STC单片机原理及应用-从器件.汇编.C到操作系统的分析和设计(立体化教程)-(第2版)

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作者：何宾

出版社：清华大学出版社

本类榜单：计算机/网络

分类：计算机/网络 > 计算机教材

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图文详情

ISBN：9787302492337
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
开本：16开
页数：476
出版时间：2019-01-01
条形码：9787302492337 ; 978-7-302-49233-7

本书特色

知识全面涵盖单片机基础、8051处理器内核、指令集、汇编语言、C语言、外设驱动及操作系统等。工具先进采用STC公司新推出的IAP15W4K58S4单片机(直接用Keil控制硬件仿真)与Keil公司新推出的8051单片机软件开发工具μVision5实现技术开发。内容权威除了参考了STC官方提供的STC15系列单片机数据手册外，还得到了STC公司在技术方面的指导，使本书内容能更准确地反映STC15系列单片机的特色。实例丰富通过大量的实例深度阐述STC15系列单片机的应用，以帮助读者系统掌握该系列单片机的丰富原理与功能。软硬融合以软件和硬件协同设计、协同仿真和协同调试为主线，将汇编语言、C语言与单片机开发进行深度融合，帮助读者深入理解并掌握利用软件来控制硬件的方法。 STC公司大学计划推荐教材，全国大学生电子设计竞赛STC单片机参考教材！采用本书作为教材的高校将免费获得STC大学计划*新的单片机实验箱！配教学课件与自学视频！

内容简介

本书是为单片机相关课程教学而编写的教材。全书共分为17章，主要内容包括：单片机和嵌入式系统基础知识，STC单片机硬件知识，STC单片机软件开发环境，数值表示及转换，STC单片机架构，STC单片机CPU指令系统，STC单片机汇编语言编程模型，STC单片机C语言编程模型，STC单片机时钟、复位和电源模式原理及实现，STC单片机比较器原理及实现，STC单片机计数器和定时器原理及实现，STC单片机异步串行收发器原理及实现，STC单片机ADC原理及实现，STC单片机增强型PWM发生器原理及实现，STC单片机SPI原理及实现，STC单片机CCP/PCA/PWM模块原理及实现，RTX51操作系统原理及实现。针对国内高校单片机课程教学中普遍存在的理论讲解不透彻、实践教学不系统的缺点，本书从器件、汇编语言、C语言和操作系统四个角度对STC新一代单片机进行了全方位的解读，将单片机课程中的各个知识点进行融会贯通。该教材的一大特色就是理论和实际并重，不仅介绍单片机的应用，而且更加突出学习方法，教给读者系统学习微处理器和嵌入式系统的思路和方法。这样，为读者将来学习基于其他处理器的嵌入式系统打下坚实的基础。为了方便教师的教学和学生的自学，本书提供了大量的设计案例，并对这些设计案例进行了深入的分析。本书可作为高职和本科院校单片机课程的教材，也可作为STC单片机竞赛、单片机认证考试的参考用书。对于从事单片机应用的工程师来说，本书也是很好的参考用书。

目录

第1章单片机和嵌入式系统基础知识

1.1嵌入式系统的基本概念

1.1.1嵌入式系统的主要特点

1.1.2嵌入式技术的构成

1.28051微控制器的内部架构

1.38051单片机硬件开发平台

1.4运行**个8051单片机程序

1.58051单片机编程语言

第2章STC单片机硬件知识

2.1STC单片机发展历史

2.2STC单片机IAP和ISP

2.3STC单片机命名规则及封装

2.3.1命名规则

2.3.2封装类型

2.3.3引脚定义

2.4STC单片机的架构及功能

2.4.1单片机实现的功能

2.4.2STC单片机的架构

2.5STC单片机的I/O驱动原理

2.6STC单片机硬件下载电路设计

2.6.1USB串口芯片下载电路

2.6.2USB直接下载编程电路

2.7STC单片机电源系统设计

第3章STC单片机软件开发环境

3.1Keil μVision集成开发环境介绍

3.1.1软件功能介绍

3.1.2软件的下载

3.1.3软件的安装

3.1.4导入STC单片机元件库

3.1.5软件的启动

3.2Keil μVision软件开发流程介绍

3.2.1明确软件需求

3.2.2创建设计工程

3.2.3编写汇编/C程序代码

3.2.4汇编器对汇编语言的处理

3.2.5C编译器对C语言的处理

3.2.6库管理器生成库文件

3.2.7链接器生成绝对目标模块文件

3.2.8目标到HEX转换器

3.2.9调试器调试目标代码

3.3Keil μVision基本开发流程的实现

3.3.1建立新的设计工程

3.3.2添加新的C语言文件

3.3.3设计建立

3.3.4下载程序到目标系统

3.3.5硬件在线调试

第4章数值表示及转换

4.1常用码制

4.1.1二进制码制

4.1.2十进制码制

4.1.3八进制码制

4.1.4十六进制码制

4.1.5BCD码

4.2正数表示方法

4.2.1正整数的表示

4.2.2正小数的表示

4.3正数码制转换

4.3.1十进制整数转换成其他进制数

4.3.2十进制小数转换成二进制数

4.4负数表示方法

4.4.1符号幅度表示法

4.4.2补码表示法

4.5负数补码的计算

4.5.1负整数补码的计算

4.5.2负小数补码的计算

4.6定点数表示

4.7浮点数表示

第5章STC单片机架构

5.1STC单片机CPU内核功能单元

5.1.1控制器

5.1.2运算器

5.1.3特殊功能寄存器

5.2STC单片机存储器结构和地址空间

5.2.1程序Flash存储器

5.2.2数据Flash存储器

5.2.3内部数据RAM存储器

5.2.4外部数据存储器

5.3STC单片机中断系统原理及功能

5.3.1中断原理

5.3.2中断系统结构

5.3.3中断优先级处理

5.3.4中断优先级控制寄存器

5.3.5中断向量表

第6章STC单片机CPU指令系统

6.1STC单片机CPU寻址模式

6.1.1立即数寻址模式

6.1.2直接寻址模式

6.1.3间接寻址模式

6.1.4寄存器寻址模式

6.1.5相对寻址模式

6.1.6变址寻址模式

6.1.7位寻址模式

6.2STC单片机CPU指令集

6.2.1算术指令

6.2.2逻辑指令

6.2.3数据传送指令

6.2.4布尔指令

6.2.5程序分支指令

第7章STC单片机汇编语言编程模型

7.1汇编语言程序结构

7.2汇编代码中段的分配

7.2.1CODE段

7.2.2BIT段

7.2.3IDATA段

7.2.4DATA段

7.2.5XDATA段

7.3汇编语言符号及规则

7.3.1符号的命名规则

7.3.2符号的作用

7.4汇编语言操作数描述

7.4.1数字

7.4.2字符

7.4.3字符串

7.4.4位置计数器

7.4.5操作符

7.4.6表达式

7.5汇编语言控制描述

7.5.1地址控制

7.5.2条件汇编

7.5.3存储器初始化

7.5.4分配存储器空间

7.5.5过程声明

7.5.6程序链接

7.5.7段控制

7.5.8杂项

7.6Keil μVision5汇编语言设计流程

7.6.1建立新的设计工程

7.6.2添加新的汇编语言文件

7.6.3设计建立

7.6.4分析.m51文件

7.6.5分析.lst文件

7.6.6分析.hex文件

7.6.7程序软件仿真

7.6.8程序硬件仿真

7.7单片机端口控制汇编语言程序设计

7.7.1设计原理

7.7.2建立新的工程

7.7.3添加汇编语言程序

7.7.4设计建立

7.7.5下载设计

7.8单片机中断汇编语言程序设计

7.8.1设计原理

7.8.2建立新的工程

7.8.3添加汇编语言文件

7.8.4分析.lst文件

7.8.5设计建立

7.8.6下载设计

7.8.7硬件仿真

第8章STC单片机C语言编程模型

8.1常量和变量

8.1.1常量

8.1.2变量

8.2数据类型

8.2.1标准C语言所支持的类型

8.2.2单片机扩充的类型

8.2.3自定义数据类型

8.2.4变量及存储模式

8.3运算符

8.3.1赋值运算符

8.3.2算术运算符

8.3.3递增和递减运算符

8.3.4关系运算符

8.3.5逻辑运算符

8.3.6位运算符

8.3.7复合赋值运算符

8.3.8逗号运算符

8.3.9条件运算符

8.3.10强制类型转换符

8.3.11sizeof运算符

8.4描述语句

8.4.1输入/输出语句

8.4.2表达式语句

8.4.3条件语句

8.4.4开关语句

8.4.5循环语句

8.4.6返回语句

8.5数组

8.5.1一维数组的表示方法

8.5.2多维数组的表示方法

8.5.3索引数组元素的方法

8.5.4动态输入数组元素的方法

8.5.5数组运算算法

8.6指针

8.6.1指针的基本概念

8.6.2指向指针的指针

8.6.3指针变量输入

8.7函数

8.7.1函数声明

8.7.2函数调用

8.7.3函数变量的存储方式

8.7.4函数参数和局部变量的存储器模式

8.7.5基本数据类型传递参数

8.7.6数组类型传递参数

8.7.7指针类型传递参数

8.8预编译指令

8.8.1宏定义

8.8.2文件包含

8.8.3条件编译

8.8.4其他预处理指令

8.9复杂数据结构

8.9.1结构

8.9.2联合

8.9.3枚举

8.10C程序中使用汇编语言

8.10.1内嵌汇编语言

8.10.2调用汇编程序

8.11C语言端口控制实现

8.12C语言中断程序实现

8.12.1C语言中断程序实现原理

8.12.2外部中断电路原理

8.12.3C语言中断具体实现过程

第9章STC单片机时钟、复位和电源模式原理及实现

9.1STC单片机时钟

9.2STC单片机复位

9.2.1外部RST引脚复位

9.2.2软件复位

9.2.3掉电/上电复位

9.2.4MAX810专用复位电路复位

9.2.5内部低压检测复位

9.2.6看门狗复位

9.2.7程序地址非法复位

9.3STC单片机电源模式

9.3.1低速模式

9.3.2空闲模式

9.3.3掉电模式

第10章STC单片机比较器原理及实现

10.1STC单片机比较器结构

10.2STC单片机比较器寄存器组

10.2.1比较器控制寄存器1

10.2.2比较器控制寄存器2

10.3STC单片机比较器应用

第11章STC单片机计数器和定时器原理及实现

11.1计数器/定时器模块简介

11.2计数器/定时器寄存器组

11.2.1定时器/计数器0/1控制寄存器TCON

11.2.2定时器/计数器工作模式寄存器TMOD

11.2.3辅助寄存器AUXR

11.2.4T0~T2时钟输出寄存器和外部中断允许INT_CLKO(AUXR2)

11.2.5定时器T0和T1中断允许控制寄存器IE

11.2.6定时器T0和T1中断优先级控制寄存器IP

11.2.7定时器T4和定时器T3控制寄存器T4T3M

11.2.8定时器T2、T3和T4的中断控制寄存器IE2

11.3计数器/定时器工作模式原理和实现

11.3.1定时器/计数器0工作模式

11.3.2定时器/计数器1工作模式

11.3.3定时器/计数器2工作模式

11.3.4定时器/计数器3工作模式

11.3.5定时器/计数器4工作模式

第12章STC单片机异步串行收发器原理及实现

12.1RS232标准简介

12.1.1RS232传输特点

12.1.2RS232数据传输格式

12.1.3RS232电气标准

12.1.4RS232参数设置

12.1.5RS232连接器

12.2STC单片机串口模块简介

12.2.1串口模块结构

12.2.2串口引脚

12.3串口1寄存器及工作模式

12.3.1串口1寄存器组

12.3.2串口1工作模式

12.3.3人机交互控制的实现

12.3.4按键扫描与串口显示

12.4串口2寄存器及工作模式

12.4.1串口2寄存器组

12.4.2串口2工作模式

12.5红外通信的原理及实现

12.5.1红外收发器的电路原理

12.5.2红外通信波形捕获

12.5.3红外通信协议

12.5.4红外检测原理

12.5.5串口通信原理

12.5.6设计实现

第13章STC单片机ADC原理及实现

13.1模数转换器原理

13.1.1模数转换器的参数

13.1.2模数转换器的类型

13.2STC单片机内ADC的结构原理

13.2.1STC单片机内ADC的结构

13.2.2ADC转换结果的计算方法

13.3STC单片机内ADC寄存器组

13.3.1P1口模拟功能控制寄存器

13.3.2ADC控制寄存器

13.3.3时钟分频寄存器

13.3.4ADC结果高位寄存器

13.3.5ADC结果低位寄存器

13.3.6中断使能寄存器

13.3.7中断优先级寄存器

13.4直流电压测量及串口显示

13.4.1直流分压电路原理

13.4.2软件设计流程

13.4.3具体实现过程

13.5直流电压测量及LCD屏显示

13.5.1硬件电路设计

13.5.21602字符LCD原理

13.5.3软件设计流程

13.5.4具体实现过程

13.6交流电压测量及LCD屏显示

13.6.1硬件电路设计

13.6.212864图形点阵LCD原理

13.6.3软件设计流程

13.6.4ADC外部输入信号要求

13.6.5具体实现过程

13.7温度测量及串口显示

第14章STC单片机增强型PWM发生器原理及实现

14.1脉冲宽度调制原理

14.2增强型PWM发生器模块

14.2.1增强型PWM发生器功能

14.2.2增强型PWM发生器寄存器集

14.3生成单路PWM信号

14.4生成两路互补PWM信号

14.5步进电机的驱动和控制

14.5.1五线四相步进电机的工作原理

14.5.2步进电机的驱动

14.5.3使用软件驱动步进电机

14.5.4使用PWM模块驱动步进电机

14.5.5设计下载和验证

第15章STC单片机SPI原理及实现

15.1SPI模块结构及功能

15.1.1SPI传输特点

15.1.2SPI模块功能

15.1.3SPI接口信号

15.1.4SPI接口的数据通信方式

15.1.5SPI模块内部结构

15.2SPI模块寄存器组

15.2.1SPI控制寄存器

15.2.2SPI状态寄存器

15.2.3SPI数据寄存器

15.2.4中断允许寄存器

15.2.5中断优先级寄存器

15.2.6控制SPI引脚位置寄存器

15.3SPI模块配置及时序

15.3.1SPI配置模式

15.3.2主/从模式的注意事项

15.3.3通过SS修改模式

15.3.4写冲突

15.3.5数据模式时序

15.47段数码管的驱动与显示

15.4.1系统控制电路原理

15.4.27段数码管原理

15.4.374HC595原理

15.4.4系统软件控制流程

15.4.5程序具体实现

第16章STC单片机CCP/PCA/PWM模块原理及实现

16.1CCP/PCA/PWM结构

16.2CCP/PCA/PWM寄存器组

16.2.1PCA工作模式寄存器

16.2.2PCA控制寄存器

16.2.3PCA比较捕获寄存器

16.2.4PCA的16位计数器

16.2.5PCA捕获/比较寄存器

16.2.6PCA模块PWM寄存器

16.2.7PCA模块引脚切换寄存器

16.3CCP/PCA/PWM工作模式

16.3.1捕获模式

16.3.216位软件定时器模式

16.3.3高速脉冲输出模式

16.3.4脉冲宽度调制模式

第17章RTX51操作系统原理及实现

17.1操作系统的必要性

17.1.1单任务程序

17.1.2轮询程序

17.2操作系统基本知识

17.2.1操作系统的作用

17.2.2操作系统的功能

17.3RTX51操作系统的任务

17.3.1定义任务

17.3.2管理任务

17.3.3切换任务

17.4RTX51操作系统内核函数

17.5RTX51操作系统实现

17.5.1RTX51操作系统实现1

17.5.2RTX51操作系统实现2

17.5.3RTX51操作系统实现3

附录ASTC单片机考试样题

附录BSTC单片机选型表

附录CSTC学习板原理图477

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节选

第3章 CHAPTER 3 STC单片机软件开发环境本章将简要介绍一下用于开发STC 8051单片机所需要的Keil μVision5集成开发环境，以及该集成开发环境的设计流程，并通过一个简单的C语言设计实例说明Keil μVision5的基本开发流程。通过本章内容，可以初步了解STC 8051单片机的软件开发环境，并初步掌握由Keil μVision5实现单片机程序开发的基本设计流程。 3.1Keil μVision集成开发环境介绍 Keil公司于2014年推出了*新的集成开发环境μVision5，它是一个基于Windows操作系统(32位/64位)的开发平台。 3.1.1软件功能介绍 μVision5提供了功能强大的编辑器，并且提供了管理工程的功能。μVision5集成了用于开发嵌入式应用的所有工具，包括： C/C++编译器、宏汇编器、链接器/定位器和HEX文件生成器。通过该集成开发环境提供的下列功能，可以帮助程序员加速开发的过程： (1) 全功能的源代码编辑器。 (2) 用于配置开发工具的元件库。 (3) 用于创建和维护工程的工程管理器。 (4) 用于对嵌入式设计文件进行处理的汇编器、编译器和链接器。 (5) 用于所有开发环境设置的对话框界面。 (6) 集成了带有高速CPU和外设仿真器的源码级和汇编器级调试器工具。 (7) 用于对目标硬件进行软件调试的高级GDI接口，以及Keil ULINK调试适配器。 (8) 用于将应用程序下载到Flash存储器的Flash编程工具。 (9) 手册、在线帮助、器件手册和用户指南。注： STC使用自己专用的STCISP工具将应用程序下载到STC单片机的Flash存储器中。 μVision5集成开发环境和调试器是整个Keil开发工具链的中心，它们提供了大量的特性以帮助程序开发人员快速完成嵌入式应用的开发。 μVision5提供了建立模式(Build Mode)，用于创建应用程序，以及调试模式(Debug Mode)，用于调试应用程序。通过μVision5集成的仿真器或者实际的硬件系统，设计者可以对应用程序进行调试。比如：通过STC提供的下载工具STCISP和USB下载电缆，设计者可以在实际系统上通过Keil集成开发环境对应用程序进行在线调试。注：并不是所有的STC15系列单片机都支持硬件调试功能，设计者可以参考STC15系列单片机手册以了解是否支持对单片机进行硬件仿真。本书介绍的IAP15W4K58S4和STC8系列单片机均支持对单片机的硬件仿真(在线调试)功能。 3.1.2软件的下载为方便对本书后续内容的学习，本节将介绍μVision5软件的下载方法，下载μVision5集成开发环境的步图3.1进入下载界面入口（一）骤主要包括：注：在进行下面的过程前，必须保证网络正常连接。 (1) 在IE浏览器中，输入http://www.keil.com，登录Keil官网。 (2) 在打开的Keil官网左侧的Software Downloads下找到并单击Product Downloads，如图3.1所示。 (3) 在打开的页面中，出现Download Products页面。在该页面中，单击C51，如图3.2所示。 (4) 打开C51界面，该界面提供了列表，需要填写相关信息，如图3.3所示。注：凡是标识黑体的项，都需要提供信息，Email信息必须真实有效。 (5) 当填写必要的信息后，单击该页面下方的Submit按钮。图3.2进入下载界面入口（二） (6) 出现新的界面。在该界面下，单击C51V956.EXE图标，如图3.4所示。图3.3进入下载界面入口（三）图3.4进入下载界面入口（四） (7) 出现提示信息，单击保存按钮，出现浮动菜单，如图3.5所示。在浮动菜单内，选择另存为，将下载的安装包保存到读者指定的路径下。图3.5保存安装包提示信息至此，成功地下载μVision5安装包文件。 3.1.3软件的安装本节将介绍μVision5软件的安装方法，安装μVision5集成开发环境的步骤主要包括： (1) 在保存安装包的路径下，双击安装包图标，开始安装软件。注：在安装过程中，使用了默认的安装路径c:＼Keil_v5。 (2) 按照安装过程中的提示信息，完成软件的安装。 (3) 当安装成功后，可以看到在Windows 7操作系统的开始菜单下，出现Keil μVision5图标，如图3.6(a)所示；或者在Windows 7操作系统桌面上出现图标，如图3.6(b)所示。

作者简介

何宾著名嵌入式系统专家，长期从事电子设计自动化方面的教学和科研工作，与全球多家知名的半导体厂商和EDA工具厂商保持紧密合作。目前已经出版EDA方面的著作20余部，内容涵盖电路仿真、电路设计、FPGA、单片机、嵌入式系统等。代表作有《Xilinx FPGA设计威指南》、《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》、《Altium Designer13.0电路设计、仿真与验证权指南》、《Xilinx FPGA数字设计——从门级到行为级的双重描述》、《Xilinx FPGA数字信号处理威指南——从HDL、模型到C的描述》、《模拟与数字系统协同设计威指南——Cypress集成开发环境》。

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