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单片机原理及应用系统设计——基于STC可仿真的IAP15W4K58S4系列
作者:田会峰
ISBN:978-7-111-56415-7
所属丛书:普通高等教育电子信息类规划教材

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ISBN:978-7-111-56415-7
装订:平装
编辑:李馨馨
开本:16开
出版日期: 2017-04-28
字数:566 千字
定价:59.8
图书简介

配套资源:电子教案、习题解答

本书特色:

★ 以实践为主线,构建教学新模式。采用任务驱动模式组织教材内容,以工程应用为主线,讲授单片机知识体系。

★ 融入热门技术,力争学用零距离。内容涉及STC单片机系列中最为先进的IAP15W4K58S4单片机体系结构、C51编程、数据通信、存储、显示等,以及RS-232、RS-485、红外、射频(RFID)技术、蓝牙技术、以太网、GPRS模块、GPS模块、GSM模块等热门知识,使学生学以致用,从而能够吸引学生学习的主动性和积极性。

★ 体现宜教易学,组织递进式内容。本书共分为三篇(17章),内容按照能力递进式安排,通过理论基础、知识模块、综合实训三个环节构建教材内容,每个不同层次的学校可以根据实际需求选择教学内容。


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本书以宏晶科技的单片机IAP15W4K58S4为主线,详细介绍了这款具有在线仿真功能的单片机内部结构、工作原理及其典型应用。内容主要包括三部分,第1部分是基础篇,主要讲述STC15系列单片机基本知识、C语言编程基础、指令系统、Keil μVision集成开发环境。第2部分是提高篇,主要介绍I/O接口、中断系统、定时器/计数器、串行口通信、同步通信SPI和I2C、A-D转换、PCA模块、PWM模块等。第3部分给出了5个单片机典型应用的综合实例。 本书可作为培养应用型人才的高等院校单片机课程的教材,也可作为单片机爱好者及工程技术人员的参考书。

章节目录

前言
第一篇基础篇
第1章 STC15系列单片机
1.1单片机概述
1.1.1单片机简介
1.1.2单片机的发展过程
1.2常用主流单片机
1.2.1 8051单片机
1.2.2 STC单片机
1.2.3 AVR单片机
1.2.4 PIC单片机
1.2.5 MSP430单片机
1.2.6基于ARM核的单片机
1.3 IAP15系列单片机简述
1.3.1 IAP15W4K58S4单片机
1.3.2 IAP15F2K61S2单片机
1.3.3 CPU内部结构
1.3.4存储器结构
1.3.5特殊功能寄存器
1.4单片机系统复位
1.4.1外部RST引脚复位
1.4.2软件复位
1.4.3掉电复位/上电复位
1.4.4专用复位电路复位
1.4.5内部低压检测复位
1.4.6看门狗复位
1.4.7程序地址非法复位
1.4.8热启动复位和冷启动复位
1.5单片机省电模式
1.5.1低速模式
1.5.2空闲模式
1.5.3掉电模式
第2章 Keil C51程序设计基础
2.1 Keil C51系统概述
2.2 Keil C51软件开发结构
2.3 Keil C51与标准C语言
2.3.1 Keil C51扩展关键字
2.3.2内存区域
2.3.3存储模式
2.3.4存储类型声明
2.3.5变量或数据类型
2.3.6位变量与声明
2.4运算符与表达式
2.4.1赋值运算符
2.4.2算术运算符
2.4.3增量与减量运算符
2.4.4关系运算符
2.4.5逻辑运算符
2.4.6位运算符
2.4.7复合赋值运算符
2.4.8逗号运算符
2.4.9条件运算符
2.4.10指针和地址运算符
2.4.11 C51对存储器和特殊功能寄存器的访问
2.4.12强制类型转换运算符
2.4.13 sizeof运算符
2.5 C51程序的基本语句
2.5.1表达式语句
2.5.2复合语句
2.5.3条件语句
2.5.4开关语句
2.5.5循环语句
2.5.6 goto、break、continue语句
2.5.7返回语句
2.6 Keil C51指针
2.6.1 C51指针
2.6.2利用指针实现绝对地址访问
2.7 Keil C51函数
2.8 C51代码优化及库函数
2.8.1 C51代码优化
2.8.2 C51内联的库函数
2.9 C51程序结构及应用要点
2.9.1 C51程序结构
2.9.2 C51应用要点
2.10 Keil C51高级编程
2.10.1绝对地址访问
2.10.2 Keil C51与汇编的接口
2.10.3 Keil C51软件包中的通用文件
第3章 STC单片机的指令系统
3.1 STC系列单片机指令系统概述
3.1.1 CISC和RISC
3.1.2指令系统概述
3.2寻址方式
3.2.1立即寻址
3.2.2直接寻址
3.2.3寄存器寻址
3.2.4寄存器间接寻址
3.2.5变址寻址
3.2.6位寻址
3.2.7相对寻址
3.3数据传送指令
3.3.1内部数据传送指令
3.3.2外部数据传送指令
3.3.3堆栈操作指令
3.3.4数据交换指令
3.4运算和移位指令
3.4.1算术运算指令
3.4.2逻辑运算指令
3.4.3移位指令
3.5控制转移和位操作指令
3.5.1控制转移指令
3.5.2位操作指令
3.6汇编器的伪指令
3.6.1状态控制伪指令
3.6.2符号定义伪指令
3.6.3存储空间初始化伪指令
第4章 Keil μVision集成开发环境
4.1软件安装过程
4.2建立工程
4.3添加STC系列单片机数据库
4.4生成STC系列单片机头文件
4.5创建工程文件
4.6应用程序编译与调试
4.6.1程序编译
4.6.2调试程序
4.7仿真器操作步骤
4.7.1安装仿真驱动
4.7.2创建项目
4.8 IAP15W4K58S4实验箱
4.8.1实验箱的结构布局
4.8.2实验箱的使用步骤
第二篇提高篇
第5章 I/O口的配置与应用
5.1 I/O口的工作模式及结构
5.1.1并行I/O口工作模式
5.1.2并行I/O口的结构
5.2与I/O口有关的特殊功能寄存器及其地址声明
5.3应用举例
第6章中断系统
6.1中断的基本概念
6.1.1中断的概念
6.1.2中断源
6.1.3中断优先级
6.1.4中断嵌套
6.2单片机中断请求
6.2.1中断请求标志
6.2.2中断允许的控制
6.2.3中断优先的控制
6.3中断响应
6.3.1中断响应时间
6.3.2中断响应过程
6.3.3中断请求标志的撤销问题
6.4中断服务与中断返回
6.5中断服务函数
6.6 IAP15W4K58S4单片机中断应用举例
第7章定时器/计数器
7.1定时器T0和T1
7.1.1定时器/计数器T0/T1的结构和工作原理
7.1.2 IAP15W4K58S4单片机定时/计数器(T0/T1)的控制
7.1.3 IAP15W4K58S4单片机定时/计数器(T0/T1)的工作方式
7.2 IAP15W4K58S4单片机的定时器/计数器T2
7.2.1 IAP15W4K58S4单片机的定时/计数器T2电路结构
7.2.2 IAP15W4K58S4单片机的定时/计数器T2的控制寄存器
7.3 IAP15W4K58S4单片机的定时器/计数器T3/T4
7.3.1 IAP15W4K58S4单片机的定时/计数器T3/T4电路结构
7.3.2 IAP15W4K58S4单片机的定时/计数器T3/T4的控制寄存器
7.4 IAP15W4K58S4单片机定时器应用
第8章串行口通信
8.1串行通信基础
8.2 IAP15W4K58S4单片机的串行口1
8.2.1串行口1的控制寄存器
8.2.2串行口1的工作方式
8.2.3串行口1的波特率设置
8.3 IAP15W4K58S4单片机的串行口2
8.4 IAP15W4K58S4单片机的串行口3
8.5 IAP15W4K58S4单片机的串行口4
8.6串行口通信应用实例
8.6.1单片机与单片机之间的通信
8.6.2单片机与PC间通信
第9章同步通信
9.1 SPI接口
9.1.1 SPI的结构
9.1.2 SPI接口的引脚
9.1.3 SPI接口的相关特殊功能寄存器
9.1.4 SPI接口的数据通信
9.1.5 IAP15W4K58S4单片机的SPI接口的应用实例
9.2 I2C通信技术
9.2.1 I2C总线构成
9.2.2 I2C总线的数据传送
9.2.3单片机模拟I2C总线
第10章 A-D转换
10.1 A-D转换原理及性能指标
10.2 IAP15W4K58S4单片机A-D模块的结构
10.2.1 A-D转换器的结构
10.2.2 A-D转换器的相关寄存器
10.3 IAP15W4K58S4单片机A-D转换的应用
第11章 STC15系列单片机的PCA模块
11.1 PCA的结构
11.2 PCA模块控制寄存器
11.3 PCA模块的工作模式与应用
11.3.1捕获模式
11.3.2 16位软件定时器模式
11.3.3高速脉冲输出模式
11.3.4脉宽调节模式(PWM)
第12章 IAP15W4K58S4单片机的 PWM模块
12.1 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的结构
12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制
12.3 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的应用
第三篇综合篇
第13章激光绘图仪控制系统
13.1项目基本介绍
13.1.1项目简介
13.1.2项目背景
13.2项目方案论证
13.3系统硬件设计
13.3.1步进电动机驱动电路
13.3.2步进电动机基本原理
13.3.3控制系统驱动电路
13.3.4滚珠丝杆的选择
13.3.5绘图仪支架的搭建
13.4上位机软件设计
13.4.1易语言简介
13.4.2易语言编辑软件介绍
13.4.3易语言与单片机通信
13.5系统调试及运行结果
13.5.1下位机程序调试
13.5.2系统调试问题
13.5.3系统测试
13.6程序分析
13.6.1头文件与变量定义
13.6.2主函数程序
13.6.3功能函数程序
第14章基于GPS和GPRS的健康监护仪
14.1项目背景与研究现状
14.1.1项目背景
14.1.2研究现状
14.2系统方案论证与总体设计
14.2.1系统设计目标
14.2.2系统方案论证
14.2.3系统总体设计
14.3系统硬件设计
14.3.1系统硬件总体结构框图
14.3.2 GPRS模块
14.3.3 GPS模块
14.3.4心率传感器
14.3.5体温传感器
14.3.6其他外围硬件模块设计
14.4系统软件设计
14.4.1 GPRS程序设计
14.4.2 GPS程序设计
14.4.3心率传感器程序设计
14.4.4体温传感器程序设计
14.4.5按键处理函数程序设计
14.5系统功能调试
14.5.1功能测试
14.5.2出现问题及解决方案
14.6程序分析
14.6.1头文件与变量定义
14.6.2主函数程序
14.6.3功能函数程序
第15章基于以太网的环境监测系统
15.1项目背景与研究现状
15.1.1项目背景
15.1.2研究现状
15.2系统方案论证与总体功能
15.2.1系统方案论证
15.2.2系统总体功能
15.3系统硬件设计
15.3.1系统硬件组成总体框图
15.3.2 STC15F2K60S2单片机简介
15.3.3以太网模块W5100
15.3.4火焰传感器电路设计
15.3.5烟雾传感器电路设计
15.3.6温湿度传感器电路设计
15.3.7蜂鸣器报警电路设计
15.3.8系统显示电路设计
15.3.9电动机驱动电路设计
15.4系统软件设计
15.4.1系统软件设计总体流程图
15.4.2通信程序设计
15.4.3 A-D转换程序设计
15.4.4温湿度数据采集程序设计
15.5程序分析
15.5.1头文件与变量定义
15.5.2主函数
15.5.3功能函数
第16章基于GSM的智能指纹门禁系统
16.1项目背景与研究现状
16.1.1项目研究背景
16.1.2项目研究现状
16.2指纹识别技术与整体设计方案
16.2.1指纹特征介绍
16.2.2指纹识别技术
16.2.3整体设计方案
16.3系统硬件设计
16.3.1硬件系统架构设计
16.3.2 IAP15W4K58S4单片机
16.3.3指纹识别模块
16.3.4语音模块
16.3.5 GSM无线通信模块
16.3.6 OLED显示屏模块
16.3.7电源模块设计
16.3.8电磁锁和继电器
16.4系统软件设计
16.4.1单片机控制程序设计
16.4.2系统初始化程序设计
16.4.3指纹识别模块程序设计
16.4.4 GSM无线通信程序设计
16.4.5显示模块程序设计
16.4.6语音模块程序设计
16.4.7继电器模块程序设计
16.4.8按键模块程序设计
16.5系统测试与结果分析
16.5.1系统功能的测试
16.5.2问题及解决方案
16.6程序分析
16.6.1头文件与变量定义
16.6.2主函数
16.6.3功能函数
第17章基于蓝牙技术的智能家居系统
17.1项目研究背景及意义
17.1.1项目研究的背景
17.1.2项目研究的意义
17.1.3系统功能
17.2系统设计方案论证
17.2.1系统设计方案比较
17.2.2系统设计方案选择
17.3系统硬件设计
17.3.1电源管理系统设计
17.3.2蓝牙通信系统设计
17.3.3单片机最小系统设计
17.3.4家电控制电路设计
17.3.5系统显示电路设计
17.3.6气敏传感器电路设计
17.3.7温湿度传感器电路设计
17.3.8人体感应模块电路设计
17.3.9雨水感应模块电路设计
17.4系统软件设计
17.4.1系统主程序流程图
17.4.2传感器模块程序
17.4.3系统蓝牙通信模块子程序
17.5系统的组装与调试
17.5.1系统的组装与焊接注意事项
17.5.2系统的调试与问题解决方法
17.6程序分析
17.6.1头文件与变量定义
17.6.2主函数
17.6.3功能函数
参考文献
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前言 目前市场上的单片机教材大多都是讲授MCS-51单片机系列中的80C51单片机,或者讲授国内宏晶科技/南通国芯微电子有限公司的STC89C52单片机,但是这些单片机由于其功能过于简单,在实际工业中已经很少应用。本书以STC单片机系列中可仿真的IAP15W4K58S4单片机为主线,讲授单片机知识结构和应用系统设计。 传统单片机教材采取“CPU-存储器-I/O接口”的主线讲授单片机知识体系,这不能更好地体现单片机的工程实践课程属性,缺乏工程实践环节的教学。本书突破传统的单片机教学编写模式,按照基础、提高和综合应用三个能力递进的篇章布局内容,其主要特色如下。 (1)以实践为主线,构建教学新模式 本书采用任务驱动模式组织教材内容,以工程应用为主线,讲授单片机知识体系。不再沿袭传统的“CPU-存储器-I/O接口”的主线讲授单片机知识体系,而是将单片机的知识点融入到每一个单片机应用系统中,学习单片机就是在做单片机应用系统,构建“教、学、做”一体化教学模式,有效地提高了学生应用单片机技术解决工程实践问题的能力。 (2)融入热门技术,力争学用零距离 本书内容涉及STC单片机系列中最为先进的IAP15W4K58S4单片机体系结构、C51编程、数据通信、存储、显示等,以及RS-232、RS-485、红外、射频(RFID)技术、蓝牙技术、以太网、GPRS模块、GPS模块、GSM模块等热门知识,使学生学以致用,从而能够吸引学生学习的主动性和积极性。 (3)体现宜教易学,组织递进式内容 本书共分为三篇(17章),内容按照能力递进式安排,通过理论基础、知识模块、综合实训三个环节构建教材内容,每个不同层次的学校可以根据实际需求选择教学内容。具体如下。 第一部分是基础篇,分为4章,包括STC15系列单片机、Keil μVision4集成开发环境、单片机汇编语言、C51编程基础。 第二部分是提高篇,分8章,以按键与显示、数据采集、数据通信、数据存储四个环节为主线,将单片机各功能模块知识融入其中。 第三部分是综合篇,分5章,每章介绍一个综合实训项目,详细介绍单片机应用系统的设计过程,将单片机相关知识融合在一起,设计出一个较复杂的应用系统。 由于编者水平有限,书中定有疏漏和不妥之处,敬请读者批评指正。 编者

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