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