了得網計算機/網絡_單片微機原理與接口技術——基於STC15繫列單片機（第2版）

內容簡介

STC15繫列增強型8051單片機集成了上電復位電路與高精準R/C振蕩器，給單片機芯片加上電源就可跑程序；集成了大容量的程序存儲器、數據存儲器以及EEPRM，集成了A/D、PWM、SPI等高功能接口部件，可大大地簡化單片機應用繫統的外圍電路，使單片機應用繫統的設計更加簡捷，繫統性能更加高效、可靠。本教材以STC15F2K60S2單片機為主線，強化單片機的應用性與實踐性，繫統地介紹了STC15F2K60S2單片機的硬件結構、指令繫統與應用編程，單片機應用繫統的開發流程與接口設計，同時提出多種實踐模式：Keil C集成開發環境、Proteus仿真軟件以及實物運行開發環境，使得單片機的學習與應用變得更簡單、更清晰。
本書可作為普通高校計算機類、電子信息類、電氣自動化與機電一體化等專業的教學用書，基礎較好的高職高專也可選用本書。本書還可作為電子設計競賽、電子設計工程師考證的培訓教材。本書也是傳統8051單片機應用工程師升級轉型的重要參考書籍。

作者簡介

丁向榮，廣東輕工職業技術學院教授，多年從事單片機應用技術科研和教學工作，具備豐富的實踐和教學經驗，其在電子工業出版社出版的STC繫列單片機教材理念超前，內容精煉實用，獲得各地院校的廣泛認可，在市面上同類教材中銷量領先。

目錄
第1章微型計算機基礎1
1.1數制與編碼1
1.1.1數制及轉換方法1
1.1.2微型計算機中數的表示方法3
1.1.3微型計算機中常用編碼5
1.2微型計算機的基本組成6
1.3指令、程序與編程語言7
1.4微型計算機的工作過程7
1.5微型計算機的應用形態9
本章小結9
習題110
第2章STC15F2K60S2單片機增強型8051內核12
2.1單片機概述12目錄
第1章微型計算機基礎1
1.1數制與編碼1
1.1.1數制及轉換方法1
1.1.2微型計算機中數的表示方法3
1.1.3微型計算機中常用編碼5
1.2微型計算機的基本組成6
1.3指令、程序與編程語言7
1.4微型計算機的工作過程7
1.5微型計算機的應用形態9
本章小結9
習題110
第2章STC15F2K60S2單片機增強型8051內核12
2.1單片機概述12
2.1.1單片機的概念12
2.1.2常見單片機12
2.1.3STC繫列單片機13
2.2STC15F2K60S2繫列單片機資源概述與引腳功能13
2.2.1STC15F2K60S2繫列單片機資源與功能概述13
2.2.2STC15F2K60S2單片機引腳功能14
2.3STC15F2K60S2單片機的內部結構16
2.3.1STC15F2K60S2單片機的內部結構框圖16
2.3.2STC15F2K60S2單片機CPU結構17
2.4STC15F2K60S2單片機的存儲結構18
2.5STC15F2K60S2單片機的並行I/O口22
2.5.1STC15F2K60S2單片機並行I/O口的工作模式22
2.5.2STC15F2K60S2單片機並行I/O口的結構23
2.5.3STC15F2K60S2單片機並行I/O口的使用注意事項25
2.6STC15F2K60S2單片機的時鐘與復位26
2.6.1STC15F2K60S2單片機的時鐘26
2.6.2STC15F2K60S2單片機的復位28
本章小結30
習題230
第3章單片機應用的開發工具33
3.1Keil μVision4集成開發環境33
3.1.1Keil μVision4集成開發環境概述33
3.1.2應用Keil μVision4開發工具編輯、編譯用戶程序，生成機器代碼34
3.1.3應用Keil μVision4集成開發環境調試用戶程序39
3.2STC15F2K60S2單片機的在線編程與在線仿真42
3.2.1STC15F2K60S2單片機的在線編程42
3.2.2STC15F2K60S2繫列單片機的在線仿真45
3.3Proteus仿真軟件實施單片機應用繫統的虛擬仿真47
3.3.1單片機應用繫統與程序功能48
3.3.2Proteus繪制電原理圖48
3.3.3單片機應用繫統的虛擬仿真52
本章小結53
習題353
第4章STC15F2K60S2單片機的指令繫統56
4.1概述56
4.2數據傳送類指令60
4.3算術運算類指令66
4.4邏輯運算類與循環移位類指令71
4.5控制轉移類指令75
4.6位操作類指令80
本章小結83
習題484
第5章STC15F2K60S2單片機的程序設計88
5.1彙編語言程序設計88
5.1.1程序編制的方法和技巧88
5.1.2程序的模塊化設計89
5.1.3偽指令89
5.1.4彙編語言程序設計舉例92
5.2C51程序設計101
5.2.1C51基礎101
5.2.2C51程序設計舉例107
本章小結114
習題5114
第6章STC15F2K60S2單片機的存儲器117
6.1STC15F2K60S2單片機的程序存儲器117
6.2STC15F2K60S2單片機的基本RAM118
6.3STC15F2K60S2單片機的擴展RAM（XRAM）119
6.4STC15F2K60S2單片機的E2PROM（數據Flash）122
本章小結130
習題6131
第7章STC15F2K60S2單片機的中斷繫統133
7.1中斷繫統概述133
7.2STC15F2K60S2單片機的中斷繫統134
7.2.1STC15F2K60S2單片機的中斷請求134
7.2.2STC15F2K60S2單片機的中斷響應140
7.2.3STC15F2K60S2單片機中斷應用舉例142
7.3STC15F2K60S2單片機外部中斷的擴展143
本章小結145
習題7145
第8章STC15F2K60S2單片機的定時/計數器148
8.1STC15F2K60S2單片機定時/計數器（T0/T1）的結構和工作原理148
8.2STC15F2K60S2單片機定時/計數器（T0/T1）的控制149
8.3STC15F2K60S2單片機定時/計數器（T0/T1）的工作150
8.4STC15F2K60S2單片機定時/計數器（T0/T1）的應用154
8.4.1STC15F2K60S2單片機定時/計數器（T0/T1）的定時應用154
8.4.2STC15F2K60S2單片機定時/計數器（T0/T1）的計數應用158
8.4.3STC15F2K60S2單片機秒表的設計160
8.5STC15F2K60S2單片機的定時器T2162
8.5.1STC15F2K60S2單片機的定時器T2的電路結構162
8.5.2STC15F2K60S2單片機的定時/計數器T2的控制寄存器162
8.6STC15F2K60S2單片機的可編程時鐘163
8.6.1STC15F2K60S2單片機的可編程時鐘：CLKOUT0、CLKOUT1、
CLKOUT2163
8.6.2STC15F2K60S2單片機可編程時鐘的應用舉例164
本章小結165
習題8165
第9章STC15F2K60S2單片機的串行口168
9.1串行通信基礎168
9.2STC15F2K60S2單片機串行口1170
9.2.1STC15F2K60S2單片機串行口1的控制寄存器170
9.2.2STC15F2K60S2單片機串行口1的工作方式172
9.2.3STC15F2K60S2單片機串行口1的波特率176
9.2.4STC15F2K60S2單片機串行口1的應用舉例177
9.3STC15F2K60S2單片機串行口2189
9.4STC15F2K60S2單片機與PC的通信191
9.4.1STC15F2K60S2單片機與PCRS－232C串行通信接口的設計191
9.4.2STC15F2K60S2單片機與PCUSB串行通信接口的設計193
9.4.3STC15F2K60S2單片機與PC串行通信的程序設計193
9.5STC15F2K60S2單片機串行口1的中繼廣播方式195
9.6STC15F2K60S2單片機串行口硬件引腳的切換196
本章小結196
習題9197
第10章STC15F2K60S2單片機的A/D轉換200
10.1STC15F2K60S2單片機A/D轉換模塊的結構200
10.2STC15F2K60S2單片機A/D轉換模塊的控制201
10.3STC15F2K60S2單片機A/D轉換模塊的應用203
本章小結206
習題10207
第11章STC15F2K60S2單片機的PCA模塊209
11.1STC15F2K60S2單片機PCA模塊的結構209
11.2STC15F2K60S2單片機PCA模塊的特殊功能寄存器210
11.3STC15F2K60S2單片機PCA模塊的工作模式與應用舉例212
11.4STC15F2K60S2單片機PCA模塊功能引腳的切換224
本章小結225
習題11225
第12章STC15F2K60S2單片機的SPI接口227
12.1STC15F2K60S2單片機SPI接口的結構227
12.2STC15F2K60S2單片機SPI接口的特殊功能寄存器228
12.3STC15F2K60S2單片機SPI接口的數據通信230
12.4STC15FZK60S2單片機SPI接口的應用舉例233
12.5STC15F2K60S2單片機SPI接口功能引腳的切換240
本章小結241
習題12241
第13章單片機應用繫統設計與接口技術242
13.1單片機應用繫統的開發流程242
13.1.1單片機應用繫統的設計原則242
13.1.2單片機應用繫統的開發流程242
13.1.3單片機應用繫統工程報告的編制246
13.2單片機人機對話接口設計247
13.2.1鍵盤接口與應用編程247
13.2.2LED數碼顯示接口與應用編程255
13.2.3LCD顯示接口與應用編程260
13.3串行總線接口技術與應用設計282
13.3.1單總線數字溫度傳感器DS18B20與應用設計282
13.3.2I2C串行總線原理與應用291
13.3.3基於時鐘芯片PCF8563電子時鐘的設計297
13.4電機控制與應用設計306
13.4.1直流電機的控制306
13.4.2步進電機的控制311
13.5STC15F2K60S2單片機的低功耗設計318
13.5.1STC15F2K60S2單片機的慢速模式318
13.5.2STC15F2K60S2單片機的空閑（等待）模式與停機（掉電）模式319
13.6STC15F2K60S2單片機的看門狗定時器325
13.6.1看門狗定時器概述325
13.6.2STC15F2K60S2單片機看門狗定時器的特殊功能寄存器326
13.6.3STC15F2K60S2單片機的看門狗定時器的應用編程326
本章小結327
習題13328
第14章微型計算機總線擴展技術*336
14.1微型計算機的總線結構336
14.2MCS－51單片機繫統擴展336
14.2.1編址技術337
14.2.2程序存儲器的擴展339
14.2.3數據存儲器的擴展340
14.2.4I/O接口的擴展341
本章小結342
習題14342
第15章STC新型單片機簡介343
15.1STC15W4K32S4繫列單片機343
15.1.1特性343
15.1.2STC15W4K32S4繫列單片機機型一覽表344
15.2STC8A8K64S4A12繫列單片機345
15.2.1特性345
15.2.2STC8A8K64S4A12繫列單片機機型一覽表347
15.3STC8F8K64S4A12繫列單片機347
15.3.1特性347
15.3.2STC8F8K64S4A12繫列單片機機型一覽表349
15.4STC8F2K64S4繫列單片機349
15.4.1特性349
15.4.2STC8F2K64S4繫列單片機機型一覽表351
本章小結351
習題15351
第16章STC15F2K60S2單片機的實驗指導352
16.1實驗須知352
16.2用戶程序的編輯、編譯與仿真調試352
16.3用戶程序的在線編程與在線仿真353
16.4應用Proteus仿真軟件調試單片機應用繫統354
16.5STC15F2K60S2單片機存儲器的應用編程與調試355
16.6STC15F2K60S2單片機外部中斷擴展的應用編程與調試356
16.7STC15F2K60S2單片機定時器/計數器定時功能的應用編程與調試356
16.8STC15F2K60S2單片機定時器/計數器計數功能的應用編程與調試357
16.9STC15F2K60S2單片機串行口1方式0的應用編程與調試358
16.10STC15F2K60S2單片機與PC通信的應用編程與調試359
16.11STC15F2K60S2單片機AD轉換模塊的應用編程與調試359
16.12STC15F2K60S2單片機PWM的應用編程與調試360
16.13矩陣鍵盤的應用編程與調試361
16.14LED數碼管動態顯示的應用編程與調試362
16.15字符型LCD顯示接口的應用編程與調試362
16.16LCD12864（含中文字庫）顯示接口的應用編程與調試363
16.17DS18B20數字溫度計的應用編程與調試364
16.18PCF8563電子時鐘芯片的應用編程與調試365
16.19直流電機控制的應用編程與調試365
16.20步進電機控制的應用編程與調試366
附錄AASCII碼表368
附錄BSTC15F2K60S2單片機指令繫統表369
附錄cSTC15F2K50S2單片機特殊372

前言

序
21世紀全球全面進入了計算機智能控制/計算時代，而其中的一個重要方向就是以單片機為代表的嵌入式計算機控制/計算。由於適合中國工程師/學生入門的8051單片機有30多年的應用歷史，絕大部分工科院校均有此必修課，有幾十萬名對該單片機十分熟悉的工程師可以相互交流開發/學習心得，有大量的經典程序和電路可以直接套用，從而大幅降低了開發風險，極大地提高了開發效率，這也是宏晶科技基於STC8051繫列單片機產品的巨大優勢。序
21世紀全球全面進入了計算機智能控制/計算時代，而其中的一個重要方向就是以單片機為代表的嵌入式計算機控制/計算。由於適合中國工程師/學生入門的8051單片機有30多年的應用歷史，絕大部分工科院校均有此必修課，有幾十萬名對該單片機十分熟悉的工程師可以相互交流開發/學習心得，有大量的經典程序和電路可以直接套用，從而大幅降低了開發風險，極大地提高了開發效率，這也是宏晶科技基於STC8051繫列單片機產品的巨大優勢。
Intel 8051技術誕生於20世紀70年代，不可避免地面臨著落伍的危險，如果不對其進行大規模創新，我國的單片機教學與應用就會陷入被動局面。為此，宏晶科技對STC8051單片機進行了全面的技術升級與創新：全部采用Flash技術（可反復編程10萬次以上）和ISP/IAP（在繫統可編程/在應用可編程）技術；針對抗干擾進行了專門設計，超強抗干擾；進行了特別加密設計，如宏晶STC15繫列現無法解密；對傳統8051單片機進行了全面提速，指令速度快提高了24倍；大幅提高了集成度，如集成了A/D、CCP/PCA/PWM（PWM還可當D/A使用）、高速同步串行通信端口SPI、高速異步串行通信端口UART（如宏晶STC15F2K60S2繫列集成了兩個串行口，分時復用可當5組串口使用）、定時器（STC15F2K60S2繫列多可實現6個定時器）、看門狗、內部高精準時鐘（±1%溫漂，－40℃～＋85℃之間，可徹底省掉外部昂貴的晶振）、內部高可靠復位電路（可徹底省掉外部復位電路)、大容量SRAM(如STC15F2K60S2繫列集成了2KB的SRAM)、大容量EEPROM、大容量Flash程序存儲器等。
在中國民間草根企業掌握了Intel 8051單片機技術，以“初生牛犢不怕虎”的精神，擊潰了歐美競爭對手之後，正在向32位前進的途中，此時欣聞官方國家隊也已掌握了Intel 80386通用CPU技術，不由想起“老驥伏櫪，志在千裡”這句話，相信經過數代人艱苦奮鬥，我們一定會趕上和超過世界先進水平！
明知山有虎，偏向虎山行。
感謝Intel公司發明了經久不衰的8051體繫結構，感謝丁向榮老師的新書，保證了中國30年來的單片機教學與世界同步。

STC宏晶科技：姚永平
www.STCMCU.com
2012-01-15
=======================================
前言
本書第1版於2012年8月出版，現已第8次重印。出版以來深受廣大兄弟院校同行的認可，並提出了許多寶貴意見。根據STC單片機發展狀況與當前教學改革的實際需求，以及廣泛征求了相關院校師生的意見與建議，對本書進行了修訂。在保留教材的應用性、實踐性以及“彙編＋C”有機融合的基礎上，對教材內容進行了完善、升級與拓展，具體情況如下：
（1）為了便於讀者更好地理解教學內容以及教學的需要，采用了多樣化的習題類型：填空、選擇、判斷、問答與程序設計。
（2）全面更新與升級了“第3章單片機應用的開發工具”教材內容。一是采用了Keil μvision4版本的C語言集成開發環境；二是采用的STC－ISP在線編程軟件，優化了在線仿真操作，以及包含了更多便捷的實用編程工具（如給Keil C集成開發環境添加STC器件庫、STC頭文件以及仿真驅動等）。
（3）為了進一步理解微型計算機的基本原理與總線技術，新增了“第14章微型計算機總線技術”作為選講或拓展內容。
（4）緊密聯繫市場，與時俱進，增加了“第15章 STC新型單片機簡介”，及時了解STC單片機技術。
（5）為了更好地強化教材的應用性、實踐性以及可操作性，理論與實踐有機融合，新增了“第16章 STC15F2K60S2單片機的實驗指導”，精選了19個教學例程撰寫了19個實驗指導。
（6）調整了附錄內容，編輯了STC15F2K60S2單片機特殊功能寄存器查詢表以及整理了keil C錯誤信息一覽表，便於在學習或工作中進行查詢使用。
本書的改版得到電子出版社的大力支持，以及STC創始人姚永平先生的積極指導，教材相關咨詢也會適時在STC官網（www.stcmcu.com）網站上發布。
為了配合教學，本書為讀者提供電子教案，可在華信教育資源網網站下載。同時向任課教師免費提供電子版實驗指導與實驗工程文件，以及有什麼建議，或其他教學資源，請您電郵：dingxiangrong65@163.com。
由於編者水平有限。書中定有疏漏和不周之處，敬請讀者不吝指正，懇請您的寶貴意見。

編者2017.1於廣州

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