.2串行口的结构及工作原理 62

6.2.1数据发送原理 62

6.2.2数据接收原理 63

6.2.3回环操作 63

6.2.4中断控制 63

6.2.5波特率的产生 64

6.3串行接口的寄存器及工作模式 64

6.3.1串行口数据缓冲器SBUF 66

6.3.2辅助寄存器AUXR 66

6.3.3独立波特率发生器寄存器BRT 67

6.3.4从机地址控制寄存器SADEN和SADDR 67

6.3.5串行口1中断相关的寄存器IE、IP和IPH 68

6.3.6各种工作模式与其波特率的计算 68

6.4串行口波特率的选择和设定 71

6.5使用串口1和独立波特率发生器BRT的步骤 72

6.6串行接口通信应用举例 73

6.6.1 RS-232接口 74

6.6.2串行接口通信应用实例 76

6.7本章小结 78

第7章51单片机同步串行通信SPI 79

7.1 SPI通用同步串行接口 79

7.2 SPI接口寄存器设置 81

7.2.1 SPI特殊功能寄存器 81

7.2.2 SPI控制寄存器 81

7.2.3 SPI状态寄存器 82

7.2.4 SPI数据寄存器 82

7.2.5 SPI数据通信接口 83

7.3 SPI主从多机通信 84

7.3.1单主机—单从机方式 84

7.3.2双器件方式（器件可互为主机和从机） 85

7.3.3单主机—多从机方式 85

7.4 SPI通信应用举例 88

7.5异步串行通信和同步串行通信的区别 91

7.5.1异步串行方式的特点 91

7.5.2同步串行方式的特点 91

7.6本章小结 91

第8章51单片机模数转换器 92

8.1 ADC的结构及相关寄存器 92

8.2参考电压源的选择 96

8.3 ADC数据计算 96

8.4 ADC的应用举例 97

8.5本章小结 98

第9章51单片机可编程计数器阵列 99

9.1 PCA模块及其寄存器 99

9.1.1 PCA工作模式寄存器CMOD 99

9.1.2 PCA控制寄存器CCON 100

9.1.3 PCA模块0的捕获/比较寄存器CCAPM0 101

9.1.4 PCA模块1的捕获/比较寄存器CCAPM1 101

9.1.5 PCA模块0的PWM寄存器PCA PWM0 102

9.1.6 PCA模块1的PWM寄存器PCA PWM1 103

9.2 PCA模块结构 104

9.3 PCA模块的工作模式 105

9.4程序实例 108

9.5本章小结 111

第10章 时钟、复位系统及工作模式 112

10.1 51单片机的时钟系统 112

10.1.1选择单片机的内/外时钟源 112

10.1.2 STC系列单片机时钟系统 113

10.1.3时钟分频器及其相关寄存器 114

10.1.4可编程时钟输出 118

10.2 51单片机的复位系统 119

10.2.1外部RST引脚复位 119

10.2.2外部低压检测复位 121

10.2.3软件复位 122

10.2.4上电复位/掉电复位 123

10.2.5看门狗复位 124

10.3 STC单片机的工作模式 126

10.3.1 STC单片机工作模式控制寄存器 126

10.3.2 STC单片机的工作模式选择 127

10.3.3掉电模式下中断唤醒 129

10.4本章小结 131

第3篇51单片机存储器与资源扩展 132

第11章51系列单片机存储器结构 132

11.1 51单片机片内存储器 132

11.1.1存储器组织结构 133

11.1.2特殊功能寄存器 139

11.2 51单片机内部EEPROM应用 141

11.2.1 EEPROM操作及相关寄存器说明 141

11.2.2 EEPROM读/写操作 144

11.2.3 EEPROM操作实例 145

11.3本章小结 149

第12章51单片机资源扩展 150

12.1片外数据存储器的扩展 150

12.1.1存储器扩展电路 150

12.1.2存储器的译码电路 153

12.2 I/O接口扩展 154

12.2.1利用串口来扩展并行I/O口 155

12.2.2利用三态锁存器扩展并行I/O口 158

12.2.3利用集成芯片扩展I/O口 160

12.3 C语言使用片外数据总线实例 168

12.4本章小结 171

第4篇Keil集成开发环境与C语言 172

第13章Keil μVision集成开发环境 172

13.1 Keil μVision集成开发环境概述 172

13.1.1软件的安装与卸载 173

13.1.2在模板中添加STC单片机型号 176

13.2 Keil μVision工程的建立 178

13.2.1设置工程环境 180

13.2.2程序编译连接 186

13.3 Keil μVision软件仿真 189

13.3.1进入软件仿真 189

13.3.2查看寄存器数据 192

13.3.3查看单片机片内外设资源 195

13.4 STC系列单片机程序下载 197

13.4.1 STC_ ISP_V4.83软件使用说明 198

13.4.2 STC系列单片机在应用编程（IAP）的实现 200

13.5本章小结 202

第14章C语言基础知识 203

14.1变量、标识符及关键字 203

14.1.1标识符与关键字 203

14.1.2数据基本类型 204

14.1.3 C51编译器中独有的数据类型bit、sbit sfr和sfr16 207

14.1.4不同类型数据转换关系 210

14.2常用运算符 210

14.2.1 C语言基本运算符 211

14.2.2位运算符 214

14.2.3运算符的优先级和结合性 216

14.2.4变量的作用域和生存期 217

14.3 C语言程序设计的基本结构 222

14.3.1选择结构 225

14.3.2循环结构 228

14.3.3跳转结构 229

14.4数组、指针、自定义数据类型 232

14.4.1数组变量定义及使用 232

14.4.2指针变量定义及使用 236

14.4.3结构体类型定义及初始化 245

14.5函数 249

14.5.1函数的定义及其应用 249

14.5.2 C51的中断函数 254

14.5.3预处理命令 256

14.5.4内部函数和外部函数 259

14.6本章小结 259

第5篇 单片机典型应用模块 260

第15章 单片机系统的输入/输出接口 260

15.1键盘输入 260

15.1.1矩阵键盘原理及实现 260

15.1.2两线式键盘（A/D按键）设计及实现 265

15.1.3 PS/2接口C语言通信函数设计 267

15.2显示输出 268

15.2.1数码管静、动态显示输出 269

15.2.2 LED点阵模块输出设计及实现 272

15.2.3通用型图形点阵液晶 279

15.2.4笔段式液晶屏电路及驱动显示 284

15.2.5 TFT LCD液晶屏显示驱动设计 290

15.3本章小结 295

第16章 单片机典型应用实例 296

16.1数据通信 296

16.1.1 RS-232串行通信 296

16.1.2单片机之间串口通信 299

16.1.3 PC与单片机串口接线方法（三线制） 301

16.1.4 RS-485通信接口实现 304

16.1.5多功能电能表通信规约（DL/T645-1997） 310

16.1.6程序设计 312

16.2单片机实现I2C串行通信 318

16.2.1 I2C总线规范 319

16.2.2 I2C数据传输 319

16.2.3单片机无线数据传输 326

16.2.4实例程序 329

16.3数据采集 337

16.3.1基于DHT11的温湿度采集 337

16.3.2实例程序 340

16.3.3基于DS 1302的时间采集 342

16.3.4实例程序 346

16.3.5单片机系统中模拟数据采集 348

16.3.6实例程序 350

16.4机电控制 351

16.4.1单片机驱动直流小电动机 351

16.4.2实例程序 354

16.4.3单片机控制步进电动机 355

16.4.4实例程序 357

16.4.5舵机的单片机控制 358

16.4.6实例程序 359

16.5本章小结 361

第6篇 单片机系统综合应用 362

第17章 单片机工程案例分析 362

17.1倒计时定时器 362

17.1.1系统设计 362

17.1.2实例程序 365

17.2交 通灯 370

17.2.1系统设计 370

17.2.2实例程序 371

17.3出租车计价器 374

17.3.1系统设计 375

17.3.2程序设计 376

17.4电子密码锁 380

17.4.1系统设计 381

17.4.2实例程序 383

17.5本章小结 390

第18章 保证单片机系统稳定工作 391

18.1单片机系统电源设计 391

18.1.1系统电源电路 391

18.1.2集成稳压电路 394

18.1.3精密电压基准源电路 396

18.2单片机系统抗干扰设计 397

18.2.1单片机的抗干扰设计 397

18.2.2单片机通道的抗干扰设计 400

18.2.3单片机系统功率输出的抗干扰设计 401

18.3电路板级电磁兼容性设计 403

18.3.1信号传输中的抗干扰措施 403

18.3.2电源和地线噪声的抑制措施 404

18.3.3板级综合抗干扰设计措施 406

18.4本章小结 408

第19章 基于GSM短信模块的智能家居控制系统 409

19.1智能家居控制系统组成 409

19.1.1智能家居基本功能简介 409

19.1.2智能家居系统的基本原理 411

19.1.3智能家居控制系统类型 411

19.2智能家居控制器体系结构 413

19.2.1智能家居控制系统组成 413

19.2.2 GSM模块网络接口 414

19.2.3 GSM短信模块单元 415

19.2.4 GSM短信模块操作控制 417

19.2.5智能家居控制系统软件流程 421

19.2.6 GSM模块通信程序 422

19.3本章小结 427

第20章 单片机接入以太网的设计与实现 428

20.1系统设计要求及设计思路 428

20.1.1以太网接口设计方案 428

20.1.2以太网中的常用术语 429

20.1.3以太网协议分析 430

20.2单片机接入以太网 434

20.2.1单片机接入以太网硬件组成 434

20.2.2 RTL8019网卡芯片介绍 436

20.2.3 RTL8019芯片软件操作 442

20.2.4以太网芯片驱动示例程序 445

20.3本章小结 449