单片微机原理与接口技术——基于STC15系列单片机（第2版）

定　　价：58 元

• 作者：丁向荣
• 出版时间：2018/3/1
• ISBN：9787121329258
• 出 版 社：电子工业出版社

• 中图法分类：TP368.1 
• 纸张：胶版纸
• 版次：2
• 开本：16开

内容简介

STC15系列增强型8051单片机集成了上电复位电路与高精准R/C振荡器，给单片机芯片加上电源就可跑程序；集成了大容量的程序存储器、数据存储器以及EEPRM，集成了A/D、PWM、SPI等高功能接口部件，可大大地简化单片机应用系统的外围电路，使单片机应用系统的设计更加简捷，系统性能更加高效、可靠。本教材以STC15F2K60S2单片机为主线，强化单片机的应用性与实践性，系统地介绍了STC15F2K60S2单片机的硬件结构、指令系统与应用编程，单片机应用系统的开发流程与接口设计，同时提出多种实践模式：Keil C集成开发环境、Proteus仿真软件以及实物运行开发环境，使得单片机的学习与应用变得更简单、更清晰。 本书可作为普通高校计算机类、电子信息类、电气自动化与机电一体化等专业的教学用书，基础较好的高职高专也可选用本书。本书还可作为电子设计竞赛、电子设计工程师考证的培训教材。本书也是传统8051单片机应用工程师升级转型的重要参考书籍。

序 言

序
21世纪全球全面进入了计算机智能控制/计算时代，而其中的一个重要方向就是以单片机为代表的嵌入式计算机控制/计算。由于最适合中国工程师/学生入门的8051单片机有30多年的应用历史，绝大部分工科院校均有此必修课，有几十万名对该单片机十分熟悉的工程师可以相互交流开发/学习心得，有大量的经典程序和电路可以直接套用，从而大幅降低了开发风险，极大地提高了开发效率，这也是宏晶科技基于STC8051系列单片机产品的巨大优势。
Intel 8051技术诞生于20世纪70年代，不可避免地面临着落伍的危险，如果不对其进行大规模创新，我国的单片机教学与应用就会陷入被动局面。为此，宏晶科技对STC8051单片机进行了全面的技术升级与创新：全部采用Flash技术（可反复编程10万次以上）和ISP/IAP（在系统可编程/在应用可编程）技术；针对抗干扰进行了专门设计，超强抗干扰；进行了特别加密设计，如宏晶STC15系列现无法解密；对传统8051单片机进行了全面提速，指令速度最快提高了24倍；大幅提高了集成度，如集成了A/D、CCP/PCA/PWM（PWM还可当D/A使用）、高速同步串行通信端口SPI、高速异步串行通信端口UART（如宏晶STC15F2K60S2系列集成了两个串行口，分时复用可当5组串口使用）、定时器（STC15F2K60S2系列最多可实现6个定时器）、看门狗、内部高精准时钟（±1%温漂，－40℃～＋85℃之间，可彻底省掉外部昂贵的晶振）、内部高可靠复位电路（可彻底省掉外部复位电路)、大容量SRAM(如STC15F2K60S2系列集成了2KB的SRAM)、大容量EEPROM、大容量Flash程序存储器等。
在中国民间草根企业掌握了Intel 8051单片机技术，以初生牛犊不怕虎的精神，击溃了欧美竞争对手之后，正在向32位前进的途中，此时欣闻官方国家队也已掌握了Intel 80386通用CPU技术，不由想起老骥伏枥，志在千里这句话，相信经过数代人艰苦奋斗，我们一定会赶上和超过世界先进水平！
明知山有虎，偏向虎山行。
感谢Intel公司发明了经久不衰的8051体系结构，感谢丁向荣老师的新书，保证了中国30年来的单片机教学与世界同步。

STC宏晶科技：姚永平
www.STCMCU.com
2012-01-15
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前　　言
本书第1版于2012年8月出版，现已第8次重印。出版以来深受广大兄弟院校同行的认可，并提出了许多宝贵意见。根据STC单片机发展状况与当前教学改革的实际需求，以及广泛征求了相关院校师生的意见与建议，对本书进行了修订。在保留教材的应用性、实践性以及汇编＋C有机融合的基础上，对教材内容进行了完善、升级与拓展，具体情况如下：
（1）为了便于读者更好地理解教学内容以及教学的需要，采用了多样化的习题类型：填空、选择、判断、问答与程序设计。
（2）全面更新与升级了第3章 单片机应用的开发工具教材内容。一是采用了Keil vision4版本的C语言集成开发环境；二是采用最新的STC－ISP在线编程软件，优化了在线仿真操作，以及包含了更多便捷的实用编程工具（如给Keil C集成开发环境添加STC器件库、STC头文件以及仿真驱动等）。
（3）为了进一步理解微型计算机的基本原理与总线技术，新增了第14章 微型计算机总线技术作为选讲或拓展内容。
（4）紧密联系市场，与时俱进，增加了第15章 STC新型单片机简介，及时了解最新STC单片机技术。
（5）为了更好地强化教材的应用性、实践性以及可操作性，理论与实践有机融合，新增了第16章 STC15F2K60S2单片机的实验指导，精选了19个教学例程撰写了19个实验指导。
（6）调整了附录内容，编辑了STC15F2K60S2单片机特殊功能寄存器查询表以及整理了keil C错误信息一览表，便于在学习或工作中进行查询使用。
本书的改版得到电子出版社的大力支持，以及STC创始人姚永平先生的积极指导，教材相关咨询也会适时在STC官网（www.stcmcu.com）网站上发布。
为了配合教学，本书为读者提供电子教案，可在华信教育资源网网站下载。同时向任课教师免费提供电子版实验指导与实验工程文件，以及有什么建议，或其他教学资源，请您电邮：[e-mail]。
由于编者水平有限。书中定有疏漏和不周之处，敬请读者不吝指正，恳请您的宝贵意见。

编者2017.1于广州

作者介绍

丁向荣，广东轻工职业技术学院教授，多年从事单片机应用技术科研和教学工作，具备丰富的实践和教学经验，其在电子工业出版社出版的STC系列单片机教材理念超前，内容精炼实用，获得各地院校的广泛认可，在市面上同类教材中销量领先。

目 录

目　　录
第1章　微型计算机基础1
1.1　数制与编码1
1.1.1　数制及转换方法1
1.1.2　微型计算机中数的表示方法3
1.1.3　微型计算机中常用编码5
1.2　微型计算机的基本组成6
1.3　指令、程序与编程语言7
1.4　微型计算机的工作过程7
1.5　微型计算机的应用形态9
本章小结9
习题110
第2章　STC15F2K60S2单片机增强型8051内核12
2.1　单片机概述12
2.1.1　单片机的概念12
2.1.2　常见单片机12
2.1.3　STC系列单片机13
2.2　STC15F2K60S2系列单片机资源概述与引脚功能13
2.2.1　STC15F2K60S2系列单片机资源与功能概述13
2.2.2　STC15F2K60S2单片机引脚功能14
2.3　STC15F2K60S2单片机的内部结构16
2.3.1　STC15F2K60S2单片机的内部结构框图16
2.3.2　STC15F2K60S2单片机CPU结构17
2.4　STC15F2K60S2单片机的存储结构18
2.5　STC15F2K60S2单片机的并行I/O口22
2.5.1　STC15F2K60S2单片机并行I/O口的工作模式22
2.5.2　STC15F2K60S2单片机并行I/O口的结构23
2.5.3　STC15F2K60S2单片机并行I/O口的使用注意事项25
2.6　STC15F2K60S2单片机的时钟与复位26
2.6.1　STC15F2K60S2单片机的时钟26
2.6.2　STC15F2K60S2单片机的复位28
本章小结30
习题230
第3章　单片机应用的开发工具33
3.1　Keil Vision4集成开发环境33
3.1.1　Keil Vision4集成开发环境概述33
3.1.2　应用Keil Vision4开发工具编辑、编译用户程序，生成机器代码34
3.1.3　应用Keil Vision4集成开发环境调试用户程序39
3.2　STC15F2K60S2单片机的在线编程与在线仿真42
3.2.1　STC15F2K60S2单片机的在线编程42
3.2.2　STC15F2K60S2系列单片机的在线仿真45
3.3　Proteus仿真软件实施单片机应用系统的虚拟仿真47
3.3.1　单片机应用系统与程序功能48
3.3.2　Proteus绘制电原理图48
3.3.3　单片机应用系统的虚拟仿真52
本章小结53
习题353
第4章　STC15F2K60S2单片机的指令系统56
4.1　概述56
4.2　数据传送类指令60
4.3　算术运算类指令66
4.4　逻辑运算类与循环移位类指令71
4.5　控制转移类指令75
4.6　位操作类指令80
本章小结83
习题484
第5章　STC15F2K60S2单片机的程序设计88
5.1　汇编语言程序设计88
5.1.1　程序编制的方法和技巧88
5.1.2　程序的模块化设计89
5.1.3　伪指令89
5.1.4　汇编语言程序设计举例92
5.2　C51程序设计101
5.2.1　C51基础101
5.2.2　C51程序设计举例107
本章小结114
习题5114
第6章　STC15F2K60S2单片机的存储器117
6.1　STC15F2K60S2单片机的程序存储器117
6.2　STC15F2K60S2单片机的基本RAM118
6.3　STC15F2K60S2单片机的扩展RAM（XRAM）119
6.4　STC15F2K60S2单片机的E2PROM（数据Flash）122
本章小结130
习题6131
第7章　STC15F2K60S2单片机的中断系统133
7.1　中断系统概述133
7.2　STC15F2K60S2单片机的中断系统134
7.2.1　STC15F2K60S2单片机的中断请求134
7.2.2　STC15F2K60S2单片机的中断响应140
7.2.3　STC15F2K60S2单片机中断应用举例142
7.3　STC15F2K60S2单片机外部中断的扩展143
本章小结145
习题7145
第8章　STC15F2K60S2单片机的定时/计数器148
8.1　STC15F2K60S2单片机定时/计数器（T0/T1）的结构和工作原理148
8.2　STC15F2K60S2单片机定时/计数器（T0/T1）的控制149
8.3　STC15F2K60S2单片机定时/计数器（T0/T1）的工作150
8.4　STC15F2K60S2单片机定时/计数器（T0/T1）的应用154
8.4.1　STC15F2K60S2单片机定时/计数器（T0/T1）的定时应用154
8.4.2　STC15F2K60S2单片机定时/计数器（T0/T1）的计数应用158
8.4.3　STC15F2K60S2单片机秒表的设计160
8.5　STC15F2K60S2单片机的定时器T2162
8.5.1　STC15F2K60S2单片机的定时器T2的电路结构162
8.5.2　STC15F2K60S2单片机的定时/计数器T2的控制寄存器162
8.6　STC15F2K60S2单片机的可编程时钟163
8.6.1　STC15F2K60S2单片机的可编程时钟：CLKOUT0、CLKOUT1、
CLKOUT2163
8.6.2　STC15F2K60S2单片机可编程时钟的应用举例164
本章小结165
习题8165
第9章　STC15F2K60S2单片机的串行口168
9.1　串行通信基础168
9.2　STC15F2K60S2单片机串行口1170
9.2.1　STC15F2K60S2单片机串行口1的控制寄存器170
9.2.2　STC15F2K60S2单片机串行口1的工作方式172
9.2.3　STC15F2K60S2单片机串行口1的波特率176
9.2.4　STC15F2K60S2单片机串行口1的应用举例177
9.3　STC15F2K60S2单片机串行口2189
9.4　STC15F2K60S2单片机与PC的通信191
9.4.1　STC15F2K60S2单片机与PCRS－232C串行通信接口的设计191
9.4.2　STC15F2K60S2单片机与PCUSB串行通信接口的设计193
9.4.3　STC15F2K60S2单片机与PC串行通信的程序设计193
9.5　STC15F2K60S2单片机串行口1的中继广播方式195
9.6　STC15F2K60S2单片机串行口硬件引脚的切换196
本章小结196
习题9197
第10章　STC15F2K60S2单片机的A/D转换200
10.1　STC15F2K60S2单片机A/D转换模块的结构200
10.2　STC15F2K60S2单片机A/D转换模块的控制201
10.3　STC15F2K60S2单片机A/D转换模块的应用203
本章小结206
习题10207
第11章　STC15F2K60S2单片机的PCA模块209
11.1　STC15F2K60S2单片机PCA模块的结构209
11.2　STC15F2K60S2单片机PCA模块的特殊功能寄存器210
11.3　STC15F2K60S2单片机PCA模块的工作模式与应用举例212
11.4　STC15F2K60S2单片机PCA模块功能引脚的切换224
本章小结225
习题11225
第12章　STC15F2K60S2单片机的SPI接口227
12.1　STC15F2K60S2单片机SPI接口的结构227
12.2　STC15F2K60S2单片机SPI接口的特殊功能寄存器228
12.3　STC15F2K60S2单片机SPI接口的数据通信230
12.4　STC15FZK60S2单片机SPI接口的应用举例233
12.5　STC15F2K60S2单片机SPI接口功能引脚的切换240
本章小结241
习题12241
第13章　单片机应用系统设计与接口技术242
13.1　单片机应用系统的开发流程242
13.1.1　单片机应用系统的设计原则242
13.1.2　单片机应用系统的开发流程242
13.1.3　单片机应用系统工程报告的编制246
13.2　单片机人机对话接口设计247
13.2.1　键盘接口与应用编程247
13.2.2　LED数码显示接口与应用编程255
13.2.3　LCD显示接口与应用编程260
13.3　串行总线接口技术与应用设计282
13.3.1　单总线数字温度传感器DS18B20与应用设计282
13.3.2　I2C串行总线原理与应用291
13.3.3　基于时钟芯片PCF8563电子时钟的设计297
13.4　电机控制与应用设计306
13.4.1　直流电机的控制306
13.4.2　步进电机的控制311
13.5　STC15F2K60S2单片机的低功耗设计318
13.5.1　STC15F2K60S2单片机的慢速模式318
13.5.2　STC15F2K60S2单片机的空闲（等待）模式与停机（掉电）模式319
13.6　STC15F2K60S2单片机的看门狗定时器325
13.6.1　看门狗定时器概述325
13.6.2　STC15F2K60S2单片机看门狗定时器的特殊功能寄存器326
13.6.3　STC15F2K60S2单片机的看门狗定时器的应用编程326
本章小结327
习题13328
第14章　微型计算机总线扩展技术*336
14.1　微型计算机的总线结构336
14.2　MCS－51单片机系统扩展336
14.2.1　编址技术337
14.2.2　程序存储器的扩展339
14.2.3　数据存储器的扩展340
14.2.4　I/O接口的扩展341
本章小结342
习题14342
第15章　STC新型单片机简介343
15.1　STC15W4K32S4系列单片机343
15.1.1　特性343
15.1.2　STC15W4K32S4系列单片机机型一览表344
15.2　STC8A8K64S4A12系列单片机345
15.2.1　特性345
15.2.2　STC8A8K64S4A12系列单片机机型一览表347
15.3　STC8F8K64S4A12系列单片机347
15.3.1　特性347
15.3.2　STC8F8K64S4A12系列单片机机型一览表349
15.4　STC8F2K64S4系列单片机349
15.4.1　特性349
15.4.2　STC8F2K64S4系列单片机机型一览表351
本章小结351
习题15351
第16章　STC15F2K60S2单片机的实验指导352
16.1　实验须知352
16.2　用户程序的编辑、编译与仿真调试352
16.3　用户程序的在线编程与在线仿真353
16.4　应用Proteus仿真软件调试单片机应用系统354
16.5　STC15F2K60S2单片机存储器的应用编程与调试355
16.6　STC15F2K60S2单片机外部中断扩展的应用编程与调试356
16.7　STC15F2K60S2单片机定时器/计数器定时功能的应用编程与调试356
16.8　STC15F2K60S2单片机定时器/计数器计数功能的应用编程与调试357
16.9　STC15F2K60S2单片机串行口1方式0的应用编程与调试358
16.10　STC15F2K60S2单片机与PC通信的应用编程与调试359
16.11　STC15F2K60S2单片机AD转换模块的应用编程与调试359
16.12　STC15F2K60S2单片机PWM的应用编程与调试360
16.13　矩阵键盘的应用编程与调试361
16.14　LED数码管动态显示的应用编程与调试362
16.15　字符型LCD显示接口的应用编程与调试362
16.16　LCD12864（含中文字库）显示接口的应用编程与调试363
16.17　DS18B20数字温度计的应用编程与调试364
16.18　PCF8563电子时钟芯片的应用编程与调试365
16.19　直流电机控制的应用编程与调试365
16.20　步进电机控制的应用编程与调试366
附录A　ASCII码表368
附录B　STC15F2K60S2单片机指令系统表369
附录c　STC15F2K50S2单片机特殊372