零基础学单片机C语言程序设计 第3版PDF电子书下载

第一篇 单片机C51概述 1

第1章 单片机开发概述 1

1.1 单片机介绍 1

1.1.1 单片机简介 1

1.1.2 单片机的主要组成部分 2

1.1.3 单片机引脚及功能 3

1.1.4 单片机的应用领域 4

1.2 单片机开发流程 5

1.2.1 系统分析 5

1.2.2 单片机选型 5

1.2.3 程序设计 8

1.2.4 仿真测试 9

1.2.5 程序下载 9

1.3 单片机开发语言概述 9

1.3.1 单片机汇编语言 9

1.3.2 单片机C51语言 10

1.4 小结 11

1.5 习题与上机实践 11

第2章 构建C51集成开发环境 12

2.1 51系列单片机的最小硬件系统 12

2.1.1 时钟振荡电路 13

2.1.2 单片机的复位电路 14

2.2 Keil μ Vision3集成开发环境 15

2.2.1 Keil μ Vision3简介 16

2.2.2 Keil μ Vision3安装 16

2.2.3 Keil μ Vision3界面概览 17

2.2.4 Keil μ Vision3的各种常用窗口 18

2.3 Keil μ Vision3中C51的开发流程 22

2.3.1 创建项目 22

2.3.2 创建源文件 22

2.3.3 编译项目 24

2.3.4 仿真调试 24

2.3.5 程序下载 25

2.4 小结 25

2.5 习题与上机实践 26

第二篇 C51语言程序设计指南 27

第3章 C51语言程序设计基础 27

3.1 C51程序的基本结构 27

3.2 C51编程规范及注意事项 28

3.2.1 注释 28

3.2.2 命名 29

3.2.3 格式 29

3.3 C51的标识符与关键字 30

3.3.1 标识符 30

3.3.2 关键字 30

3.4 C51的变量类型 32

3.4.1 C51的数据类型 32

3.4.2 整型变量 33

3.4.3 浮点型变量 34

3.4.4 字符型变量 35

3.4.5 指针型变量 36

3.4.6 无值型变量 37

3.5 C51的常量类型 37

3.5.1 整型常量 37

3.5.2 浮点型常量 38

3.5.3 字符型常量 39

3.5.4 转义字符 40

3.6 变量作用域 40

3.6.1 变量作用域的基本规则 41

3.6.2 自动变量 42

3.6.3 全局变量 43

3.6.4 静态变量 44

3.6.5 寄存器变量 45

3.7 分隔符与const修饰符 45

3.7.1 C51分隔符 45

3.7.2 const修饰符 45

3.8 C51的运算符 47

3.8.1 算术运算符 47

3.8.2 逻辑运算符 49

3.8.3 关系运算符 50

3.8.4 位运算符 50

3.8.5 “，”运算符 53

3.8.6 “？”运算符 54

3.8.7 “sizeof”运算符 54

3.8.8 地址操作运算符 55

3.8.9 联合操作运算符 55

3.8.10 强制类型转换运算符 56

3.8.11 运算符优先级和结合性 57

3.9 C51的表达式 58

3.9.1 算术表达式 58

3.9.2 赋值表达式 59

3.9.3 逗号表达式 60

3.9.4 关系表达式 61

3.9.5 逻辑表达式 62

3.10 小结 63

3.11 上机实践 63

第4章 C51语句和流程 65

4.1 C51语句 65

4.1.1 变量声明语句 65

4.1.2 表达式语句 66

4.1.3 复合语句 66

4.1.4 循环语句 67

4.1.5 条件语句 70

4.1.6 开关语句 74

4.1.7 程序跳转语句 76

4.1.8 函数调用语句 78

4.1.9 函数返回语句 79

4.1.10 空语句 80

4.2 C51的流程控制结构及程序示例 80

4.2.1 顺序结构 80

4.2.2 选择结构 80

4.2.3 循环结构 81

4.2.4 流程控制结构程序示例 81

4.3 小结 82

4.4 上机实践 83

第5章 C51的数据结构 85

5.1 C51的数组 85

5.1.1 数组定义及数组元素 85

5.1.2 一维数组 87

5.1.3 一维字符串数组 90

5.1.4 二维数组 92

5.1.5 二维字符串数组 95

5.1.6 多维数组 96

5.2 C51的指针 96

5.2.1 指针及相关概念 97

5.2.2 指针变量的定义及赋值 97

5.2.3 取址运算符和取值运算符 100

5.2.4 指针变量的运算 102

5.2.5 C51的字符指针 103

5.2.6 C51的数组指针 104

5.2.7 C51的指针数组 109

5.3 C51的结构 110

5.3.1 结构的声明 110

5.3.2 结构变量的声明 111

5.3.3 结构变量的初始化 113

5.3.4 结构变量的使用 114

5.3.5 C51的结构数组 115

5.3.6 C51的结构指针 116

5.3.7 C51的嵌套式结构 119

5.3.8 C51的位结构 121

5.4 C51的联合 122

5.4.1 联合的声明和使用 122

5.4.2 结构和联合的区别 126

5.5 C51的枚举 127

5.5.1 枚举和枚举变量的声明 128

5.5.2 枚举变量的赋值和使用 129

5.6 C51的位域 131

5.6.1 位域和位域变量的声明 131

5.6.2 位域变量的使用 133

5.7 C51的类型声明 134

5.7.1 类型声明的定义 134

5.7.2 类型声明的使用 135

5.8 小结 135

5.9 上机实践 135

第6章 C51的函数 137

6.1 函数 137

6.1.1 函数的概述 137

6.1.2 函数的分类 138

6.1.3 函数的定义 139

6.1.4 函数的参数 141

6.1.5 函数的返回值 146

6.2函数的作用域 146

6.2.1 函数的作用范围 146

6.2.2 函数代码的作用域 147

6.2.3 函数变量的作用域 147

6.3 函数的调用 148

6.3.1 赋值调用 149

6.3.2 引用调用 149

6.3.3 递归调用 150

6.3.4 嵌套调用 151

6.4 C51的main函数 153

6.4.1 无参main函数 153

6.4.2 有参main函数 153

6.5 C51的库函数 154

6.5.1 I/O函数库 154

6.5.2 标准函数库 166

6.5.3 字符函数库 173

6.5.4 字符串函数库 184

6.5.5 内部函数库 199

6.5.6 数学函数库 201

6.5.7 绝对地址访问函数库 207

6.5.8 变量参数表函数库 210

6.5.9 全程跳转函数库 211

6.5.10 偏移量函数库 212

6.6 小结 213

6.7 上机实践 213

第7章 C51的存储结构 215

7.1 单片机的存储器结构 215

7.1.1 51系列单片机的存储区域 215

7.1.2 片内RAM的存储器结构 216

7.2 C51的存储类型 216

7.2.1 code存储类型 217

7.2.2 data存储类型 217

7.2.3 bdata存储类型 218

7.2.4 idata存储类型 218

7.2.5 pdata存储类型 219

7.2.6 xdata存储类型 219

7.3 C51的扩展数据类型 219

7.3.1 sfr和sfr 16型变量 220

7.3.2 sbit型变量 220

7.3.3 bit型变量 221

7.3.4 51单片机寄存器的定义 221

7.4 C51变量的存储模式 223

7.4.1 Small模式 224

7.4.2 Compact模式 224

7.4.3 Large模式 224

7.5 C51的存储器指针 225

7.5.1 一般指针 225

7.5.2 存储器指针 226

7.6 小结 228

7.7 上机实践 228

第8章 C51的预处理命令和用户配置文件 229

8.1 C51的预处理命令概述 229

8.2 文件包含指令 230

8.2.1 #include命令 230

8.2.2 C51常用的头文件 231

8.3 宏定义指令 232

8.3.1 #define命令 232

8.3.2 #undef命令 234

8.4 条件编译指令 235

8.4.1 #if、 #else和#endif命令 235

8.4.2 #elif命令 236

8.4.3 #ifdef、 #ifndef命令 237

8.5 其他编译指令 238

8.5.1 #line命令 238

8.5.2 #error命令 238

8.5.3 #pragma命令 239

8.6 C51的用户配置文件 240

8.6.1 C51的启动代码详解 240

8.6.2 C51的变量初始化文件 246

8.6.3 C51的基本I/O函数文件 246

8.6.4 C51的分组配置文件 246

8.7 小结 247

8.8 上机实践 247

第三篇C51单片机编程指南 249

第9章 C51定时器／计数器程序设计 249

9.1 定时器／计数器简介 249

9.1.1 定时器／计数器的结构 249

9.1.2 方式控制寄存器TMOD 250

9.1.3 中断控制寄存器TCON 251

9.1.4 定时器／计数器的初值 253

9.1.5 定时器／计数器的初始化 253

9.2 定时器／计数器工作模式0的C51程序设计 253

9.2.1 定时器／计数器工作模式0 254

9.2.2 定时器／计数器模式0的程序设计 254

9.3 定时器／计数器工作模式1的C51程序设计 255

9.3.1 定时器／计数器工作模式1 255

9.3.2 定时器／计数器模式1的程序设计 256

9.4 定时器／计数器工作模式2的C51程序设计 257

9.4.1 定时器／计数器工作模式2 257

9.4.2 定时器／计数器模式2的程序设计 258

9.5 定时器／计数器工作模式3的C51程序设计 259

9.5.1 定时器／计数器工作模式3 259

9.5.2 定时器/计数器模式3的程序设计 259

9.6 小结 261

9.7 上机实践 261

第10章 C51中断程序设计 263

10.1 单片机的中断系统 263

10.1.1 单片机中断的典型概念 263

10.1.2 单片机的中断类型 264

10.1.3 中断请求标志及其C51访问 265

10.1.4 中断允许标志及其C51访问 268

10.1.5 中断优先级标志及其C51访问 269

10.1.6 中断的C51处理过程 269

10.2 外部中断源的C51程序设计 273

10.3 定时中断源的C51程序设计 274

10.4 串行中断源的C51程序设计 275

10.5 小结 276

10.6 上机实践 276

第11章 C51串行接口程序设计 277

11.1 51系列单片机的串行接口 277

11.1.1 单片机串行通信概述 277

11.1.2 单片机串行接口的内部结构 278

11.1.3 串行接口控制寄存器SCON 279

11.1.4 特殊功能寄存器PCON 282

11.2 串行口工作模式0的C51程序设计 282

11.2.1 模式0的波特率 283

11.2.2 模式0的数据发送及C51程序设计 283

11.2.3 模式0的数据接收及C51程序设计 285

11.3 串行口工作模式1的C51程序设计 287

11.3.1 模式1的波特率 287

11.3.2 模式1的数据发送及C51程序设计 289

11.3.3 模式1的数据接收及C51程序设计 291

11.4 串行口工作模式2的C51程序设计 293

11.4.1 模式2的波特率 293

11.4.2 模式2的数据发送及C51程序设计 293

11.4.3 模式2的数据接收及C51程序设计 295

11.5 串行口工作模式3的C51程序设计 297

11.5.1 模式3的波特率 297

11.5.2 模式3的数据发送及C51程序设计 299

11.5.3 模式3的数据接收及C51程序设计 300

11.6 小结 303

11.7 上机实践 303

第12章 C51下的RTX-51实时多任务操作系统 304

12.1 RTX-51实时多任务操作系统简介 304

12.1.1 单任务程序与多任务程序的比较 304

12.1.2 RTX-51实时多任务操作系统种类 306

12.2 RTX-51的系统函数 308

12.2.1 中断调用的发送信号函数 308

12.2.2 清除信号标志函数 308

12.2.3 启动任务函数 309

12.2.4 删除任务函数 309

12.2.5 获取当前任务号函数 310

12.2.6 任务调用的发送信号函数 310

12.2.7 等待函数 311

12.3 RTX-51的任务调度 313

12.3.1 循环任务调度 314

12.3.2 事件任务调度 315

12.3.3 信号任务调度 316

12.3.4 优先级及抢先任务切换 316

12.3.5 RTX-51的主要概念和特性 318

12.4 RTX-51 Tiny的任务管理 318

12.4.1 RTX-51 Tiny的任务状态 319

12.4.2 RTX-51 Tiny的事件 319

12.4.3 RTX-51 Tiny的任务切换 319

12.5 RTX-51 Tiny的系统配置 320

12.5.1 RTX-51 Tiny系统配置文件 320

12.5.2 RTX-51 Tiny系统参数 322

12.6 RTX-51 Tiny的要求及注意事项 323

12.6.1 RTX-51 Tiny的要求及技术参数 323

12.6.2 RTX-51 Tiny的注意事项 324

12.7 RTX-51 FULL实时多任务操作系统简介 325

12.7.1 RTX-51 FULL函数一览 325

12.7.2 RTX-51的技术参数 327

12.8 小结 328

12.9 上机实践 328

第13章 Keil μ Vision3的调试和仿真 329

13.1 Keil μ Vision3的程序调试 329

13.1.1 Keil μ Vision3的程序调试模式 329

13.1.2 断点 331

13.1.3 性能分析器 332

13.1.4 代码覆盖分析器 334

13.1.5 调试命令 335

13.2 系统资源仿真 336

13.2.1 并行I/O端口仿真 337

13.2.2 寄存器仿真 338

13.2.3 中断仿真 341

13.2.4 串行接口仿真 344

13.2.5 定时器/计数器仿真 348

13.2.6 看门狗定时器的仿真 354

13.2.7 低功耗仿真 356

13.3 小结 357

13.4 上机实践 357

第四篇C51程序设计典型案例 359

第14章 C51矩阵式键盘程序设计 359

14.1 键盘接口概述 359

14.1.1 独立式按键和矩阵式键盘 359

14.1.2 键盘设计注意事项 360

14.2 矩阵式键盘C51程序设计 361

14.2.1 扫描法及C51程序设计 361

14.2.2 线反转法及C51程序设计 364

14.2.3 中断法及C51程序设计 365

14.3 C51矩阵式键盘设计实例 367

14.3.1 电路图 367

14.3.2 程序设计 368

14.4 小结 371

14.5 上机实践 371

第15章 C51液晶显示模块 372

15.1 液晶显示模块概述 372

15.1.1 液晶显示模块的分类 372

15.1.2 液晶显示模块的特点 373

15.2 液晶显示控制驱动器 374

15.2.1 液晶显示控制驱动器概述 374

15.2.2 液晶显示控制驱动器功能说明 374

15.3 液晶显示控制器指令集 378

15.3.1 基本指令集 378

15.3.2 扩充指令集 380

15.3.3 控制器指令操作方式 382

15.4 点阵图形型液晶操作子函数 384

15.4.1 指令操作子函数 384

15.4.2 数据操作子函数 384

15.4.3 初始化子函数 385

15.4.4 清屏子函数 386

15.4.5 汉字显示子函数 386

15.4.6 图形显示子函数 387

15.5 液晶汉字显示实例 388

15.5.1 电路设计 388

15.5.2 程序设计 390

15.6 液晶图形显示实例 392

15.6.1 图形数组的提取 392

15.6.2 图形显示程序设计 393

15.7 小结 395

15.8 上机实践 396

第16章 C51模拟I2C总线 397

16.1 I2C总线概述 397

16.1.1 I2C总线工作原理 397

16.1.2 I2C总线器件的寻址方式 398

16.1.3 I2C总线数据操作 399

16.2 I2C总线接口EEPROM存储器 400

16.3 C51模拟I2C总线协议 401

16.3.1 延时子函数 401

16.3.2 起始信号子函数 401

16.3.3 终止信号子函数 402

16.3.4 应答信号子函数 402

16.3.5 非应答信号子函数 403

16.3.6 应答位检查子函数 403

16.3.7 单字节写子函数 404

16.3.8 单字节读子函数 404

16.3.9 多字节写子函数 405

16.3.10 多字节读子函数 405

16.4 C51读写EEPROM实例 407

16.4.1 电路设计 407

16.4.2 程序设计 408

16.4.3 仿真分析 410

16.5 小结 411

16.6 上机实践 411

第17章 C51模拟单总线接口 412

17.1 单总线接口概述 412

17.1.1 单总线接口结构 412

17.1.2 单总线通信格式 412

17.1.3 单总线的特点 413

17.2 单总线温度传感器及C51操作 413

17.2.1 温度传感器DS18S20概述 413

17.2.2 DS18S20的数据操作及指令 414

17.2.3 DS18S20的访问流程 417

17.2.4 温度转换操作 417

17.2.5 C51模拟单总线操作子函数 418

17.3 C51单总线温度传感器实例 426

17.3.1 电路设计 426

17.3.2 程序设计 428

17.3.3 仿真分析 431

17.4 小结 431

17.5 上机实践 432

第18章 实时时钟芯片应用 433

18.1 实时时钟芯片DS 1302概述 433

18.1.1 实时时钟芯片DS 1302引脚 433

18.1.2 实时时钟芯片DS 1302的日期操作 434

18.1.3 实时时钟芯片DS 1302的控制操作 435

18.1.4 实时时钟芯片DS 1302的RAM操作 436

18.1.5 实时时钟芯片DS 1302数据传输方式 437

18.2 DS1302的控制子函数 438

18.2.1 复位子函数 438

18.2.2 字节读取子函数 439

18.2.3 字节写入子函数 439

18.2.4 年设置子函数 439

18.2.5 月设置子函数 440

18.2.6 日设置子函数 440

18.2.7 星期设置子函数 440

18.2.8 小时设置子函数 441

18.2.9 分钟设置子函数 441

18.2.10 秒设置子函数 441

18.2.11 写保护子函数 442

18.2.12 写允许子函数 442

18.2.13 充电控制子函数 442

18.2.14 初始化子函数 442

18.2.15 RAM字节写入子函数 443

18.2.16 时钟显示子函数 444

18.2.17 多字节突发方式读取RAM子函数 444

18.2.18 多字节突发方式写入RAM子函数 445

18.3 C51读写实时时钟芯片实例 445

18.3.1 电路图 446

18.3.2 程序设计 446

18.3.3 仿真分析 450

18.4 小结 452

18.5 上机实践 452

第19章 C51通信接口程序设计 453

19.1 串行接口通信概述 453

19.1.1 串行接口通信标准 453

19.1.2 串行接口芯片 458

19.1.3 双机及多机通信原理 459

19.2 C51双机通信实例 460

19.2.1 电路原理图 460

19.2.2 发送方程序设计 461

19.2.3 接收方程序设计 463

19.3 C51多机通信实例 464

19.3.1 主机程序设计 464

19.3.2 从机程序设计 468

19.4 小结 472

19.5 上机实践 472

第20章 道路交通灯多任务控制系统 473

20.1 交通灯多任务控制系统概述 473

20.2 C51交通灯多任务控制系统 474

20.2.1 电路原理图 474

20.2.2 建立RTX-51 Tiny项目 475

20.2.3 多任务划分 476

20.2.4 多任务程序设计 476

20.2.5 串行通信及命令获取子函数 483

20.2.6 仿真调试 488

20.3 小结 490

20.4 上机实践 490

第21章 常见面试题及解答 491

21.1 C51编程类面试题 491

21.1.1 预处理 491

21.1.2 C51语言基础 492

21.1.3 循环 494

21.1.4 位操作 495

21.1.5 实用子函数 496

21.2 与MCS-51硬件相关的面试题 498

21.2.1 MCS-51硬件基础 498

21.2.2 硬件编程 500