STC單片機C語言程序設計——8051體系架構、編程實例及項目實戰 ( 簡體 字) |
| 作者：何賓 | 類別：1. -> 電腦組織與體系結構 -> 單晶片 -> 8051 |
| 譯者： |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 50222
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NT售價： 645 元 |
| 出版日：12/1/2018 |
| 頁數：640 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787302482024 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
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前言：
前言
嵌入式系統技術正朝著“軟件”和“硬件”協同設計、協同調試和協同仿真的方向發展。C語言不再只是純粹意義上的軟件或者編程工具，而是成為嵌入式系統設計的基礎和必備的知識。
從整個嵌入式系統開發的角度來看，要能夠真正使用C語言進行嵌入式系統的軟件程序開發，必須掌握最基本的數字邏輯、處理器和指令集的知識，這里說的掌握知識不是指簡單地記住指令集或者C語言的語法，而是要能夠“清楚”知道C語言的每個語法知識點與處理器架構、指令集之間的關系。
目前，嵌入式開發中使用ARM處理器變得非常流行，但是由于ARM處理器結構本身比較復雜，并且內核比較封閉，對于初學者而言，要在ARM處理器上掌握C語言程序設計的各個知識點是一件比較痛苦的事情。相對而言，傳統的8051，尤其是STC公司的增強型8051單片機處理器內核以及結構框架比較簡單，并且開發環境采用了Keil μVision5軟件工具，這對于一個初學者而言，可以看到構成嵌入式系統的各個細節，包括處理器內核架構、指令集和接口與C語言之間的關系。
通過Keil μVision5集成開發環境提供的“可視化”軟件仿真和硬件調試（仿真）工具，讀者可以清楚地知道在運行C語言程序時，8051內核寄存器的細節、片內基本RAM和片內擴展RAM的內容以及C語言與指令集的關系。對于C語言中的語法難點，如數組、函數、指針和結構體等概念，也可以一目了然。
基于STC公司可硬件仿真的IAP15W4K58S4單片機學習C語言程序設計的最大好處在于，讀者能真正理解以C語言為代表的“軟件”和以STC增強型8051單片機為代表的“硬件”兩者之間的關系。特別需要指出的是，通過STC公司可硬件仿真的IAP15W4K58S4單片機，讀者可以在真實的單片機硬件平臺上觀察C語言運行的所有細節問題。在Keil μVision5上的純軟件仿真，并不能替代硬件仿真（硬件調試），這是因為純粹的軟件仿真很難模擬一些硬件環境，如中斷和接口等。
作者編寫本書的目的在于力圖從“軟件”和“硬件”兩個角度反映出C語言的本質和內在特點。通過把C語言程序設計和單片機進行有機結合，使得讀者從零起點學習C語言不再是一件枯燥和痛苦的事情。全書共分為27章，以STC公司最新推出的IAP15W4K58S4單片機為硬件平臺，使用Keil最新的μVision5集成開發系統，設計了大量C語言程序案例，這些案例都通過硬件和軟件進行了驗證和測試。
為了方便讀者的學習，本書配套提供所有設計實例的源代碼以及公開教學視頻資源，讀者可通過本書提供的學習說明獲取相關的資源。
在編寫本書的過程中，作者參考了STC公司最新的技術文檔和手冊，以及STC學習板原理圖和PCB圖，在此向STC公司表示衷心的感謝。作者的學生湯宗美、張艷輝、王帥和王中正負責了部分章節的編寫工作，湯宗美對本書的全部稿件進行了初步的完善和修改。在本書編寫的過程中，得到了STC公司員工在技術和市場服務方面的熱心幫助，特別是得到了STC公司姚永平先生的支持和幫助，他對作者在本書編寫過程中遇到的各種技術問題進行了耐心細致的解答。在本書的出版過程中，也得到了清華大學出版社各位編輯的幫助和指導，在此也表示深深的謝意。
由于作者水平有限，編寫時間倉促，書中難免有疏漏之處，敬請讀者批評指正。
作者2018年8月于北京
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內容簡介：本書系統地論述了STC單片機的C語言程序設計方法。全書共分為27章，主要內容包括： 單片機基礎知識，STC單片機硬件知識，數值表示及轉換，STC單片機CPU子系統，STC單片機CPU指令系統，STC單片機集成開發環境，STC單片機匯編語言編程基礎，STC單片機C語言編程入門，STC單片機C語言變量和數據類型，STC單片機C語言運算符，STC單片機C語言描述語句，STC單片機C語言數組，STC單片機C語言指針，STC單片機C語言函數，STC單片機C語言預處理指令，STC單片機C語言復雜數據結構，STC單片機C語言高級編程技術，STC單片機時鐘、復位和電源模式原理及實現，STC單片機比較器原理及實現，STC單片機計數器和定時器原理及實現，STC單片機異步串行收發器原理及實現，STC單片機ADC原理及實現，STC單片機SPI原理及實現，STC單片機CCP/PCA/PWM模塊原理及實現，STC 單片機增強型PWM發生器原理及實現，RTX51操作系統原理及實現，綜合項目實例： 風扇轉速控制系統的設計與實現。
本書將C語言程序設計與STC單片機的各個知識點進行系統化融合，不僅系統地介紹C語言程序設計的各個知識點及其在單片機中的具體應用，而且更加突出學習方法。為了方便讀者自學，本書提供了大量的設計案例和公開教學視頻。
本書可作為讀者零基礎學習單片機C語言程序設計的參考用書，也可作為單片機競賽、單片機認證考試的參考用書。 |
目錄：第1章單片機基礎知識
1.1單片機發展歷史
1．2單片機內部架構
1．3單片機與嵌入式系統的關系
1．4單片機硬件開發平臺
1．5運行第一個單片機程序
1．6單片機編程語言
第2章STC單片機硬件知識
2.1STC單片機發展歷史
2．2STC單片機IAP和ISP
2．3STC單片機命名規則及封裝
2．3．1命名規則
2．3．2封裝類型
2．3．3引腳定義
2．4STC單片機結構及功能
2．5STC單片機的I/O驅動原理
2．6STC單片機硬件下載電路設計
2．6．1通過USB拟串口芯片的下載電路
2．6．2USB直接下載編程電路
2．7STC單片機電源系統設計
2．8調試單片機系統所用到的儀器
第3章數值表示及轉換
3．1常用數制
3．1．1二進制
3．1．2十進制
3．1．3十六進制
3．2正數表示方法
3．2．1正整數的表示
3．2．2正小數的表示
3．3正數碼制轉換
3．3．1十進制整數轉換成其他進制數
3．3．2十進制小數轉換成二進制數
3．4負數表示方法
3．4．1符號幅度表示法
3．4．2補碼表示法
3．5負數補碼的計算
3．5．1負整數補碼的計算
3．5．2負小數補碼的計算
3．6定點數表示
3．7浮點數表示
第4章STC單片機CPU子系統
4.1STC單片機CPU內核功能單元
4.1.1控制器
4.1.2運算器
4.1.3特殊功能寄存器
4.2STC單片機存儲器結構和地址空間
4.2.1程序Flash存儲器
4.2.2數據Flash存儲器
4.2.3內部數據RAM
4.2.4外部數據存儲器
4.2.5字節存儲順序
4.3STC單片機中斷系統原理及功能
4.3.1中斷原理
4.3.2中斷系統結構
4.3.3中斷優先級處理
4.3.4中斷優先級控制寄存器
4.3.5中斷向量表
第5章STC單片機CPU指令系統
5.1STC單片機CPU尋址模式
5.1.1立即數尋址模式
5.1.2直接尋址模式
5.1.3間接尋址模式
5.1.4寄存器尋址模式
5.1.5相對尋址模式
5.1.6變址尋址模式
5.1.7位尋址模式
5.2STC單片機CPU指令集
5.2.1算術指令
5.2.2邏輯指令
5.2.3數據傳送指令
5.2.4布爾指令
5.2.5程序分支指令
第6章STC單片機集成開發環境
6.1KeilμVision集成開發環境介紹
6.1.1軟件功能介紹
6.1.2軟件的下載
6.1.3軟件的安裝
6.1.4導入STC單片機元件庫
6.1.5軟件的啟動
6.2KeilμVision軟件開發流程介紹
6.2.1明確軟件需求
6.2.2創建設計工程
6.2.3編寫匯編/C軟件代碼
6.2.4匯編器對匯編語言處理
6.2.5C編譯器對C語言進行處理
6.2.6庫管理器生成庫文件
6.2.7鏈接器生成絕對目標模塊文件
6.2.8目標模塊文件到HEX轉換器
6.2.9調試器調試目標代碼
6.3KeilμVision軟件開發流程實現
6.3.1建立新的設計工程
6.3.2配置文件結構
6.3.3設置工程選項
6.3.4添加新的源文件
6.3.5建立設計
6.3.6運行設計
6.3.7啟動硬件仿真
6.4U8W編程器
6.4.1U8W編程器接口和功能
6.4.2U8W在線聯機下載
6.4.3U8W脫機下載
第7章STC單片機匯編語言編程基礎
7.1匯編語言程序結構
7.2匯編代碼中段的分配
7.2.1CODE段
7.2.2BIT段
7.2.3IDATA段
7.2.4DATA段
7.2.5XDATA段
7.3匯編語言符號及規則
7.3.1符號的命名規則
7.3.2符號的作用
7.4匯編語言操作數描述
7.4.1數字
7.4.2字符
7.4.3字符串
7.4.4位置計數器
7.4.5操作符
7.4.6表達式
7.5匯編語言控制描述
7.5.1地址控制
7.5.2條件匯編
7.5.3存儲器初始化
7.5.4分配存儲器空間
7.5.5過程聲明
7.5.6程序鏈接
7.5.7段控制
7.5.8雜項
7.6匯編語言設計流程
7.6.1建立新的設計工程
7.6.2添加新的匯編語言文件
7.6.3建立設計
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程序軟件仿真
7.6.8程序硬件仿真
7.7單片機端口控制匯編語言程序設計
7.7.1設計原理
7.7.2建立新的工程
7.7.3添加匯編語言文件
7.7.4建立設計
7.7.5下載設計
7.8單片機中斷匯編語言程序設計
7.8.1設計原理
7.8.2建立新的工程
7.8.3添加匯編語言文件
7.8.4分析.lst文件
7.8.5建立設計
7.8.6下載設計
7.8.7硬件仿真
第8章STC單片機C語言編程入門
8.1高級編程語言概念
8.1.1構建計算模型
8.1.2形式化描述
8.1.3算法的流程圖描述
8.1.4轉換成計算機可以識別的形式
8.1.5代碼、程序和編程的關系
8.2選擇C語言的理由
8.3C語言發展歷史
8.4C語言程序框架
8.5C語言詞法構成
第9章STC單片機C語言變量和數據類型
9.1C語言中的常量和變量
9.1.1常量
9.1.2變量
9.2C51編譯器支持的數據類型
9.2.1標準C語言所支持的類型
9.2.2volatile類型修飾符
9.2.3單片機擴充的類型
9.3自定義數據類型
9.4變量存儲種類和存儲類型
9.4.1變量存儲種類
9.4.2變量存儲器類型
9.5定位變量的絕對位置
第10章STC單片機C語言運算符
10.1C語言運算符分類
10.2C語言運算符優先級
10.3賦值運算符
10.4算術運算符
10.5遞增和遞減運算符
10.6關系運算符
10.7邏輯運算符
10.8位運算符
10.9復合賦值運算符
10.10逗號運算符
10.11條件運算符
10.12強制類型轉換符
10.13sizeof運算符
第11章STC單片機C語言描述語句
11.1輸入輸出語句
11.1.1putchar函數
11.1.2getchar函數
11.1.3printf函數
11.1.4scanf函數
11.1.5puts函數
11.1.6gets函數
11.2表達式語句
11.3條件語句
11.3.1條件語句格式1
11.3.2條件語句格式2
11.3.3條件語句格式3
11.4開關語句
11.5循環語句
11.5.1while語句
11.5.2do拟while語句
11.5.3for語句
11.5.4goto語句
11.5.5break語句
11.5.6continue語句
11.6返回語句
11.7C語言端口控制實現
第12章STC單片機C語言數組
12.1一維數組的定義和操作
12.1.1一維數組的定義
12.1.2一維數組初始化
12.1.3一維數組的操作
12.2多維數組的定義和操作
12.2.1多維數組的定義
12.2.2多維數組初始化
12.2.3多維數組的操作
第13章STC單片機C語言指針
13.1C51編譯器中指針的分類
13.2通用指針
13.2.1未指定存儲區域的通用指針
13.2.2指定存儲區域的通用指針
13.3指定存儲器類型的指針
13.4指針轉換
13.5指針變量輸入
13.6指向指針的指針
13.7抽象指針
第14章STC單片機C語言函數
14.1函數定義和聲明
14.1.1標準C函數定義和聲明
14.1.2擴展C函數定義和聲明
14.1.3存儲器模型
14.2函數調用原理
14.2.1函數調用格式
14.2.2參數和堆棧
14.2.3參數和寄存器
14.2.4返回值
14.3函數調用實現分析
14.4函數變量的存儲方式
14.5數組類型傳遞參數
14.6指針類型傳遞參數
14.7指向函數的指針
14.8可重入函數設計
14.9中斷函數設計
14.9.1C語言中斷函數的聲明格式
14.9.2外部中斷電路原理
14.9.3C語言中斷程序的編寫和測試
第15章STC單片機C語言預處理指令
15.1文件包含
15.1.1包含用戶頭文件
15.1.2包含系統頭文件
15.1.3只包含一次文件
15.2宏定義及使用
15.2.1簡單的宏定義
15.2.2復雜的宏定義
15.2.3宏操作符
15.2.4預定義的宏
15.3條件編譯
15.4其他預處理命令
15.4.1#line
15.4.2#message
15.4.3#error
15.4.4#pragma
第16章STC單片機C語言復雜數據結構
16.1結構
16.1.1結構類型的定義
16.1.2結構變量的定義
16.1.3結構變量內元素的引用
16.1.4指向結構的指針
16.2聯合
16.3枚舉
16.4鏈表
16.4.1單鏈表的存儲結構
16.4.2建立鏈表
16.4.3查找結點
16.4.4刪除結點
16.4.5插入結點
第17章STC單片機C語言高級編程技術
17.1C程序中使用匯編語言
17.1.1內嵌匯編語言
17.1.2調用匯編程序
17.2優化代碼策略
17.3C語言動態圖形交互設計
17.3.1動態圖形交互硬件平臺
17.3.2STC單片機對觸摸屏的控制
17.3.3STC單片機對觸摸屏的初始化
17.3.4觸摸屏基本繪圖流程
17.3.5繪制不同圖形的具體實現方法
17.3.6設計頭文件說明
17.3.7主處理文件main函數設計
第18章STC單片機時鐘、復位和電源模式原理及實現
18.1STC單片機時鐘
18.2STC單片機復位
18.2.1外部RST引腳復位
18.2.2軟件復位
18.2.3掉電/上電復位
18.2.4MAX810專用復位電路復位
18.2.5內部低壓檢測復位
18.2.6看門狗復位
18.2.7程序地址非法復位
18.3STC單片機電源模式
18.3.1低速模式
18.3.2空閑模式
18.3.3掉電模式
第19章STC單片機比較器原理及實現
19.1STC單片機比較器結構
19.2STC單片機比較器寄存器組
19.2.1比較控制寄存器1
19.2.2比較控制寄存器2
19.3STC單片機比較器應用
第20章STC單片機計數器和定時器原理及實現
20.1計數器/定時器模塊簡介
20.2計數器/定時器寄存器組
20.2.1定時器/計數器0/1控制寄存器TCON
20.2.2定時器/計數器工作模式寄存器TMOD
20.2.3輔助寄存器AUXR
20.2.4T0~T2時鐘輸出寄存器和外部中斷允許INT_CLKO(AUXR2)
20.2.5定時器T0和T1中斷允許控制寄存器IE
20.2.6定時器T0和T1中斷優先級控制寄存器IP
20.2.7定時器T4和定時器T3控制寄存器T4T3M
20.2.8定時器T2、T3和T4的中斷控制寄存器IE2
20.3計數器/定時器工作模式原理和實現
20.3.1定時器/計數器0工作模式
20.3.2定時器/計數器1工作模式
20.3.3定時器/計數器2工作模式
20.3.4定時器/計數器3工作模式
20.3.5定時器/計數器4工作模式
第21章STC單片機異步串行收發器原理及實現
21.1RS拟232標準簡介
21.1.1RS拟232傳輸特點
21.1.2RS拟232數據傳輸格式
21.1.3RS拟232電氣標準
21.1.4RS拟232參數設置
21.1.5RS拟232連接器
21.2STC單片機串口模塊簡介
21.2.1串口模塊結構
21.2.2串口引腳
21.3串口1寄存器及工作模式
21.3.1串口1寄存器組
21.3.2串口1工作模式
21.3.3人機交互控制的實現
21.3.4按鍵掃描及串口顯示
21.4串口2寄存器及工作模式
21.4.1串口2寄存器組
21.4.2串口2工作模式
21.5串口3寄存器及工作模式
21.5.1串口3寄存器組
21.5.2串口3工作模式
21.6串口4寄存器及工作模式
21.6.1串口4寄存器組
21.6.2串口4工作模式
21.7紅外通信的原理及實現
21.7.1紅外收發器的電路原理
21.7.2紅外通信波形捕獲
21.7.3紅外通信協議
21.7.4紅外檢測原理
21.7.5串口通信原理
21.7.6設計實現
第22章STC單片機ADC原理及實現
22.1ADC原理
22.1.1ADC的參數
22.1.2ADC的類型
22.2STC單片機內ADC的結構原理
22.2.1STC單片機內ADC的結構
22.2.2ADC轉換結果的計算方法
22.3STC單片機內ADC寄存器組
22.3.1P1口模擬功能控制寄存器
22.3.2ADC控制寄存器
22.3.3時鐘分頻寄存器
22.3.4ADC結果高位寄存器
22.3.5ADC結果低位寄存器
22.3.6中斷使能寄存器
22.3.7中斷優先級寄存器
22.4直流電壓測量及串口顯示
22.4.1直流分壓電路原理
22.4.2軟件設計流程
22.4.3具體實現過程
22.5直流電壓測量及LCD屏顯示
22.5.1硬件電路設計
22.5.21602字符LCD原理
22.5.3軟件設計流程
22.5.4具體實現過程
22.6交流電壓測量及LCD屏顯示
22.6.1硬件電路設計
22.6.212864圖形點陣LCD原理
22.6.3軟件設計流程
22.6.4ADC外部輸入信號要求
22.6.5具體實現過程
22.7溫度測量及串口顯示
第23章STC單片機SPI原理及實現
23.1STCSPI模塊結構及功能
23.1.1SPI傳輸特點
23.1.2SPI模塊功能
23.1.3SPI接口信號
23.1.4SPI接口的數據通信方式
23.1.5SPI模塊內部結構
23.2SPI模塊寄存器組
23.2.1SPI控制寄存器
23.2.2SPI狀態寄存器
23.2.3SPI數據寄存器
23.2.4中斷允許寄存器2
23.2.5中斷優先級寄存器
23.2.6控制SPI引腳位置寄存器
23.3SPI模塊配置及時序
23.3.1SPI配置模式
23.3.2主/從模式的注意事項
23.3.3通過SS修改模式
23.3.4寫沖突
23.3.5數據模式時序
23.47段數碼管的驅動與顯示
23.4.1系統控制電路原理
23.4.27段數碼管原理
23.4.374HCT595原理
23.4.4系統軟件控制流程
23.4.5程序具體實現
第24章STC單片機CCP/PCA/PWM模塊原理及實現
24.1CCP/PCA/PWM結構
24.2CCP/PCA/PWM寄存器組
24.2.1PCA工作模式寄存器
24.2.2PCA控制寄存器
24.2.3PCA比較捕獲寄存器
24.2.4PCA的16位計數器
24.2.5PCA捕獲/比較寄存器
24.2.6PCA模塊PWM寄存器
24.2.7PCA模塊引腳切換寄存器
24.3CCP/PCA/PWM工作模式
24.3.1捕獲模式
24.3.216位軟件定時器模式
24.3.3高速脈沖輸出模式
24.3.4脈沖寬度調制模式
第25章STC單片機增強型PWM發生器原理及實現
25.1增強型PWM發生器簡介
25.2增強型PWM發生器相關寄存器組
25.2.1端口配置寄存器
25.2.2PWM配置寄存器
25.2.3PWM控制寄存器
25.2.4PWM中斷標志寄存器
25.2.5PWM外部異常控制寄存器
25.2.6PWM計數器
25.2.7PWM時鐘選擇寄存器
25.2.8PWM2翻轉計數器
25.2.9PWM2控制寄存器
25.2.10PWM3翻轉計數器
25.2.11PWM3控制寄存器
25.2.12PWM4翻轉計數器
25.2.13PWM4控制寄存器
25.2.14PWM5翻轉計數器
25.2.15PWM5控制寄存器
25.2.16PWM6翻轉計數器
25.2.17PWM6控制寄存器
25.2.18PWM7翻轉計數器
25.2.19PWM7控制寄存器
25.2.20PWM中斷優先級控制寄存器
25.3生成單路PWM信號
25.4生成兩路互補PWM信號
25.5步進電機的驅動和控制
25.5.1五線四相步進電機工作原理
25.5.2步進電機28BYJ48電氣性能
25.5.3步進電機的驅動
25.5.4使用軟件驅動步進電機
25.5.5使用增強型PWM模塊驅動步進電機
25.5.6設計下載和驗證
第26章RTX51操作系統原理及實現
26.1操作系統的必要性
26.1.1單任務程序
26.1.2輪詢程序
26.2操作系統基本知識
26.2.1操作系統的作用
26.2.2操作系統的功能
26.3RTX51操作系統的任務
26.3.1定義任務
26.3.2管理任務
26.3.3切換任務
26.4RTX51操作系統內核函數
26.5RTX51操作系統實現
26.5.1RTX51操作系統實現1
26.5.2RTX51操作系統實現2
26.5.3RTX51操作系統實現3
第27章綜合項目實例：風扇轉速控制系統的設計與實現
27.1項目需求分析
27.1.1劃分軟件和硬件邊界
27.1.2設計過程中的細節問題
27.2離散PID控制算法及其參數
27.2.1離散PID控制算法
27.2.2參數整定方法
27.3風扇原理、驅動和運動特性
27.3.1風扇原理
27.3.2風扇驅動
27.3.3風扇運動特性
27.4反饋信號處理方法
27.4.1比較器的硬件設置
27.4.2比較器的程序配置方案
27.4.3比較器處理結果分析
27.5輸出測速信號的處理
27.5.1設計思路
27.5.2程序設計方案
27.6單片機串口數據通信
27.6.1設計思路
27.6.2現象分析
27.7PID控制算法中關鍵問題
27.8系統的硬件結構原理圖
27.9控制系統設計代碼
27.10上位機應用程序開發
附錄ASTC單片機選型表636
附錄BSTC四軸飛行器643
附錄CGNT拟SMK拟2開發板原理圖645
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| 序： |
