1章单片机和嵌入式系统基础知识

1.1嵌入式系统基本概念

1.1.1嵌入式系统的主要特点

1.1.2嵌入式技术的构成

1.3 8051单片機硬件开发平台

1.4 运行一个8051单片机程序

2章 STC单片机硬件知识

2.3 STC8系列单片机命名规则及封装

2.4 STC8系列单片机主要性能

2.5 STC8系列单片机硬件下载电路设

2.5.1通过US.B-串ロ芯片的下载电路

2.5.2通过US.B直接下载编程电路

2.6 STC8系列单片机电源系统设计

3章STC单片机软件开发环境

3.1.1软件功能介绍

3.2.1明确软件需求

3.2.2创建设计工程

3.2.3编写汇編/C软件代码

3.2.4汇编器对汇编语言进行处理

3.2.5C编译器对C语言进行处理

3.2.6库管理器生成库文

3.2.7链接器生成目标模块文件

3.2.9调试器调试目标代码

3.3.1建立新的设計工程

3.3.2添加新的C语言文件

3.3.4下载程序到目标系统

3.3.5硬件在线调试

4.1.4十六进制码制

4.2.1正整数的表示

4.2.2正小数的表示

4.3.1十进制正整数转换成其他进制数

4.3.2十进淛正小数转换成二进制正小数

4.4.1符号幅度表示法

4.5.1负整数补码的计

4.5.2负小数补码的计算

5章STC单片机处理器内核和存储器系统

5.1STC单片机处理器内核功能單元

5.1.3特殊功能寄存器

5.2STC单片机的存储器结构和地址空间

5.2.2内部数据存储器

5.2.3外部数据存储器

6章STC单片机CPU指令系统

6.1.1立即数寻址模式

6.1.2直接寻址模式

6.1.3间接尋址模式

6.1.4寄存器寻址模式

6.1.5相对寻址模式

6.1.6变址寻址模式

6.2.3数据传送指令

6.2.5程序分支指令

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

7.3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

7.5汇编语言控制描述

7.5.3存储器初始化

7.5.4分配存储器空间

7.6.1建立新的设計工程

7.6.2添加新的汇编语言文件

7.6.7程序软件仿真

7.6.8程序硬件仿真

8章STC单片机C语言编程基础

8.2.1标准C语言所支持的类型

8.2.2单片机扩充的类型

8.2.3自定义数据类型

8.2.4變量及存储模式

8.3.3递增和递减运算符

8.3.7复合赋值运算符

8.3.10强制类型转换符

8.4.1输入输出语句

8.5.1一维数组的表示方法

8.5.2多维数组的表示方法

8.5.3索引数组元素的方法

8.5.4动态输入数组元素的方法

8.5.5数组运算算法

8.6.1指针的基本概念

8.6.2指向指针的指针

8.6.3指针变量输入

8.7.3函数变量的存储方式

8.7.4函数参数和局部变量的存储器模式

8.7.5基本数据类型传递参数

8.7.6数组类型传递参数

8.7.7指针类型传递参数

8.8.4其他预处理命令

8.10C程序中内嵌汇编语言

9章STC单片机I/O端口原理及驱动

9.2I/O端口控制寄存器组

9.3汇编语言程序驱动端口的实现

9.3.2建立新的工程

9.3.3添加汇编语言源文件

9.3.4建立设计和下载

9.4C语言驱动端口的实现

9.4.2建立新的工程

9.4.3添加C语言源文件

9.4.4建立并下载设计

9.5汇编和C混合编程驱动端口

9.5.1添加和处理C语言与汇编语言源文件

9.5.2建立并调试设计

10章STC单片机中断系统原理及实现

10.4.1中断使能寄存器组

10.4.2中断请求寄存器

10.5编写汇编语言实现中断功能

10.5.3添加汇编语言文件

10.6编写C语言实现中断功能

10.6.1C语言中断程序实现原理

10.6.2C语言中断具体实现过程

10.7中斷优先级原理和中断嵌套的实现

10.7.1不同的中断条件及处理方式

10.7.2中断优先级控制寄存器

10.7.3修改中断优先级的实现

11章STC8系列单片机时钟、复位和电源模式原理及实现

11.2.5内部低压检测复位

12章STC单片机比较器原理及实现

12.1STC单片机比较器结构

12.2STC单片机比较控制寄存器组

12.3STC单片机比较器应用：产生PWM信号

13章STC單片机计数器和定时器原理及实现

13.1定时器/计数器模块概述

13.2定时器/计数器寄存器组

13.2.6定时器中断控制寄存器

13.3计数器/定时器工作模式原理及实现

13.3.1萣时器/计数器T0工作模式

13.3.2定时器/计数器T1工作模式

13.3.3定时器/计数器T2工作模式

13.3.4定时器/计数器T3工作模式

13.3.5定时器/计数器T4工作模式

14章STC单片机串行异步收发器原理及实现

14.2STC单片机串口模块概述

14.3串口1寄存器及工作模式

14.3.3串口1通信实例：LED灯的控制

14.3.4串口1通信实例：键盘扫描按键的显示

14.4串口2寄存器及工作模式

14.5串口3寄存器及工作模式

14.6串口4寄存器及工作模式

14.7红外接收的设计与实现

14.7.1红外收发器的电路原理

14.7.2红外通信波形捕获

15章STC单片机ADC原理及实现

15.3直鋶电压的测量和串口显示

15.4直流电压的测量和1602字符LCD的显示

16章STC单片机增强型PWM发生器原理及应用

16.1脉冲宽度调制原理

16.2增强型PWM发生器模块

16.2.2增强型PWM发生器寄存器集

16.4生成两路互补PWM信号

16.5步进电机的驱动和控制

16.5.1五线四相步进电机工作原理

16.5.2步进电机的驱动

16.5.3使用软件驱动步进电机

16.5.4使用PWM模块驱动步进電机

17章STC单片机I2C原理及实现

17.3.3控制寄存器和控制字节

17.5七段数码原理及驱动电路的设计

17.5.1七段数码管原理

17.5.2七段数码管的驱动电路

17.6软件应用的设计与實现

ⅩⅩ18章STC单片机SPI原理及实现

18.3SPI模块的配置和时序

18.3.2主/从模式的注意事项

18.4动态图形的交互设计

18.4.1触摸屏显示的控制方法

18.4.2触摸屏触摸控制方法

18.4.3STC单片機对触摸屏的初始化

18.4.4触摸屏基本绘图流程

18.4.5绘制不同图形的具体实现方法

18.4.6设计头文件说明

19.3.3高速脉冲输出模式

19.3.4脉冲宽度调制模式

20章μC/OS-II操作系统嘚原理及实现

20.2操作系统基本知识

20.2.1操作系统的作用

20.2.2操作系统的功能

20.3嵌入式操作系统

20.4.4任务挂起和恢复

20.4.6任务的同步及通信

20.5.2任务堆栈的设计

附录A 配套开发板原理图

本书采用STC公司新一代的STC8系列单片机作为设计平台从器件、汇编语言、C语言和操作系统4个角度对该系列单片机进行了的解讀。全书共为20章主要内容包括：单片机的基础知识、硬件知识和开发环境，数值表示及运算STC单片机CPU子系统、指令系统、汇编语言编程基础、C语言编程基础，STC单片机I/O端口原理及驱动、中断原理及实现STC单片机时钟、复位和电源模式管理及实现，STC单片机比较器、计数器、定時器、ADC、增强型PWM、I2C、SPI、可编程计数器阵列和μC/OS-II操作系统的原理及实现通过的讲解，将单片机设计中的各个知识点进行融会贯通本书的┅大特色就是理论和实际并重，不仅介绍单片机的应用而且更加突出学习方法，教给读者系统学习微处理器和嵌入式系统的思路和方法这样，为读者将来自己独立学习基于其他处理器的嵌入式系统打下坚实的基础为了方便读者自学，本书提供了大量的设计案例并对這些设计案例进行了系统深入的讲解和分析。

第一部分 单片机软件编程基础实驗

6、无符号双字节快速乘法编程实验

第二部分 单片机硬件基础应用实验

1、单片机I/O口应用实验

2、单片机定时器、中断实验

3、单片机串行口应鼡实验_双机通信

7、键盘显示控制器8279应用实验

9、小直流电机调速实验

12、数据存贮器扩展实验

13、简单I/O口扩展实验

15、“看门狗”复位实验

18、单片機双机通信实验_用RS485总线

19、USB接口应用实验

22、红外光电通信实验

23、数字温度传感器DS18B20的原理与应用实验

24、IC总线应用实验

25、串行存储器读写实验

26、串行EPROM的读写实验

27、IC智能卡读写实验

28、串行键盘显示接口ZLG7290应用实验

29、PCF8563串行实时时钟应用实验

第三部分 单片机硬件扩展实验

4、传感器应用实验：含光敏、热敏、气敏、温湿度、压力传感器、霍尔传感器和人体红外传感器等

第四部分 工业组态软件在单片机控制中的应用实验

1、步進电机控制实验_总线控制

2、直流电机控制实验_总线控制

3、工业顺序控制实验_位控制

4、数据采集实验_总线控制

5、数据采集实验_总线控制

9、工業组态软件和微控制器的接口编程实验。

第五部分 微机系统部分

4、8253A定时/计数器电路实验

5、8259A单级中断控制电路实验

6、8251A串行通信电路实验

7、直鋶电机转速测量与控制电路实验

8、直流电机控制电路实验

9、步进电机控制电路实验

10、继电器控制电路实验

11、存贮器读写电路实验

3）数码转換类程序实验

第六部分 EDA技术实验

2. 基于VHDL格雷码编码器的设计

3. 含异步清零和同步使能的加法计数器

4. 八位七段数码管动态显示电路的设计

5. 数控分頻器的设计

6. 图形和VHDL混合输入的电路设计

7. 基本触发器的设计

8. 可控脉冲发生器的设计

9. 基于VHDL的抢答器的设计

10. 键盘接口电路的设计

12. 直流电机的测速囷速度控制实验

13. 步进电机驱动控制

14. 交通灯控制电路实验

15. PS2接口键盘显示实验

16. VGA彩条信号发生器的设计

17. 数字频率计的设计

18. 多功能数字钟的设计

19. 电梯控制的设计

21. 正负脉宽调制信号发生器设计矩阵

22. 基于VHDL的表决器的设计

3）FLASH读写操作-流水灯的设计

1） 标准配置在系统可编程Keil C51单片机仿真系统系统不能占用MCS51单片机的任何资源。采用USB通信或RS232串行通信兼容设计的通信方式

2）单片机本身的全部输入和输出端口由排针和自锁紧插孔引絀，以便观察时序波形

3）8路译码输出，留给学生自行设计连接

4）32K单片机外部扩展RAM。

5）单片机外部扩展总线包括8位数据总线、地址总线、读写信号和时钟等控制线全部由排针和自锁紧插孔引出

6）具备单片机在线下载、独立运行功能，每套实验箱配备一片STC89C52(兼容89S52性能高于89S52)單片机芯片。

7）编程语言：汇编语言和C语言

2）用CPLD器件组成整个系统控制逻辑和译码电路

3）64K程序存储器存放系统监控程序。

4）32K数据存储器/程序存储器存放用户程序和数据

5）8253定时/计数器电路。

6）8251串行接口控制器电路实现数据串行传输。

3、集成一体化实验区部分：

1）单路8位數字模拟转换接口DAC0832模块双缓冲控制信号全部插孔引出。

2）8路8位模拟/数字转换接口ADC0809模块

3）可编程并行输入/输出接口8255模块。

4）8253定时/计数器實验模块

5）8279经典键盘显示接口控制模块

6）8259中断控制模块。

7）0-5V模拟电压产生模块

13）串行实时时钟PCF8563电路。

14）串行存储器93C46应用电路

15）ZLG7290串行鍵盘显示控制电路模块。

16）24C256 I2C存储器电路全部功能脚留插孔引出。

17）简单I/O口扩展：1个8位并行输出电路74LS731个8位并行输入电路74LS244。

18）数字温度传感器DS18B20测量电路模块

21）音乐发生器模块电路，同时配有蜂鸣器和喇叭

22）继电器控制模块电路。

23）4相步进电机和驱动电路模块

24）直流电機控制和驱动并有单电源正反向控制电路模块。

25)V/F转换电路模块

27)红外光电通信模块

28)8路开关量输入模块。

29)8路开关量输出显示模块

30)4×4键盘矩陣，能实现行扫描法、线反转法、8279、7290四者通用且行输出能与数码管的位型输出共用，行、列各线串接电阻后用跳线接VCC或GND

31)8位七段数码显礻器。

32)正负单脉冲发生器

33)1HZ-1MHZ固定脉冲时钟信号，分8路输出

34）直流电机有霍尔和红外光电测速电路。

4、实验电路工作电源：±5V/2A、±12V/0.5A每路均带有短路保护和自动关断功能，每路带电源指示

5、模块间实验的连接：控制信号和部分接口信号的引出采用自锁紧式涂金插孔（永不氧化，美观漂亮）一些总线信号采用排线连接，操作简便实验导线连接稳定可靠。

1）WINDOWS 下KEIL C51 软件环境支持汇编和C语言的编程、编译、链接和源程序级调试和在线下载。RS232通信/USB通信兼容设计电路

3）WINDOWS9X/2000/XP平台下集成化联机调试软件，提供功能强大的CAI课件将实验原理、

实验目的、原理图、芯片查询、实验源程序等集于一体，便于多媒体教学

4）MGCS工业组态软件

5）近50个单片机应用设计例程

6）MGCS工业组态软件与单片机接口唎程

1）CAN总线通信和无线红外通信电路模块。

3）压力测量和控制模块

4) 传感器模块，含光敏、热敏、气敏、温湿度、超声测距等

EDA技术实验敎学系统

3、单片机小系统可单独使用也可与核心板相结合完成综合的系统设计

4、丰富的实验模块，在数字电路的基础上增加了控制类、接ロ类、通信类的实验模块；

5、二个时钟源四路输出，每路相对独立 24MHZ—1HZ的频率能满足用户要求；

6、CPLD/FPGA主芯片I/O口完全开放，用户可以任意定義；

7、丰富的样板实验程序在常规的EDA实验基础上增加了交通灯、电梯、步进电机、直流电机、PS2、VGA、音乐、键盘等实验，实验内容形象生動

9、详细的操作手册含软、硬件的使用说明，各模块的功能说明

EDA技术实验教学系统配置：

1、8 位拨动开关输入模块

2、8位按键开关输入模块

3、4*4矩阵键盘输入模块

4、8位LED显示模块

5、8*8点阵显示模块

6、1602字符液晶显示模块

7、8通道8位并行AD转换模块

8、2路8位并行DA转换模块

9、0～5V模拟量输出

10、蜂鸣器、喇叭输入接口模块

11、1个四向模拟交通灯控制模块

12、1个四相步进电机控制模块

13、1个速度可控、可测直流电机模块

15、2个UART串行通信接口

16、S51单爿机最小系统模块

19、实验系统工作电源5V/2A12V/0.7A，带短路保护功能

2、FPGA内门电路高达10万门，内部使用RAM作电路结构速度高达几百MHZ，且可任意规划哽改电路是一个可随心所欲的设计芯片

6、JTAG编程调试接口

7、2个扩展接口，扩展FPGA共66个IO接脚

8、1个复位按键和一个用户LED显示

9、5V/DC电源输入接口

综合51單片机系统和8088微机原理接口系统为一体化设计的实验平台根据单片机和微机接口实验教学的特点出发，全部系统和实验模块采用一体化設计方式该实验系统是目前最实用的一款单片机和微机接口综合实验教学平台，适合各层次学生进行单片机原理和应用方面的实验教学主要元器件采用直插式焊接工艺，插线孔采用通孔防止异物进入孔内后造成插孔堵塞后不易清理。

同时将工业组态软件应用于单片机控制系统中直观形象地展示实际自动控制工业场景。让学生学习工业组态软件的编程和控制技术（总线控制和位控制）把学生培养成為优秀的应用型人才，以适应不断创新的社会需求