第1章 “麻雀虽小，五脏俱全”开门见山谈单片机 1
1.1 “一沙一起源，一芯一世界”集成电路王国 2
1.2 找寻电子界的神物“七窍玲珑芯” 3
1.3 “师傅领进门，修行靠个人”单片机修行路 4
1.3.1 “根骨奇佳”电子基础 5
1.3.2 “能说会道”编程语言 6
1.3.3 “武功秘籍”学习资源 8
1.3.4 “武器装备”实践平台 10
1.3.5 “内功心法”学习方法 11
第2章 “五娃出世，各显神通”初识STM8系列单片机 12
2.1 意法半导体STM8家的“五个娃” 13
2.2 “大娃STM8AF”善汽车电子 13
2.3 “二娃STM8AL”攻绿色能源 15
2.4 “三娃STM8L”会低功耗与便携 16
2.5 “四娃STM8S”主消费及工控 17
2.6 “五娃STM8T”通电容接近、触摸识别 19
2.7 “主角上场”STM8S207/208系列 20
第3章 “工欲善其事，必先利其器”软/硬件开发环境及调试准备 23
3.1 “塑造灵魂”软件开发环境 24
3.1.1 IAR公司的软件开发环境IAR for STM8 26
3.1.2 ST公司的软件开发环境STVD 33
3.2 “躯干肢体”硬件开发环境 41
3.2.1 开发板的“那些事儿” 41
3.2.2 思修电子STM8“祥云”系列开发平台简介 42
3.3 “形神合一”程序调试与下载 44
3.3.1 调试仿真工具ST-LINK简介 44
3.3.2 可视化编程STVP软件运用 46
3.3.3 Flash loader demonstrator串口下载软件运用 49
3.4 “望闻问切”参数测试与分析 53
3.4.1 信号观察好搭档“示波器” 53
3.4.2 数据分析好帮手“逻辑分析仪” 54
第4章 “五指琴魔，智能乐章”通用输入/输出GPIO资源 56
4.1 GPIO配置模式基础知识铺垫 57
4.1.1 “Play it！”弹奏单片机的智能乐章 57
4.1.2 如何理解悬浮输入 58
4.1.3 如何理解上拉输入 59
4.1.4 如何理解推挽输出 60
4.1.5 如何理解开漏输出 60
4.1.6 如何理解GPIO内部保护二极管 63
4.1.7 GPIO引脚功能复用及意义 64
4.1.8 GPIO引脚外部中断功能 65
4.1.9 GPIO引脚电气性能 66
4.2 初识STM8单片机GPIO资源 69
4.2.1 STM8S207/208系列单片机封装及引脚分布 70
4.2.2 GPIO资源相关寄存器简介 79
4.2.3 GPIO输入/输出模式配置流程 81
第5章 “光电世界，自信爆棚”LED器件编程应用 87
5.1 瞬间自信心爆棚的入门经典“流水灯” 88
5.1.1 为什么入门经典总是“点灯实验” 88
5.1.2 发光二极管模型及电气简介 89
5.1.3 基础项目A左移/右移/花样流水灯 89
5.2 GPIO资源扩展“小帮手” 93
5.2.1 基础项目B 74HC138译码器应用实验 93
5.2.2 基础项目C 74HC154译码器应用实验 98
5.2.3 基础项目D 74HC164“串入并出”应用实验 103
5.3 火柴棍游戏说“数码管”原理 108
5.3.1 数码管内部结构及分类 109
5.3.2 基础项目E一位数码管0～F数码显示 111
5.3.3 实战项目A基于74HC595串行动态数码管显示 114
第6章 “点、线、面的艺术”字符/点阵型液晶编程应用 121
6.1 单片机人机交互中的显示单元 122
6.1.1 常见的单片机显示方案选择 122
6.1.2 神奇的单片机“显卡” 123
6.2 字符型1602液晶模块 124
6.2.1 模块功能引脚定义 125
6.2.2 读/写时序及程序实现 126
6.2.3 液晶功能配置命令 128
6.2.4 基础项目A 1602液晶字符、进度条、移屏实验 132
6.2.5 基础项目B四线驱动1602节省GPIO实验 138
6.3 图形/点阵型12864液晶模块 141
6.3.1 模块功能引脚定义 142
6.3.2 读/写时序及程序实现 143
6.3.3 液晶功能配置命令 144
6.3.4 汉字坐标与绘图坐标 146
6.3.5 基础项目C 12864液晶字符、汉字显示实验 148
6.3.6 实战项目A 12864液晶进度条动画效果 151
6.3.7 基础项目D两线驱动12864节省GPIO实验 154
6.3.8 实战项目B两线串行模式正弦波打点绘图 158
第7章 “0101，我是键码！”独立按键/矩阵键盘交互编程 163
7.1 “输入设备”人机交互中的“桥梁” 164
7.2 轻触按键基础知识与应用 164
7.2.1 轻触按键分类及组成结构 164
7.2.2 轻触按键电压波形 165
7.2.3 常见按键“去抖动”方法 166
7.3 基础按键/键盘结构及应用 167
7.3.1 独立按键结构及电路 167
7.3.2 基础项目A独立按键检测与控制实验 168
7.3.3 行列式矩阵键盘结构 171
7.3.4 基础项目B矩阵键盘“线反转式”扫码法实验 172
7.4 不曾遗忘的“IBM PS/2”键盘/鼠标协议及应用 179
7.4.1 回到“XT、AT、PS/2”的时代 179
7.4.2 PS/2通信及数据帧构成 181
7.4.3 PS/2键盘的通码、断码和扫描码集 182
7.4.4 PS/2设备到主机通信流程 186
7.4.5 实战项目A PS/2小键盘加1602液晶密码锁实验 187
7.4.6 实战项目B PS/2大键盘Shift键大小写功能实验 195
第8章 “高楼大厦，各有功用”Flash程序存储器与EEPROM 202
8.1 小宇老师的“高楼大厦” 203
8.2 细说“高楼大厦”之功用 205
8.2.1 “临时办公室”随机读写RAM 205
8.2.2 “教务调度室”堆栈 206
8.2.3 “专业教室”Flash ROM 206
8.2.4 “机密档案室”EEPROM 208
8.2.5 “校长决策室”选项字节 209
8.2.6 “学校资源管理”端口及外设寄存器 210
8.2.7 “实训创新室”引导启动ROM 211
8.2.8 “核心事务管理”CPU/SWIM/Debug/ITC寄存器 212
8.2.9 “突发事件传达室”32级中断向量 213
8.3 存储器资源相关寄存器简介 214
8.3.1 FLASH_CR1/FLASH_CR2控制寄存器 214
8.3.2 FLASH_FPR保护寄存器 217
8.3.3 FLASH_PUKR程序存储器解保护寄存器 218
8.3.4 FLASH_DUKR数据EEPROM解保护寄存器 218
8.3.5 FLASH_IAPSR状态寄存器 219
8.4 Flash ROM的编程方式简介 220
8.4.1 什么是IAP和ICP 220
8.4.2 如何理解标准/快速编程以及RWW功能 220
8.4.3 如何理解字节编程 221
8.4.4 如何理解字编程 222
8.4.5 如何理解块编程 223
8.5 存储器读/写保护与控制 224
8.5.1 ROP存储器读出保护 224
8.5.2 “接头暗号”MASS存储器存取安全系统 224
8.6 基础项目A：1位数码管计数状态掉电不丢失实验 226
第9章 “单片机的外科手术”Option bytes配置及应用 231
9.1 “开始手术”配置系统参数及外设功能 232
9.2 Option bytes选项配置详解 233
9.3 利用STVP修改选项字节方法及流程 240
9.4 利用IAR修改选项字节方法及流程 243
9.5 基础项目A基于IAP方式修改选项配置实验 248
第10章 “内藏三心，坚实比金”时钟控制器配置及应用 252
10.1 “唐僧的心”说STM8时钟源选择 253
10.2 好大的一棵“时钟树” 256
10.3 配置系统主时钟为HSI 257
10.4 配置系统主时钟为HSE 265
10.4.1 自动切换时钟源步骤及配置过程 265
10.4.2 基础项目B HSI与HSE自动切换时钟源 268
10.4.3 手动切换时钟源步骤及配置过程 272
10.4.4 基础项目C HSI与HSE手动切换时钟源 275
10.5 配置系统主时钟为LSI 279
10.5.1 基础项目D程序配置启用LSI时钟源 281
10.5.2 基础项目E HSI与LSI自动切换时钟源 283
10.5.3 基础项目F HSI与LSI手动切换时钟源 287
10.6 修剪“时钟树枝”降低系统功耗 288
10.7 时钟安全系统CSS“比干的心” 290
10.7.1 基础项目G“挖心不死”效果验证 294
10.8 可配置时钟输出“CCO”功能 297
10.8.1 基础项目H可配置时钟输出“CCO”实验 299
第11章 “轻重缓急，有条不紊”中断控制器配置及应用 304
11.1 何谓中断？意义何在？ 305
11.2 “中断”了！咋处理？ 306
11.3 “临朝治政，百官进言”中断源及分类 308
11.3.1 “皇帝、皇后、皇太后”谁敢惹？ 309
11.3.2 “文武百官”挨个来 310
11.3.3 “圣旨到！”STM8中断指令 311
11.3.4 “STM8中断皇朝”游戏攻略 312
11.4 中断管理模式 318
11.4.1 非嵌套模式“微臣有本请奏” 319
11.4.2 嵌套模式“大人此言差矣” 320
11.5 中断功能相关寄存器详解 321
11.5.1 CPU条件代码寄存器CCR 321
11.5.2 软件优先级寄存器ITC_SPRx 323
11.5.3 外部中断控制寄存器EXTI_CRx 324
11.6 基础项目A查询法/中断法独立按键对比实验 328
第12章 “老和尚捻珠数羊”8位基本型定时/计数器TIM4 334
12.1 单片机定时/计数器本质及区别 335
12.2 STM8S单片机定时/计数器资源 336
12.2.1 STM8S定时/计数器分类 336
12.2.2 STM8S208MB定时器/计数器简介 337
12.3 TIM4系统结构及配置方法 338
12.3.1 如何理解计数模式？ 340
12.3.2 更新事件UEV的意义 341
12.3.3 TIM4初始化流程及配置 342
12.4 TIM4相关寄存器简介 343
12.4.1 TIM4_CR1控制寄存器1 344
12.4.2 TIM4_IER中断使能寄存器 346
12.4.3 TIM4_SR状态寄存器 346
12.4.4 TIM4_EGR事件产生寄存器 347
12.4.5 TIM4_CNTR计数器 348
12.4.6 TIM4_PSCR预分频寄存器 348
12.4.7 TIM4_ARR自动重装载寄存器 349
12.5 基础项目A自定义1Hz信号输出实验 349
第13章 “多才多艺，功能王者”16位高级型定时/计数器TIM1 353
13.1 TIM1资源功能及特性简介 354
13.2 “小菜一碟”定时功能 355
13.2.1 TIM1资源时基单元结构 355
13.2.2 定时功能配置流程及相关寄存器简介 357
13.2.3 基础项目A配置输出1/1 k/10 k/100 kHz方波实验 365
13.3 “轻松拿下”计数功能 371
13.3.1 外部时钟源模式1计数功能 371
13.3.2 模式1配置流程及相关寄存器简介 372
13.3.3 基础项目B捕获/比较通道脉冲计数实验 380
13.3.4 外部时钟源模式2计数功能 386
13.3.5 模式2配置流程及相关寄存器简介 387
13.3.6 基础项目C外部触发引脚脉冲计数实验 390
13.4 输入捕获之“轻松测量”信号周期及占空比 395
13.4.1 谈谈方波信号的频率及占空比测量 395
13.4.2 TIM1资源的输入捕获功能 396
13.4.3 周期测量功能配置流程 398
13.4.4 基础项目D简易1 kHz～1 MHz方波信号频率计 407
13.4.5 PWM信号占空比测量 412
13.4.6 什么是复位触发模式？ 414
13.4.7 占空比测量功能配置流程 415
13.4.8 基础项目E简易PWM信号占空比测量实验 419
13.5 “灵活自由”的输出比较功能 424
13.5.1 输出比较功能结构及用途 424
13.5.2 什么叫做“边沿对齐”方式？ 426
13.5.3 怎么理解“中间对齐”方式？ 429
13.5.4 边沿/中间对齐PWM输出配置流程 431
13.5.5 基础项目F边沿对齐方式四路PWM信号输出 441
13.5.6 基础项目G中间对齐方式四路PWM信号输出 446
第14章 “摇身一变睡美人儿”电源模式管理及系统功耗控制 451
14.1 为什么要注重单片机系统功耗？ 452
14.2 如何降低单片机系统功耗？ 453
14.2.1 功耗控制之硬件调整 453
14.2.2 功耗控制之软件优化 454
14.3 STM8单片机功耗管理 456
14.3.1 STM8低功耗优势 456
14.3.2 STM8供电电压/时钟功耗影响 457
14.3.3 STM8运行模式 459
14.3.4 Wait等待模式 460
14.3.5 Halt停机模式 461
14.3.6 Active-Halt活跃停机模式 462
14.4 AWU自动唤醒“单片机起床吧！” 464
14.4.1 AWU系统结构及操作流程 464
14.4.2 AWU配置及唤醒时间计算 466
14.4.3 基础项目A验证AWU“闹钟唤醒”效果 470
14.5 低功耗STM8L系列单片机 475
第15章 “哗啵哗啵～滴滴～”蜂鸣器激励信号产生与控制 477
15.1 状态音提示小助手“电/磁讯响器” 478
15.1.1 压电式蜂鸣器原理与应用 479
15.1.2 电磁式蜂鸣器原理与应用 479
15.1.3 自激励源蜂鸣器 480
15.1.4 外激励源蜂鸣器 480
15.1.5 蜂鸣器选型原则及参数 481
15.2 蜂鸣器硬件驱动电路设计 482
15.2.1 三极管开关驱动电路 482
15.2.2 基于ULN2003A/ULN2003D的驱动电路 483
15.3 STM8单片机蜂鸣器控制 485
15.3.1 选项字节配置蜂鸣器功能复用引脚 487
15.3.2 基础项目A自激励源蜂鸣器“鸣叫”控制实验 489
15.3.3 外激励源蜂鸣器控制 491
15.3.4 基础项目B外激励源蜂鸣器“变调”效果实验 493
第16章 “系统状态监察/执行官”独立/窗口看门狗配置及应用 496
16.1 “监察/执行官”IWDG与WWDG 497
16.2 独立看门狗IWDG启用与配置 497
16.2.1 IWDG启用方法 498
16.2.2 IWDG系统结构及配置方法 499
16.2.3 IWDG实现机制 502
16.2.4 IWDG超时溢出时间计算 503
16.3 基础项目A验证IWDG超时复位 506
16.4 窗口看门狗WWDG启用与配置 510
16.4.1 WWDG启用方法 510
16.4.2 WWDG系统结构及配置方法 511
16.4.3 WWDG实现机制 514
16.4.4 WWDG超时溢出时间计算 515
16.4.5 WWDG在系统低功耗模式下的状态 516
16.5 基础项目B验证WWDG超时复位 518
第17章 “你来我往，烽火传信”串行数据通信及UART应用 522
17.1 “烽火戏诸侯”说单片机数据通信 523
17.2 单片机通信理论铺垫 526
17.2.1 单片机并行通信 527
17.2.2 单片机串行通信 528
17.2.3 串行通信位同步方式 529
17.2.4 串行通信数据传送方式 532
17.2.5 串行通信时钟及传送速率 534
17.2.6 串行信道数据编码格式 535
17.2.7 串行信道中的常见电平标准 536
17.3 单片机数据通信电平转换问题及解决方案 537
17.3.1 单向8通道电平转换方案SN74LVC8T245 538
17.3.2 单向16通道电平转换方案SN74LVC16T245 540
17.3.3 自动方向检测转换器方案TXB0108 542
17.3.4 针对漏极开路应用的自动方向检测转换器方案TXS0108 543
17.3.5 EIA RS-232C电平转换方案MAX232/MAX3232 544
17.4 常用串行通信接口 546
17.4.1 DB25串口接口及规范 546
17.4.2 DB9串口接口及规范 547
17.5 走进STM8单片机USART/UART 548
17.5.1 STM8单片机USART/UART基础知识 548
17.5.2 收发流程及相关寄存器简介 549
17.5.3 数据位配置 550
17.5.4 校验位配置 553
17.5.5 停止位配置 556
17.5.6 波特率计算与配置 557
17.5.7 功能使能位配置 560
17.5.8 异步通信模式下的发送程序 563
17.5.9 异步通信模式下的接收程序 564
17.5.10 异步通信模式初始化程序 565
17.5.11 STM8单片机智能卡/IrDA/LIN功能及相关寄存器简介 568
17.6 基础项目A Unique ID“身份证号码”输出实验 573
17.7 实战项目A上/下位机串口命令交互实验 578
17.8 实战项目B基于XFS5152CE的TTS语音合成系统 583
17.8.1 神奇的语音合成“TTS”技术 583
17.8.2 初识XFS5152CE语音合成芯片 584
17.8.3 搭建XFS5152CE硬件平台 586
17.8.4 详解XFS5152CE功能控制命令 595
17.8.5 简单易用的“文本控制标记” 601
17.8.6 方便实用的“提示音” 603
17.8.7 语音识别命令词 604
17.8.8 上位机软件实现XFS5152CE功能控制 604
17.8.9 串口驱动XFS5152CE语音合成程序源码 606
第18章 “通信神功，脚踏独木桥”1-Wire单总线器件编程及应用 613
18.1 初识“独木桥”单总线串行通信 614
18.2 DS18B20数字温度传感器简介 615
18.2.1 DS18B20功能描述 615
18.2.2 DS18B20引脚/封装及实物 616
18.2.3 DS18B20典型硬件电路 617
18.3 DS18B20系统结构 618
18.3.1 器件“身份证”64位光刻ROM序列 619
18.3.2 器件内部9字节存储器 620
18.4 DS18B20功能配置流程 625
18.4.1 设备初始化流程 625
18.4.2 写数据至从机流程 627
18.4.3 主机读取数据流程 629
18.5 实战项目A单点DS18B20温度值测量串口打印 631
18.5.1 单点测量硬件电路原理 631
18.5.2 单点测量程序设计及功能测试 633
18.6 实战项目B读取单设备“身份证”64位ROM序列 640
18.7 实战项目C串口交互三点DS18B20温度采集系统 641
第19章 “击鼓声响，双向传花”串行外设接口SPI配置及应用 648
19.1 “击鼓传花”说SPI“玩儿法” 649
19.2 STM8同步串行外设接口简介 650
19.3 STM8单片机SPI资源结构 651
19.3.1 主/从角色如何扮演？ 653
19.3.2 传输数据高/低位谁在前？ 654
19.3.3 时钟极性与时钟相位 654
19.4 SPI资源相关寄存器简介 656
19.4.1 SPI_CR1控制寄存器1 656
19.4.2 SPI_CR2控制寄存器2 658
19.4.3 SPI_ICR中断控制寄存器 660
19.4.4 SPI_SR状态寄存器 661
19.4.5 SPI_DR数据寄存器 662
19.4.6 SPI_CRCPR多项式寄存器 663
19.4.7 SPI_RXCRCR接收数据多项式寄存器 663
19.4.8 SPI_TXCRCR发送数据多项式寄存器 664
19.5 不同“角色”的初始化流程及配置 664
19.5.1 主设备初始化流程及配置 664
19.5.2 从设备初始化流程及配置 667
19.5.3 基础项目A三线SPI接口双机通信实验 668
19.6 初识winbond华邦W25Qxx系列存储颗粒 676
19.6.1 W25Qxx系列存储颗粒概述 676
19.6.2 W25Qxx系列存储颗粒“控制和状态寄存器” 679
19.6.3 W25Qxx系列存储颗粒功能指令详解 680
19.6.4 实战项目A串口打印W25Q16存储器芯片器件ID 696
19.6.5 实战项目B W25Q16存储芯片数据读写实验 704
第20章 “大老爷升堂，威武！”串行总线接口I2C配置及应用 713
20.1 “大老爷升堂问案”说I2C“玩法” 714
20.2 初识标准I2C总线协议 716
20.2.1 “相关人等”I2C总线上的“角色” 717
20.2.2 “升堂退堂”数据有效性及起止条件 719
20.3 初识Atmel公司AT24Cxx系列EEPROM芯片 720
20.3.1 AT24Cxx系列芯片简介 721
20.3.2 AT24Cxx系列芯片写操作时序 722
20.3.3 AT24Cxx系列芯片读操作时序 724
20.3.4 基础项目A STM8模拟I2C读写AT24C02应答测试实验 726
20.3.5 基础项目B STM8模拟I2C单字节读写AT24C02实验 739
20.3.6 实战项目A STM8模拟I2C多字节读写AT24C02实验 747
20.3.7 实战项目B STM8模拟I2C页写入AT24C02实验 758
第21章 “对内翻译官”A/D模数转换器原理及应用 764
21.1 表达消息的“电信号” 765
21.1.1 模拟信号Analog signal 765
21.1.2 数字信号Digital signal 766
21.1.3 A/D转换与D/A转换 767
21.2 STM8单片机逐次逼近型A/D资源 768
21.2.1 STM8单片机A/D资源配备 769
21.2.2 ADC2系统结构 769
21.2.3 ADC2转换模式 771
21.2.4 ADC2转换速度 772
21.2.5 ADC2分辨率及转换精度 773
21.3 ADC2资源配置与应用 773
21.3.1 ADC2初始化流程“七步走” 774
21.3.2 ADC2相关寄存器及配置 774
21.4 A/D转换系统可靠性设计 781
21.4.1 供电及转换参考电压优化 782
21.4.2 采样前端电路处理 783
21.4.3 采样数据软件滤波 783
21.5 实战项目A电压采集和低/高压等级指示器 785
21.6 实战项目B“一线式”4＊4矩阵键盘设计与实现 793
参考文献 804