51單片機(jī)C語言編程從入門到精通

第1章單片機(jī)快速入門 1
1.1　單片機(jī)簡介 / 1
1.1.1　什么是單片機(jī) / 1
1.1.2　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成及實(shí)例說明 / 2
1.1.3　單片機(jī)的分類 / 3
1.1.4　單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 / 4
1.2　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例 / 4
1.2.1　選擇單片機(jī)的型號(hào) / 4
1.2.2　設(shè)計(jì)單片機(jī)電路原理圖 / 5
1.2.3　制作單片機(jī)電路 / 6
1.2.4　用編程軟件編寫單片機(jī)控制程序 / 7
1.2.5　計(jì)算機(jī)、下載（燒錄）器和單片機(jī)的連接 / 10
1.2.6　用燒錄軟件將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī) / 13
1.2.7　單片機(jī)電路的通電與測試 / 16

第2章數(shù)制與C51語言基礎(chǔ) 18
2.1　數(shù)制與數(shù)制的轉(zhuǎn)換 / 18
2.1.1　十進(jìn)制數(shù) / 18
2.1.2　二進(jìn)制數(shù) / 18
2.1.3　十六進(jìn)制數(shù) / 20
2.1.4　二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換 / 20
2.1.5　二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換 / 20
2.1.6　單片機(jī)的數(shù)的表示及運(yùn)算 / 21
2.2　C51語言基礎(chǔ) / 23
2.2.1　常量 / 23
2.2.2　變量 / 24
2.2.3　運(yùn)算符 / 24
2.2.4　關(guān)鍵字 / 27
2.2.5　數(shù)組 / 28
2.2.6　循環(huán)語句（while、do while、for語句） / 29
2.2.7　選擇語句（if、switch…case語句） / 30

第3章51單片機(jī)編程軟件的使用 33
3.1　Keil C51軟件的安裝 / 33
3.1.1　Keil C51軟件的版本及獲取 / 33
3.1.2　Keil C51軟件的安裝 / 33
3.2　程序的編寫與編譯 / 35
3.2.1　啟動(dòng)Keil C51軟件并新建工程文件 / 35
3.2.2　新建源程序文件并與工程關(guān)聯(lián)起來 / 38
3.2.3　編寫程序 / 40
3.2.4　編譯程序 / 42
3.3　程序的仿真與調(diào)試 / 45
3.3.1　編寫或打開程序 / 45
3.3.2　仿真設(shè)置 / 46
3.3.3　編譯程序 / 47
3.3.4　仿真調(diào)試程序 / 48

第4章單片機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的電路及編程 52
4.1　LED（發(fā)光二極管） / 52
4.1.1　外形與符號(hào) / 52
4.1.2　性質(zhì) / 52
4.1.3　檢測 / 53
4.1.4　限流電阻的阻值計(jì)算 / 53
4.2　單片機(jī)點(diǎn)亮單個(gè)LED的電路及程序詳解 / 53
4.2.1　單片機(jī)點(diǎn)亮單個(gè)LED的電路 / 53
4.2.2　采用位操作方式編程點(diǎn)亮單個(gè)LED的程序及詳解 / 54
4.2.3　采用字節(jié)操作方式編程點(diǎn)亮單個(gè)LED的程序及詳解 / 55
4.2.4　單個(gè)LED以固定頻率閃爍發(fā)光的程序及詳解 / 56
4.2.5　單個(gè)LED以不同頻率閃爍發(fā)光的程序及詳解 / 58
4.3　單片機(jī)點(diǎn)亮多個(gè)LED的電路及程序詳解 / 59
4.3.1　單片機(jī)點(diǎn)亮多個(gè)LED的電路 / 59
4.3.2　采用位操作方式編程點(diǎn)亮多個(gè)LED的程序及詳解 / 59
4.3.3　采用字節(jié)操作方式編程點(diǎn)亮多個(gè)LED的程序及詳解 / 60
4.3.4　多個(gè)LED以不同頻率閃爍發(fā)光的程序及詳解 / 61
4.3.5　多個(gè)LED左移和右移的程序及詳解 / 61
4.3.6　LED循環(huán)左移和右移的程序及詳解 / 63
4.3.7　LED移動(dòng)并閃爍發(fā)光的程序及詳解 / 64
4.3.8　用查表方式控制LED多樣形式發(fā)光的程序及詳解 / 65
4.3.9　LED花樣發(fā)光的程序及詳解 / 66
4.4　采用PWM（脈寬調(diào)制）方式調(diào)節(jié)LED亮度的原理及程序詳解 / 67
4.4.1　采用PWM方式調(diào)節(jié)LED亮度的原理 / 67
4.4.2　采用PWM方式調(diào)節(jié)LED亮度的程序及詳解 / 68

第5章單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的電路及編程 70
5.1　單片機(jī)驅(qū)動(dòng)一位LED數(shù)碼管的電路及程序詳解 / 70
5.1.1　一位LED數(shù)碼管的外形、結(jié)構(gòu)與檢測 / 70
5.1.2　單片機(jī)連接一位LED數(shù)碼管的電路 / 72
5.1.3　單個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示一個(gè)字符的程序及詳解 / 73
5.1.4　單個(gè)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示多個(gè)字符的程序及詳解 / 73
5.1.5　單個(gè)數(shù)碼管環(huán)形轉(zhuǎn)圈顯示的程序及詳解 / 74
5.1.6　單個(gè)數(shù)碼管顯示邏輯電平的程序及詳解 / 74
5.2　單片機(jī)驅(qū)動(dòng)8位LED數(shù)碼管的電路及程序詳解 / 75
5.2.1　多位LED數(shù)碼管外形、結(jié)構(gòu)與檢測 / 75
5.2.2　單片機(jī)連接8位共陰型數(shù)碼管的電路 / 76
5.2.3　8位數(shù)碼管顯示1個(gè)字符的程序及詳解 / 78
5.2.4　8位數(shù)碼管逐位顯示8個(gè)字符的程序及詳解 / 79
5.2.5　8位數(shù)碼管同時(shí)顯示8個(gè)字符的程序及詳解 / 80
5.2.6　8位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示8個(gè)以上字符的程序及詳解 / 80

第6章中斷功能的使用及編程 82
6.1　中斷的基本概念與處理過程 / 82
6.1.1　什么是中斷 / 82
6.1.2　中斷的基本概念 / 82
6.1.3　中斷的處理過程 / 83
6.2　8051單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制寄存器 / 83
6.2.1　中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) / 83
6.2.2　中斷源寄存器 / 84
6.2.3　中斷允許寄存器IE / 85
6.2.4　中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP / 86
6.3　中斷編程舉例 / 87
6.3.1　中斷編程的電路例圖 / 87
6.3.2　用外部中斷0以低電平方式觸發(fā)中斷的程序及詳解 / 88
6.3.3　用外部中斷1以下降沿方式觸發(fā)中斷的程序及詳解 / 89

第7章定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的使用及編程 91
7.1　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)與計(jì)數(shù)功能 / 91
7.1.1　定時(shí)功能 / 91
7.1.2　計(jì)數(shù)功能 / 92
7.2　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)原理 / 92
7.2.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) / 92
7.2.2　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理 / 92
7.3　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制寄存器與四種工作方式 / 94
7.3.1　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON / 94
7.3.2　工作方式控制寄存器TMOD / 94
7.3.3　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式 / 95
7.4　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用及編程 / 99
7.4.1　產(chǎn)生1kHz方波信號(hào)的程序及詳解 / 99
7.4.2　產(chǎn)生50kHz方波信號(hào)的程序及詳解 / 100
7.4.3　產(chǎn)生周期為1s方波信號(hào)的程序與長延時(shí)的方法 / 101

第8章按鍵電路及編程 103
8.1　獨(dú)立按鍵輸入電路與程序詳解 / 103
8.1.1　開關(guān)輸入產(chǎn)生的抖動(dòng)及軟、硬件解決方法 / 103
8.1.2　單片機(jī)連接8個(gè)獨(dú)立按鍵和8個(gè)LED的電路 / 104
8.1.3　一個(gè)按鍵點(diǎn)動(dòng)控制一個(gè)LED亮滅的程序及詳解 / 104
8.1.4　一個(gè)按鍵鎖定控制一個(gè)LED亮滅的程序及詳解 / 104
8.1.5　四路搶答器的程序及詳解 / 106
8.1.6　獨(dú)立按鍵控制LED和LED數(shù)碼管的單片機(jī)電路 / 107
8.1.7　兩個(gè)按鍵控制一位數(shù)字增、減并用8位數(shù)碼管顯示的程序及詳解 / 107
8.1.8　兩個(gè)按鍵控制多位數(shù)字增、減并用8位數(shù)碼管顯示的程序及詳解 / 110
8.1.9　按鍵長按與短按產(chǎn)生不同控制效果的程序及詳解 / 111
8.1.10　8個(gè)獨(dú)立按鍵控制LED亮滅和LED數(shù)碼管顯示的程序及詳解 / 114
8.2　矩陣鍵盤輸入電路與程序詳解 / 116
8.2.1　單片機(jī)連接16鍵矩陣鍵盤和8位數(shù)碼管的電路 / 116
8.2.2　矩陣鍵盤行列掃描方式輸入及顯示的程序及詳解 / 116
8.2.3　中斷觸發(fā)鍵盤行列掃描的矩陣鍵盤輸入及顯示電路與程序詳解 / 120
8.2.4　矩陣鍵盤密碼鎖的程序及詳解 / 125

第9章雙色LED點(diǎn)陣的使用及編程 129
9.1　雙色LED點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)原理與檢測 / 129
9.1.1　共陽型和共陰型點(diǎn)陣的電路結(jié)構(gòu) / 129
9.1.2　點(diǎn)陣的混色規(guī)律 / 129
9.1.3　點(diǎn)陣的靜態(tài)字符或圖形顯示原理 / 130
9.1.4　點(diǎn)陣的動(dòng)態(tài)字符或圖形顯示原理 / 133
9.1.5　雙色點(diǎn)陣的識(shí)別與檢測 / 134
9.2　單片機(jī)驅(qū)動(dòng)雙色點(diǎn)陣的電路及編程 / 135
9.2.1　74HC595芯片 / 135
9.2.2　單片機(jī)配合74HC595芯片驅(qū)動(dòng)雙色LED點(diǎn)陣的電路 / 136
9.2.3　雙色點(diǎn)陣顯示一種顏色字符的程序及詳解 / 136
9.2.4　雙色點(diǎn)陣正反交替顯示兩種顏色字符的程序及詳解 / 139
9.2.5　字符移入和移出點(diǎn)陣的程序及詳解 / 141

第10章液晶顯示屏的使用及編程 145
10.1　1602字符型液晶顯示屏的硬、軟件 / 145
10.1.1　外形與引腳功能 / 145
10.1.2　內(nèi)部字庫及代碼 / 146
10.1.3　LCD屏各顯示位與DDRAM的地址關(guān)系 / 146
10.1.4　1602顯示屏的指令集 / 147
10.2　單片機(jī)驅(qū)動(dòng)1602液晶顯示屏的電路及編程 / 151
10.2.1　單片機(jī)驅(qū)動(dòng)1602液晶顯示屏的電路 / 151
10.2.2　1602液晶顯示屏靜態(tài)顯示字符的程序及詳解 / 151
10.2.3　1602液晶顯示屏逐個(gè)顯示字符的程序及詳解 / 154
10.2.4　1602液晶顯示屏字符滾動(dòng)顯示的程序及詳解 / 154
10.2.5　矩陣鍵盤輸入與1602液晶顯示屏顯示的電路及程序詳解 / 156

第11章步進(jìn)電機(jī)的使用及編程 160
11.1　步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)芯片 / 160
11.1.1　步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理 / 160
11.1.2　驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003 / 163
11.1.3　五線四相步進(jìn)電機(jī) / 165
11.2　單片機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的電路及編程 / 166
11.2.1　由按鍵、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)芯片和數(shù)碼管構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 / 166
11.2.2　用單4拍方式驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)的程序及詳解 / 167
11.2.3　用雙4拍方式驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)正反轉(zhuǎn)的程序及詳解 / 167
11.2.4　外部中斷控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的程序及詳解 / 169
11.2.5　用按鍵控制步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)、加速、減速、停止的程序及詳解 / 171

第12章單片機(jī)的串行通信及編程 175
12.1　并行通信和串行通信 / 175
12.1.1　串行通信的兩種方式 / 175
12.1.2　串行通信的數(shù)據(jù)傳送方向 / 177
12.2　串行通信口的結(jié)構(gòu)與原理 / 178
12.2.1　串行通信口的結(jié)構(gòu) / 178
12.2.2　串行通信口的工作原理 / 178
12.3　串行通信口的控制寄存器 / 179
12.3.1　串行控制寄存器（SCON） / 179
12.3.2　電源控制寄存器（PCON） / 180
12.4　四種工作方式與波特率的設(shè)置 / 180
12.4.1　方式0 / 180
12.4.2　方式1 / 182
12.4.3　方式2 / 182
12.4.4　方式3 / 183
12.4.5　波特率的設(shè)置 / 183
12.5　串行通信的應(yīng)用編程 / 184
12.5.1　利用串行通信的方式0實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品計(jì)數(shù)顯示的電路及編程 / 184
12.5.2　利用串行通信的方式1實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信的電路及編程 / 185

第13章模擬I2C總線通信及編程 190
13.1　I2C總線 / 190
13.1.1　概述 / 190
13.1.2　I2C總線通信協(xié)議 / 190
13.1.3　I2C總線的數(shù)據(jù)傳送格式 / 191
13.2　I2C總線存儲(chǔ)器24C02（E2PROM） / 192
13.2.1　外形與引腳功能 / 192
13.2.2　器件地址的設(shè)置 / 192
13.2.3　讀/寫操作 / 193
13.3　單片機(jī)與24C02的I2C總線通信電路及編程 / 196
13.3.1　模擬I2C總線通信的程序及詳解 / 196
13.3.2　利用I2C總線從24C02讀寫一個(gè)數(shù)據(jù)并用LED顯示的電路及程序詳解 / 199
13.3.3　利用I2C總線從24C02讀寫多個(gè)數(shù)據(jù)的電路及程序詳解 / 201
13.3.4　利用24C02存儲(chǔ)按鍵的操作信息的電路及程序詳解 / 202

第14章A/D（模/數(shù)）與D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換電路及編程 206
14.1　A/D（模/數(shù)）與D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換原理 / 206
14.1.1　A/D轉(zhuǎn)換 / 206
14.1.2　D/A轉(zhuǎn)換 / 208
14.2　A/D與D/A轉(zhuǎn)換芯片PCF8591 / 208
14.2.1　外形與引腳功能 / 208
14.2.2　器件地址和功能設(shè)置 / 209
14.3　由PCF8591芯片構(gòu)成的A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路及編程 / 210
14.3.1　單片機(jī)、PCF8591芯片與8位數(shù)碼管構(gòu)成的A/D和D/A轉(zhuǎn)換及顯示電路 / 210
14.3.2　1路A/D轉(zhuǎn)換并顯示轉(zhuǎn)換值的程序及詳解 / 210
14.3.3　4路電壓測量顯示的程序及詳解 / 213
14.3.4　D/A轉(zhuǎn)換輸出顯示的程序及詳解 / 216

第15章51單片機(jī)的硬件系統(tǒng) 219
15.1　8051單片機(jī)的引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu) / 219
15.1.1　引腳功能 / 219
15.1.2　單片機(jī)與片外存儲(chǔ)器的連接與控制 / 221
15.1.3　內(nèi)部結(jié)構(gòu) / 223
15.2　8051單片機(jī)I/O端口的結(jié)構(gòu)與工作原理 / 225
15.2.1　P0端口 / 226
15.2.2　P1端口 / 227
15.2.3　P2端口 / 228
15.2.4　P3端口 / 228
15.3　8051單片機(jī)的存儲(chǔ)器 / 229
15.3.1　存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單位與編址 / 229
15.3.2　片內(nèi)外程序存儲(chǔ)器的使用與編址 / 230
15.3.3　片內(nèi)外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的使用與編址 / 231
15.3.4　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分區(qū) / 231
15.3.5　特殊功能寄存器（SFR） / 233
15.4　STC89C5X系列單片機(jī) / 238
15.4.1　STC89C5X單片機(jī)的版本、封裝形式和引腳 / 238
15.4.2　STC89C5X系列單片機(jī)的型號(hào)命名規(guī)則 / 242
15.4.3　STC89C5X系列單片機(jī)的常用型號(hào)的主要參數(shù) / 242
15.4.4　STC89C5X系列單片機(jī)的I/O端口 / 242
15.4.5　STC89C5X系列單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 / 246
15.4.6　STC89C5X系列單片機(jī)的特殊功能寄存器 / 247

第16章單片機(jī)開發(fā)常用電子元器件 250
16.1　基本電子元器件 / 250
16.1.1　電阻器 / 250
16.1.2　電位器 / 252
16.1.3　排阻 / 253
16.1.4　電容器 / 254
16.1.5　電感器 / 255
16.1.6　變壓器 / 256
16.2　半導(dǎo)體元器件 / 259
16.2.1　二極管 / 259
16.2.2　整流二極管與整流橋堆 / 260
16.2.3　穩(wěn)壓二極管 / 261
16.2.4　肖特基二極管 / 262
16.2.5　快恢復(fù)二極管 / 263
16.2.6　三極管 / 264
16.2.7　單向晶閘管 / 267
16.2.8　絕緣柵型場效應(yīng)管（MOS管） / 268
16.3　其他類型元器件 / 270
16.3.1　雙色發(fā)光二極管 / 270
16.3.2　紅外線接收組件 / 271
16.3.3　光電耦合器 / 271
16.3.4　光遮斷器 / 272
16.3.5　耳機(jī) / 273
16.3.6　蜂鳴器 / 274
16.3.7　石英晶體諧振器（晶振） / 276
16.3.8　電磁繼電器 / 277
16.3.9　干簧管 / 278
16.3.10　自恢復(fù)熔斷器 / 278
16.3.11　瞬態(tài)電壓抑制二極管 / 279
16.4　貼片元器件 / 280
16.4.1　貼片封裝規(guī)格 / 280
16.4.2　手工焊接方法 / 280
16.4.3　貼片電阻器 / 282
16.4.4　貼片電位器 / 282
16.4.5　貼片熔斷器 / 283
16.4.6　貼片電容器 / 283
16.4.7　貼片電感器 / 284
16.4.8　貼片二極管 / 284
16.4.9　貼片三極管 / 285
16.5　集成電路 / 286
16.5.1　集成電路的引腳識(shí)別 / 286
16.5.2　三端固定輸出穩(wěn)壓器（78XX/79XX） / 286
16.5.3　三端精密穩(wěn)壓器（TL431） / 288
16.5.4　雙運(yùn)算放大器（LM358） / 289
16.5.5　雙電壓比較器（LM393） / 291
16.5.6　單全橋/單H橋/電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片（L9110） / 292
16.5.7　常用的74系列芯片型號(hào) / 293
16.5.8　8路三態(tài)輸出D型鎖存器芯片（74HC573） / 294
16.5.9　三-八線譯碼器/多路分配器芯片（74HC138） / 296
16.5.10　8路選擇器/分配器芯片　（74HC4051） / 297
16.5.11　串/并轉(zhuǎn)換芯片（74HC164） / 298
16.5.12　并/串轉(zhuǎn)換芯片（74HC165） / 299

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