STC15单片机C语言项目开发

尽管相当多的业内人士认为8位单片机已经过时，且51单片机的教材已多至不可尽数，但对电子信息类应用型本科专业而言，以下事实是清楚的。其一，在今后相当长一段时间内，8位单片机还将占据MCU市场的多数份额，毕业生在职场中的专业成长还是离不开8位单片机系统开发。其二，应用型本科学生需要有成本低廉、学习资源丰富、电路制作工艺简单的MCU作为基础性、大众化的工程实践训练载体，这方面51单片机无疑是选择。其三，多数的应用型本科学生采用先8位单片机、后ARM微处理器的分级递进学习进程无疑是合适的选择。其四，51单片机的教材虽然很多，但围绕主流芯片与开发工具，既能讲透原理，又贴近工程应用，突出开发技术的教材却不多见。鉴于此，我们认为编写51单片机原理与开发技术的教材是有意义的。
在芯片选择方面，宏晶科技有限公司STC15系列单片机是采用流水线设计的高性能51兼容单片机，相比标准51单片机，运行速度提高了8～12倍，增加了多个外围接口设备。如STC15W4K32S4系列单片机，除CPU外，片内还集成了程序存储器Flash、数据存储器SRAM、定时／计数器、高速UART、掉电唤醒专用定时器、I/O口、高速A/D转换、比较器、看门狗、PCA／CCP/PWM、高速同步串行通信端口SPI、片内采用高精度RC时钟及高可靠复位电路等模块，几乎包含了数据采集与控制应用领域所需要的所有单元模块，成为该领域一款品质优秀的片上系统（System on Chip，SoC）。系列中的IAP15W4K58S4单片机还有在应用编程（IAP）功能，基于该芯片的实验板STC15-Ⅳ就是一个STC15单片机的在线仿真器，可以很方便地构建起功能强大、价格低廉、便携式的口袋实验系统的硬件平台。
在开发工具方面，C语言已成为单片机系统开发的主要程序设计语言，Keil公司的μ Vision集成开发环境是51兼容单片机软件开发综合平台，也可支持ARM芯片开发，是业界公认的优秀主流平台。Labcenter Electronics公司的Proteus是性能卓越、功能强大的EDA工具软件，是模／数混合电路以及微控制器系统设计与虚拟仿真平台，借助该平台可以突破硬件实验板的框囿。
本书以IAP15W4K58S4单片机为代表，讲解STC15系列增强型单片机的功能特点，阐述单片机高级语言KeilC51程序设计方法，结合实例阐述单片机应用系统两种常用的开发技术，其一是基于Proteus软件的虚拟仿真技术；其二是基于在应用编程的硬件实验板的在线仿真技术。

   MCS-51单片机是8位MCU的典型代表，在国内单片机教学领域有不可撼动的地位和作用。宏晶科技STC单片机已成为业界主流的51兼容单片机，该公司STC15W4K32S4系列单片机中的IAP15W4K58S4芯片具有在应用可编程（In-Application Programming，IAP）功能，用它构成的实验板就是一个STC15系列51兼容单片机的在线仿真器，可以很方便地构建起功能强大、低格低廉、便携式的硬件实验系统。

  《STC15单片机C语言项目开发》基于宏晶科技IAP15W4K58S4单片机实验箱，讲解STC15系列增强型单片机的功能特点，阐述51单片机高级语言Keil C51、汇编语言及混合编程程序设计方法，结合实例阐述单片机应用系统的两种常用的开发技术，其一是基于在应用编程的硬件实验板的在线仿真技术；其二是基于Protues软件的模拟仿真技术，从而实现单片机原理与实验的一体化教学。

  《STC15单片机C语言项目开发》结合大量综合案例，既分析51单片机原理，又贴近工程，可作为电子信息类专业“单片机原理与实验”课程的教材，也可作为STC单片机竞赛、单片机认证考试的参考用书。对于从事单片机应用系统设计的工程技术人员，《STC15单片机C语言项目开发》也有很好的参考价值。

周小方，福建省高校教学名师、大学生电子设计竞赛专家组成员，毕业于浙江大学，现任闽南师范大学物理与信息工程学院教授。长期从事电子系统设计研发，主要涉及单片机原理、信号与系统、开关电源设计、大学生电子设计竞赛指导等，具有极为丰富的教学经验和研发经验。
　　
陈育群，闽南师范大学物理与信息工程学院教师，主要从事单片机与嵌入式系统的教学和科研工作，担任大学生电子设计竞赛指导老师多年，具有丰富的教学经验和实践经验。

第1章 绪论
1．1 单片机及其发展概况
1．1．1 单片机的发展历程
1．1．2 主流的8位通用单片机及其特点
1．2 单片机的发展趋势与应用
1．2．1 单片机的发展趋势
1．2．2 单片机的应用
本章小结
习题

第2章 STC15单片机基础
2．1 STC15单片机的片上资源与内部结构
2．1．1 STC15单片机的片上资源
2．1．2 STC15单片机内部结构
2．2 STC15单片机的存储器与特殊功能寄存器
2．2．1 STC15单片机的存储器结构
2．2．2 STC15单片机的特殊功能寄存器配置
2．3 STC15单片机的并行I/O端口
2．3．1 STC15单片机的并行I/O端口与工作模式
2．3．2 STC15单片机并行I/O端口的结构框图
2．4 STC15单片机的时钟与复位
2．4．1 STC15单片机的时钟
2．4．2 STC15单片机的复位
本章小结
习题

第3章 51单片机C51语言编程基础
3．1 C51程序与编程规范
3．1．1 C51的程序结构
3．1．2 C51的标志符与关键字
3．1．3 C51编程规范
3．2 C51语言的数据
3．2．1 数据类型
3．2．2 常量与变量及其存储模式
3．3 用C51语言描述单片机资源
3．3．1 特殊功能寄存器定义
3．3．2 位变量定义
3．3．3 地址访问
3．4 C51语言的基本语句
3．4．1 基本运算
3．4．2 分支判断语句
3．4．3 循环控制语句
3．4．4 goto等语句
3．5 C51语言的数组、指针、函数
3．5．1 数组
3．5．2 指针
3．5．3 函数
3．6 C51语言的预处理命令
3．6．1 宏定义
3．6．2 文件包含
3．6．3 条件编译
3．7 C51语言的库函数
3．7．1 本征函数库
3．7．2 输入／输出函数库
3．7．3 数学函数库
3．7．4 其他函数库
本章小结
习题
……

第4章 单片机仿真与调试技术
第5章 数码显示与键盘接口
第6章 STC15单片机的中断系统与定时／计数器
第7章 STC15单片机异步串行通信接口
第8章 C51语言与汇编语言混合编程
第9章 STC15单片机A/D转换器与比较器
第10章 STC15单片机PCA与增强型PWM模块
第11章 STC15单片机串行外设接口
第12章 STC15单片机实验与系统设计案例

附录

   MCS-51单片机是8位MCU的典型代表，在国内单片机教学领域有不可撼动的地位和作用。宏晶科技STC单片机已成为业界主流的51兼容单片机，该公司STC15W4K32S4系列单片机中的IAP15W4K58S4芯片具有在应用可编程（In-Application Programming，IAP）功能，用它构成的实验板就是一个STC15系列51兼容单片机的在线仿真器，可以很方便地构建起功能强大、低格低廉、便携式的硬件实验系统。

  《STC15单片机C语言项目开发》基于宏晶科技IAP15W4K58S4单片机实验箱，讲解STC15系列增强型单片机的功能特点，阐述51单片机高级语言Keil C51、汇编语言及混合编程程序设计方法，结合实例阐述单片机应用系统的两种常用的开发技术，其一是基于在应用编程的硬件实验板的在线仿真技术；其二是基于Protues软件的模拟仿真技术，从而实现单片机原理与实验的一体化教学。

  《STC15单片机C语言项目开发》结合大量综合案例，既分析51单片机原理，又贴近工程，可作为电子信息类专业“单片机原理与实验”课程的教材，也可作为STC单片机竞赛、单片机认证考试的参考用书。对于从事单片机应用系统设计的工程技术人员，《STC15单片机C语言项目开发》也有很好的参考价值。

周小方，福建省高校教学名师、大学生电子设计竞赛专家组成员，毕业于浙江大学，现任闽南师范大学物理与信息工程学院教授。长期从事电子系统设计研发，主要涉及单片机原理、信号与系统、开关电源设计、大学生电子设计竞赛指导等，具有极为丰富的教学经验和研发经验。
　　
陈育群，闽南师范大学物理与信息工程学院教师，主要从事单片机与嵌入式系统的教学和科研工作，担任大学生电子设计竞赛指导老师多年，具有丰富的教学经验和实践经验。

　　★我有幸阅读了《STC15单片机C语言项目开发》，感悟到作者用心之至。新颖的综合实例、独特的编程方法、贯穿始终的系统视角表明它具有突出的原创性和优异的实践性。书中丰富的综合实例涵盖了51单片机非常典型的应用场合，使用了主流的开发、仿真工具，所有实例程序均可在STC15实验箱或Proteus平台上实证，为读者提供了完备的学习生态，有利于初学者高效学习。
　　——程恩，厦门大学教授、福建省大学生电子设计竞赛专家组长
　　
　　★《STC15单片机C语言项目开发》基于STC15W4K32S4系列单片机，系统而细致地论述51单片机原理与开发技术。本书还在全书末尾特意设置一章，围绕典型应用，通过3个综合实验和5个系统设计案例，践行CDIO工程教育理念。通过学习本书，读者完全能够快速掌握单片机开发方法，并独立完成单片机系统开发。
　　——彭真明，电子科技大学教授
　　
　　★《STC15单片机C语言项目开发》以“构思-设计-实现-运作”（CDIO）为主线，书中开发案例紧紧围绕STC15单片机的原理和应用，并且从简单到复杂、从点到面、从模块到系统，每个案例相辅相成、环环相扣、逐步提升，可以很好地引导读者“从入门到提高”渐进式的学习，是该领域不可多得的好书。
　　——季振山，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所研究员
　　
　　★作为先行者，8051单片机奠定了微控制器的经典体系结构，历经40余载的技术迭代，至今仍广泛应用于各种电子设备的控制机构，其原理和开发方法仍是从业者基础。《STC15单片机C语言项目开发》以具有SoC特征的STC15W4K32S4系列单片机为基础，结合Keil μVision集成开发平台和Proteus虚拟仿真平台开发经验，细致地讲述了51单片机原理与核心开发技术，既可以作为单片机开发初学者的入门宝典，又可以成为一线工程师的实战参考。
　　——于寅虎，《电子技术应用》总编辑
　　
　　★《STC15单片机C语言项目开发》是STC公司大学计划推荐图书，讲解STC15系列单片机原理和C51语言开发技术。将单片机主流开发工具IDE软件Keil μVision、EDA软件Proteus和STC公司的STC15实验箱紧密结合，在清晰阐述原理的同时，引入大量实例和项目案例，讲解C51程序设计及仿真调试方法，突出开发技术和案例剖析，各实例程序均通过实证。
　　——刘志平，STC公司研发经理、工程师