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『簡體書』STC单片机C语言程序设计——8051体系架构、编程实例及项目实战

書城自編碼: 3272621
分類:簡體書→大陸圖書→計算機/網絡程序設計
作者: 何宾
國際書號(ISBN): 9787302482024
出版社: 清华大学出版社
出版日期: 2018-12-01


書度/開本: 128开 釘裝: 平装

售價:HK$ 183.2

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編輯推薦:
本书以STC公司的IAP15W4K58S4单片机和Keil Vision5集成开发环境为平台,系统地介绍了C语言程序设计的理论与实践。作者以本书为核心,构建了由公开视频教学资源、设计案例代码、教学课件、QQ交流群等学生学习资源,以方便广大读者与作者交流互动。本书特色:1 知识全面 全面介绍单片机芯片、数字逻辑、8051 CPU内核、助记符指令、C语言基础、C语言应用程序开发等几个方面。2 内容权威 参考了Keil Vision 8051集成开发环境应用手册及STC公司*的数据手册,将*权威的单片机C语言程序设计内容反映在本书中。3 实例丰富 通过大量的设计实例,对单片机C语言程序设计的各个知识模块进行了详细的讲解。全书提供了140多个实例,充分满足教师教学和学生自学的需要。4 软硬融合 以软件和硬件协同设计为主线,将C编程语言与STC 8051单片机平台进行系统化深度融合,使读者能深入理解并掌握软件和硬件之间内在关系。
內容簡介:
本书系统地论述了STC单片机的C语言程序设计方法。全书共分为27章,主要内容包括: 单片机基础知识,STC单片机硬件知识,数值表示及转换,STC单片机CPU子系统,STC单片机CPU指令系统,STC单片机集成开发环境,STC单片机汇编语言编程基础,STC单片机C语言编程入门,STC单片机C语言变量和数据类型,STC单片机C语言运算符,STC单片机C语言描述语句,STC单片机C语言数组,STC单片机C语言指针,STC单片机C语言函数,STC单片机C语言预处理指令,STC单片机C语言复杂数据结构,STC单片机C语言高级编程技术,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SPI原理及实现,STC单片机CCPPCAPWM模块原理及实现,STC 单片机增强型PWM发生器原理及实现,RTX51操作系统原理及实现,综合项目实例: 风扇转速控制系统的设计与实现。
本书将C语言程序设计与STC单片机的各个知识点进行系统化融合,不仅系统地介绍C语言程序设计的各个知识点及其在单片机中的具体应用,而且更加突出学习方法。为了方便读者自学,本书提供了大量的设计案例和公开教学视频。
本书可作为读者零基础学习单片机C语言程序设计的参考用书,也可作为单片机竞赛、单片机认证考试的参考用书。
關於作者:
何宾 著名的嵌入式技术和EDA技术专家,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。目前已经出版嵌入式和EDA方面的著作20余部,内容涵盖电路仿真、电路设计、可编程逻辑器件、数字信号处理、单片机、嵌入式系统、片上可编程系统等。典型的代表作有《Xilinx FPGA数字信号处理权威指南从HDL、模型到C的描述》《STC单片机原理及应用》《Altium Designer 15.0电路仿真、设计、验证与工艺实现权威指南》《模拟电子系统设计指南(基础篇)》《模拟电子系统设计指南(实践篇)》《EDA原理及VHDL实现从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》《EDA原理及Verilog HDL实现从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》。
目錄
目录
第1章单片机基础知识
1.1单片机发展历史
1.2单片机内部架构
1.3单片机与嵌入式系统的关系
1.4单片机硬件开发平台
1.5运行第一个单片机程序
1.6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单片机结构及功能
2.5STC单片机的IO驱动原理
2.6STC单片机硬件下载电路设计
2.6.1通过USB串口芯片的下载电路
2.6.2USB直接下载编程电路
2.7STC单片机电源系统设计
2.8调试单片机系统所用到的仪器
第3章数值表示及转换
3.1常用数制
3.1.1二进制
3.1.2十进制
3.1.3十六进制
3.2正数表示方法
3.2.1正整数的表示
3.2.2正小数的表示
3.3正数码制转换
3.3.1十进制整数转换成其他进制数
3.3.2十进制小数转换成二进制数
3.4负数表示方法
3.4.1符号幅度表示法
3.4.2补码表示法
3.5负数补码的计算
3.5.1负整数补码的计算
3.5.2负小数补码的计算
3.6定点数表示
3.7浮点数表示
第4章STC单片机CPU子系统
4.1STC单片机CPU内核功能单元
4.1.1控制器
4.1.2运算器
4.1.3特殊功能寄存器
4.2STC单片机存储器结构和地址空间
4.2.1程序Flash存储器
4.2.2数据Flash存储器
4.2.3内部数据RAM
4.2.4外部数据存储器
4.2.5字节存储顺序
4.3STC单片机中断系统原理及功能
4.3.1中断原理
4.3.2中断系统结构
4.3.3中断优先级处理
4.3.4中断优先级控制寄存器
4.3.5中断向量表
第5章STC单片机CPU指令系统
5.1STC单片机CPU寻址模式
5.1.1立即数寻址模式
5.1.2直接寻址模式
5.1.3间接寻址模式
5.1.4寄存器寻址模式
5.1.5相对寻址模式
5.1.6变址寻址模式
5.1.7位寻址模式
5.2STC单片机CPU指令集
5.2.1算术指令
5.2.2逻辑指令
5.2.3数据传送指令
5.2.4布尔指令
5.2.5程序分支指令
第6章STC单片机集成开发环境
6.1Keil Vision集成开发环境介绍
6.1.1软件功能介绍
6.1.2软件的下载
6.1.3软件的安装
6.1.4导入STC单片机元件库
6.1.5软件的启动
6.2Keil Vision软件开发流程介绍
6.2.1明确软件需求
6.2.2创建设计工程
6.2.3编写汇编C软件代码
6.2.4汇编器对汇编语言处理
6.2.5C编译器对C语言进行处理
6.2.6库管理器生成库文件
6.2.7链接器生成绝对目标模块文件
6.2.8目标模块文件到HEX转换器
6.2.9调试器调试目标代码
6.3Keil Vision软件开发流程实现
6.3.1建立新的设计工程
6.3.2配置文件结构
6.3.3设置工程选项
6.3.4添加新的源文件
6.3.5建立设计
6.3.6运行设计
6.3.7启动硬件仿真
6.4U8W编程器
6.4.1U8W编程器接口和功能
6.4.2U8W在线联机下载
6.4.3U8W脱机下载
第7章STC单片机汇编语言编程基础
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
7.6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建立设计
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添加汇编语言文件
7.7.4建立设计
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建立设计
7.8.6下载设计
7.8.7硬件仿真
第8章STC单片机C语言编程入门
8.1高级编程语言概念
8.1.1构建计算模型
8.1.2形式化描述
8.1.3算法的流程图描述
8.1.4转换成计算机可以识别的形式
8.1.5代码、程序和编程的关系
8.2选择C语言的理由
8.3C语言发展历史
8.4C语言程序框架
8.5C语言词法构成
第9章STC单片机C语言变量和数据类型
9.1C语言中的常量和变量
9.1.1常量
9.1.2变量
9.2C51编译器支持的数据类型
9.2.1标准C语言所支持的类型
9.2.2volatile类型修饰符
9.2.3单片机扩充的类型
9.3自定义数据类型
9.4变量存储种类和存储类型
9.4.1变量存储种类
9.4.2变量存储器类型
9.5定位变量的绝对位置
第10章STC单片机C语言运算符
10.1C语言运算符分类
10.2C语言运算符优先级
10.3赋值运算符
10.4算术运算符
10.5递增和递减运算符
10.6关系运算符
10.7逻辑运算符
10.8位运算符
10.9复合赋值运算符
10.10逗号运算符
10.11条件运算符
10.12强制类型转换符
10.13sizeof运算符
第11章STC单片机C语言描述语句
11.1输入输出语句
11.1.1putchar函数
11.1.2getchar函数
11.1.3printf函数
11.1.4scanf函数
11.1.5puts函数
11.1.6gets函数
11.2表达式语句
11.3条件语句
11.3.1条件语句格式1
11.3.2条件语句格式2
11.3.3条件语句格式3
11.4开关语句
11.5循环语句
11.5.1while语句
11.5.2dowhile语句
11.5.3for语句
11.5.4goto语句
11.5.5break语句
11.5.6continue语句
11.6返回语句
11.7C语言端口控制实现
第12章STC单片机C语言数组
12.1一维数组的定义和操作
12.1.1一维数组的定义
12.1.2一维数组初始化
12.1.3一维数组的操作
12.2多维数组的定义和操作
12.2.1多维数组的定义
12.2.2多维数组初始化
12.2.3多维数组的操作
第13章STC单片机C语言指针
13.1C51编译器中指针的分类
13.2通用指针
13.2.1未指定存储区域的通用指针
13.2.2指定存储区域的通用指针
13.3指定存储器类型的指针
13.4指针转换
13.5指针变量输入
13.6指向指针的指针
13.7抽象指针
第14章STC单片机C语言函数
14.1函数定义和声明
14.1.1标准C函数定义和声明
14.1.2扩展C函数定义和声明
14.1.3存储器模型
14.2函数调用原理
14.2.1函数调用格式
14.2.2参数和堆栈
14.2.3参数和寄存器
14.2.4返回值
14.3函数调用实现分析
14.4函数变量的存储方式
14.5数组类型传递参数
14.6指针类型传递参数
14.7指向函数的指针
14.8可重入函数设计
14.9中断函数设计
14.9.1C语言中断函数的声明格式
14.9.2外部中断电路原理
14.9.3C语言中断程序的编写和测试
第15章STC单片机C语言预处理指令
15.1文件包含
15.1.1包含用户头文件
15.1.2包含系统头文件
15.1.3只包含一次文件
15.2宏定义及使用
15.2.1简单的宏定义
15.2.2复杂的宏定义
15.2.3宏操作符
15.2.4预定义的宏
15.3条件编译
15.4其他预处理命令
15.4.1#line
15.4.2#message
15.4.3#error
15.4.4#pragma
第16章STC单片机C语言复杂数据结构
16.1结构
16.1.1结构类型的定义
16.1.2结构变量的定义
16.1.3结构变量内元素的引用
16.1.4指向结构的指针
16.2联合
16.3枚举
16.4链表
16.4.1单链表的存储结构
16.4.2建立链表
16.4.3查找结点
16.4.4删除结点
16.4.5插入结点
第17章STC单片机C语言高级编程技术
17.1C程序中使用汇编语言
17.1.1内嵌汇编语言
17.1.2调用汇编程序
17.2优化代码策略
17.3C语言动态图形交互设计
17.3.1动态图形交互硬件平台
17.3.2STC单片机对触摸屏的控制
17.3.3STC单片机对触摸屏的初始化
17.3.4触摸屏基本绘图流程
17.3.5绘制不同图形的具体实现方法
17.3.6设计头文件说明
17.3.7主处理文件main函数设计
第18章STC单片机时钟、复位和电源模式原理及实现
18.1STC单片机时钟
18.2STC单片机复位
18.2.1外部RST引脚复位
18.2.2软件复位
18.2.3掉电上电复位
18.2.4MAX810专用复位电路复位
18.2.5内部低压检测复位
18.2.6看门狗复位
18.2.7程序地址非法复位
18.3STC单片机电源模式
18.3.1低速模式
18.3.2空闲模式
18.3.3掉电模式
第19章STC单片机比较器原理及实现
19.1STC单片机比较器结构
19.2STC单片机比较器寄存器组
19.2.1比较控制寄存器1
19.2.2比较控制寄存器2
19.3STC单片机比较器应用
第20章STC单片机计数器和定时器原理及实现
20.1计数器定时器模块简介
20.2计数器定时器寄存器组
20.2.1定时器计数器01控制寄存器TCON
20.2.2定时器计数器工作模式寄存器TMOD
20.2.3辅助寄存器AUXR
20.2.4T0~T2时钟输出寄存器和外部中断允许INT_CLKOAUXR2
20.2.5定时器T0和T1中断允许控制寄存器IE
20.2.6定时器T0和T1中断优先级控制寄存器IP
20.2.7定时器T4和定时器T3控制寄存器T4T3M
20.2.8定时器T2、T3和T4的中断控制寄存器IE2
20.3计数器定时器工作模式原理和实现
20.3.1定时器计数器0工作模式
20.3.2定时器计数器1工作模式
20.3.3定时器计数器2工作模式
20.3.4定时器计数器3工作模式
20.3.5定时器计数器4工作模式
第21章STC单片机异步串行收发器原理及实现
21.1RS232标准简介
21.1.1RS232传输特点
21.1.2RS232数据传输格式
21.1.3RS232电气标准
21.1.4RS232参数设置
21.1.5RS232连接器
21.2STC单片机串口模块简介
21.2.1串口模块结构
21.2.2串口引脚
21.3串口1寄存器及工作模式
21.3.1串口1寄存器组
21.3.2串口1工作模式
21.3.3人机交互控制的实现
21.3.4按键扫描及串口显示
21.4串口2寄存器及工作模式
21.4.1串口2寄存器组
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寄存器组
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寄存器组
21.6.2串口4工作模式
21.7红外通信的原理及实现
21.7.1红外收发器的电路原理
21.7.2红外通信波形捕获
21.7.3红外通信协议
21.7.4红外检测原理
21.7.5串口通信原理
21.7.6设计实现
第22章STC单片机ADC原理及实现
22.1ADC原理
22.1.1ADC的参数
22.1.2ADC的类型
22.2STC单片机内ADC的结构原理
22.2.1STC单片机内ADC的结构
22.2.2ADC转换结果的计算方法
22.3STC单片机内ADC寄存器组
22.3.1P1口模拟功能控制寄存器
22.3.2ADC控制寄存器
22.3.3时钟分频寄存器
22.3.4ADC结果高位寄存器
22.3.5ADC结果低位寄存器
22.3.6中断使能寄存器
22.3.7中断优先级寄存器
22.4直流电压测量及串口显示
22.4.1直流分压电路原理
22.4.2软件设计流程
22.4.3具体实现过程
22.5直流电压测量及LCD屏显示
22.5.1硬件电路设计
22.5.21602字符LCD原理
22.5.3软件设计流程
22.5.4具体实现过程
22.6交流电压测量及LCD屏显示
22.6.1硬件电路设计
22.6.212864图形点阵LCD原理
22.6.3软件设计流程
22.6.4ADC外部输入信号要求
22.6.5具体实现过程
22.7温度测量及串口显示
第23章STC单片机SPI原理及实现
23.1STC SPI模块结构及功能
23.1.1SPI传输特点
23.1.2SPI模块功能
23.1.3SPI接口信号
23.1.4SPI接口的数据通信方式
23.1.5SPI模块内部结构
23.2SPI模块寄存器组
23.2.1SPI控制寄存器
23.2.2SPI状态寄存器
23.2.3SPI数据寄存器
23.2.4中断允许寄存器2
23.2.5中断优先级寄存器
23.2.6控制SPI引脚位置寄存器
23.3SPI模块配置及时序
23.3.1SPI配置模式
23.3.2主从模式的注意事项
23.3.3通过SS修改模式
23.3.4写冲突
23.3.5数据模式时序
23.47段数码管的驱动与显示
23.4.1系统控制电路原理
23.4.27段数码管原理
23.4.374HCT595原理
23.4.4系统软件控制流程
23.4.5程序具体实现
第24章STC单片机CCPPCAPWM模块原理及实现
24.1CCPPCAPWM结构
24.2CCPPCAPWM寄存器组
24.2.1PCA工作模式寄存器
24.2.2PCA控制寄存器
24.2.3PCA比较捕获寄存器
24.2.4PCA的16位计数器
24.2.5PCA捕获比较寄存器
24.2.6PCA模块PWM寄存器
24.2.7PCA模块引脚切换寄存器
24.3CCPPCAPWM工作模式
24.3.1捕获模式
24.3.216位软件定时器模式
24.3.3高速脉冲输出模式
24.3.4脉冲宽度调制模式
第25章STC单片机增强型PWM发生器原理及实现
25.1增强型PWM发生器简介
25.2增强型PWM发生器相关寄存器组
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中断标志寄存器
25.2.5PWM外部异常控制寄存器
25.2.6PWM计数器
25.2.7PWM时钟选择寄存器
25.2.8PWM2翻转计数器
25.2.9PWM2控制寄存器
25.2.10PWM3翻转计数器
25.2.11PWM3控制寄存器
25.2.12PWM4翻转计数器
25.2.13PWM4控制寄存器
25.2.14PWM5翻转计数器
25.2.15PWM5控制寄存器
25.2.16PWM6翻转计数器
25.2.17PWM6控制寄存器
25.2.18PWM7翻转计数器
25.2.19PWM7控制寄存器
25.2.20PWM中断优先级控制寄存器
25.3生成单路PWM信号
25.4生成两路互补PWM信号
25.5步进电机的驱动和控制
25.5.1五线四相步进电机工作原理
25.5.2步进电机28BYJ48电气性能
25.5.3步进电机的驱动
25.5.4使用软件驱动步进电机
25.5.5使用增强型PWM模块驱动步进电机
25.5.6设计下载和验证
第26章RTX51操作系统原理及实现
26.1操作系统的必要性
26.1.1单任务程序
26.1.2轮询程序
26.2操作系统基本知识
26.2.1操作系统的作用
26.2.2操作系统的功能
26.3RTX51操作系统的任务
26.3.1定义任务
26.3.2管理任务
26.3.3切换任务
26.4RTX51操作系统内核函数
26.5RTX51操作系统实现
26.5.1RTX51操作系统实现1
26.5.2RTX51操作系统实现2
26.5.3RTX51操作系统实现3
第27章综合项目实例: 风扇转速控制系统的设计与实现
27.1项目需求分析
27.1.1划分软件和硬件边界
27.1.2设计过程中的细节问题
27.2离散PID控制算法及其参数
27.2.1离散PID控制算法
27.2.2参数整定方法
27.3风扇原理、驱动和运动特性
27.3.1风扇原理
27.3.2风扇驱动
27.3.3风扇运动特性
27.4反馈信号处理方法
27.4.1比较器的硬件设置
27.4.2比较器的程序配置方案
27.4.3比较器处理结果分析
27.5输出测速信号的处理
27.5.1设计思路
27.5.2程序设计方案
27.6单片机串口数据通信
27.6.1设计思路
27.6.2现象分析
27.7PID控制算法中关键问题
27.8系统的硬件结构原理图
27.9控制系统设计代码
27.10上位机应用程序开发
附录ASTC单片机选型表636
附录BSTC四轴飞行器643
附录CGNTSMK2开发板原理图645
內容試閱
前言嵌入式系统技术正朝着软件和硬件协同设计、协同调试和协同仿真的方向发展。C语言不再只是纯粹意义上的软件或者编程工具,而是成为嵌入式系统设计的基础和必备的知识。从整个嵌入式系统开发的角度来看,要能够真正使用C语言进行嵌入式系统的软件程序开发,必须掌握最基本的数字逻辑、处理器和指令集的知识,这里说的掌握知识不是指简单地记住指令集或者C语言的语法,而是要能够清楚知道C语言的每个语法知识点与处理器架构、指令集之间的关系。目前,嵌入式开发中使用ARM处理器变得非常流行,但是由于ARM处理器结构本身比较复杂,并且内核比较封闭,对于初学者而言,要在ARM处理器上掌握C语言程序设计的各个知识点是一件比较痛苦的事情。相对而言,传统的8051,尤其是STC公司的增强型8051单片机处理器内核以及结构框架比较简单,并且开发环境采用了Keil Vision5软件工具,这对于一个初学者而言,可以看到构成嵌入式系统的各个细节,包括处理器内核架构、指令集和接口与C语言之间的关系。通过Keil Vision5集成开发环境提供的可视化软件仿真和硬件调试(仿真)工具,读者可以清楚地知道在运行C语言程序时,8051内核寄存器的细节、片内基本RAM和片内扩展RAM的内容以及C语言与指令集的关系。对于C语言中的语法难点,如数组、函数、指针和结构体等概念,也可以一目了然。基于STC公司可硬件仿真的IAP15W4K58S4单片机学习C语言程序设计的最大好处在于,读者能真正理解以C语言为代表的软件和以STC增强型8051单片机为代表的硬件两者之间的关系。特别需要指出的是,通过STC公司可硬件仿真的IAP15W4K58S4单片机,读者可以在真实的单片机硬件平台上观察C语言运行的所有细节问题。在Keil Vision5上的纯软件仿真,并不能替代硬件仿真(硬件调试),这是因为纯粹的软件仿真很难模拟一些硬件环境,如中断和接口等。作者编写本书的目的在于力图从软件和硬件两个角度反映出C语言的本质和内在特点。通过把C语言程序设计和单片机进行有机结合,使得读者从零起点学习C语言不再是一件枯燥和痛苦的事情。全书共分为27章,以STC公司最新推出的IAP15W4K58S4单片机为硬件平台,使用Keil最新的Vision5集成开发系统,设计了大量C语言程序案例,这些案例都通过硬件和软件进行了验证和测试。为了方便读者的学习,本书配套提供所有设计实例的源代码以及公开教学视频资源,读者可通过本书提供的学习说明获取相关的资源。在编写本书的过程中,作者参考了STC公司最新的技术文档和手册,以及STC学习板原理图和PCB图,在此向STC公司表示衷心的感谢。作者的学生汤宗美、张艳辉、王帅和王中正负责了部分章节的编写工作,汤宗美对本书的全部稿件进行了初步的完善和修改。在本书编写的过程中,得到了STC公司员工在技术和市场服务方面的热心帮助,特别是得到了STC公司姚永平先生的支持和帮助,他对作者在本书编写过程中遇到的各种技术问题进行了耐心细致的解答。在本书的出版过程中,也得到了清华大学出版社各位编辑的帮助和指导,在此也表示深深的谢意。由于作者水平有限,编写时间仓促,书中难免有疏漏之处,敬请读者批评指正。作者2018年8月于北京

 

 

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