C8051F系列单片机原理与应用.pdf

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C8051F系列单片机原理与应用.介绍了C8051F系列单片机的原理以及应用开发，是学习51单片机及开发应用的书籍。
内容简介
本书以国内外普遍使用的新型C805F系列微处理器为核心,介绍其原理和C语言编程、基础实验和各种
接口的应用,并有大量完整实用的实例。对于基础性的原理讲解,尽可能简明,并配有系统的实用实验;对
于应用部分,所有实例都是经过认真调试并运行成功的
全书共分18章,主要内容包括微控制器的微控原理,C805F系列单片机结构,C51的程序结构与数据类
型,C51的运算符及数据的存储模式,C51的函数、控制语句及程序设计,C805F单片机系统基础应用实验,
C805IF与传感器接口及数据处理,C805IF与驱动LED专用电路接口设计, HID USB与UART桥接控制器、USB
口C8051F的应用实例,LCD、触摸屏接口设计、SPI总线及C8051F300系统应用、多CPU嵌入式系统应用、
C8051F系统的存储器接口,CAN总线应用,IC总线和实时时钟接口设计,C805F系统低功耗、完整应用实例。
本书知识广泛,结构紧凑,在编写中突出微控制器的工作机理和实用性
本书可作为电子工程、电子信息技术、自动控制、计算机应用技术、机械电子、电气、仪器仪表等基础
专业教学用书,也可作为相关工程技术人员的技术参考书。
本书封面贴有清华大学出版社防伪标签,无标签者不得销售。
版权所有,侵权必究。侵权举报电话:010-6278298913701121933
图书在版编目(C|P)数据
C805IF系列单片机原理与应用/张培仁,孙力编著.一北京:清华大学出版社,2013.1
ISBN978-7-302-30891-1
I.①C…Ⅱ.①张…②孙…Ⅲ①单片微型计算机ⅣV.①TP368.1
中国版本图书馆CIP数据核字(2012)第291419号
责任编辑:夏非彼
封面设计:王翔
责任校对:李金平
责任印制:沈露
出版发行:清华大学出版社
pgtle:http://www.tup.comcn,http://www.wqbook.com
地址:北京清华大学学研大厦A座
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印装者:北京密云胶印厂
经销:全国新华书店
开本:190mm×260mm
印张:40.25
字数:1030千字
版次:2013年1月第1版
次:2013年1月第1次印刷
印数:1~4000
定价:79.00元
产品编号:046899-01

丽
2000年以来,虽然国内外嵌入式16位及32位微处理器的应用有所上升,但8位微处理
器的应用仍占60%70%,随着8位嵌入式微处理器从MCS51、AT89C51向完全集成的混合
信号片上系统型MCUC805F系列发展和过渡,国内嵌入式微处理器的教学也进入了
个全新的阶段,开始普遍使用C语言和汇编语言的混合式教学与应用。目前绝大多高校还是
以C805IF系列嵌入式微处理器为基础教材。大专、职高更是如此。市场调査表明8位嵌入式
微处理器C8051F系列是目前高校单片机教学的主流产品。C8051F单片机的整体性能超过很
多16位单片机甚至可以在一些低端应用中取代低速的16位DSP器件,已达到32位微处理器
的低档性能,所以性能价格比很高。
本书将按如下原则编著:
(1)以C语言编程为主,并着重介绍C语言与汇编语言之间的调用和转换,很多例子都
同时给出C语言和汇编语言两种版本,以利于读者对照
(2)介绍芯片的实际应用背景、芯片公司设计思想,以及应用时应注意问题。从而避免
在以前计算机教学过程中经常出现的“一看就懂、一放就忘、一用就错”的问题。尽可能使读
者知其然亦知其所以然。
(3)本书讲原理有小而精的实例,又在实验和应用中理解和联系原理,从而尽力达到理
论和实践相融的目的
(4)所有实验和绝大部应用实例都是使用我们长期教学使用过和科研验证过的实例,确
保硬软件可靠性、可用性。
(5)本书配完整基础实验,并尽可能写明实验目的、实验方法、所用接口芯片筒介、程
序框图、接口原理图及用C浯言和汇编语言写的原程序清单并给相应注解。
(6)全书努力做到硬软相结合、教学与实验相结合、实例尽可能照顾到各种接口平衡、
尽可能尊循人的认识事物规律:从感性入手再提升到理性认识最后再指导认识其他感性事物。
(7)以8位机C8051F系列为主线,同时适当介绍嵌入式微处理器近10年的发展和创新。
总之,我们目标是培养出来的人能熟练掌握嵌入式微处理器原理的理论和相关最基本硬件设计
及软件编程的技能,能较快地独立设计和嵌入式微处理器相关的应用系统,并具有对当前嵌入
式微处理器发展趋势、特点有相当清楚观念的应用型人材。
本书是中国科学技术大学自动化系、安徽农业大学信息与计算机学院及理学院等院校合
作的产物。中国科学技术大学嵌入式系统与控制网络研究室,从事嵌入式系统方面的教学和科
研工作已有30余年历史,从事现场总线控制系统也有10年历史,出版了多本有关专著,本实
验室老师、工程师和研究生,在已有的教材基础上对原教材的内容、结构作了适当的调整、增
删,并进行了重新编写;安徽农业大学理学院院长孙力教授有25年从事嵌入式微处理器及计
算机基础丰富教学经验和科研经历,也对本书作出重要贡献。
使用本教材时应注意:
(1)侧重讲清楚C805F系列微控制器的原理。
(2)结合本书的应用实例,培养学生使用C805F系列微控制器的使用技巧,指导学生

■C8051F系列单片机原理与应用
学会对C8051F系列微控制器各种相应电路和接口硬软件进行设计。
(3)结合本教材的内容可选择相应的实验
(4)根据各专业教学计划,可选择40学时或60学时的相应教学内容。本教材的主要授
体为电子工程、信息工程、自动控制、计算机应用、机械电子、电气、仪器仪表等专业的高校
学生、大专、职高中专学生和相关专业的工程技术人员。教学时仍然坚持详细讲授C8051F系
列微控制器的机理(原理)、结构和应用的内容,注重对学生实际应用和设计能力的培养和训
练。可以把上述内容列为第一重要层次。同时,也要给予智能网络化的C8051F系列微控制器
和较大应用系统的C8051F系列微控制器应用等讲授适当的课时数,可视专业情况和培养目标
而定。大量已验证硬软件设计也为相关专业的工程技术人员作为各自应用实践的参孜。
本书是教学科研的总结。参加科研项目或从事教学相关工作的有赵宇、张恩亮、蒋润、
蒋海峰、杜洪亮、赵松、潘可、王康正、段雄、许波、王亮、颜进军、凌来根、崔军辉、黄捷、
刘良均、郭俊杰、陶翔等。本书由张培仁和孙力教授总结审定,各章节的编者如下:第3章和
第4章由孙力执笔,第5章和第7章第5节由赵宇执笔。第6章由张培仁和赵宇共同执笔。其
他各章由张培仁执笔。本书策划、最后总编辑审查、校准由张培仁完成。由于时间紧促,作者
水平有限,书中难免存在不足和错误之处,敬请广大读者、同行批评指正。
张培仁、孙力等
2012年10月于合肥

日京
第1章微控制器的原理及C8051F系歹
1.1微控制器的发展历史
1.2微控制器系统简介
1.3微控制器的发展…
148位机发展的3个技术飞跃…
234
1.5从C805F看8位单片机发展之路
16C8051F系列产品优势和分类
。非·0。。e。非。。。。
16.1C8051F系列产品优势
16,2C8051F系列分类
第2章C8051F系列单片机结构
20
21C8051F系列单片机总体体系结构
.20
2,2CmP-51微控制器……
2.3存储器组织
25
23.1程序存储器
26
232数据存储器……
26
233通用寄存器
234位寻址空间
27
235堆栈…
27
23.6片内数据存储器读写实例
…27
24特殊功能寄存器.
29
25 FLASH存储器
32
251非易失性数据存储…....134
252安全选项
………134
26外部数据存储器和片内XRAM.136
2.6.1端口选择和配置…
∴.37
262复用和非复用选择…
3只
2.63存储器模式选择
39
2.64时序
40
27时钟系统
…………
42
27.1时序与时钟
42
272设计和使用时钟时应考虑的问题
43
273时钟控制寄存器
44
274外部振荡器举例
45

■■國C8051F系列单片机原理与应用
2.7.5系统时钟初始化编程实例
46
28复位电路.47
28.1复位原理
47
282C8051F系列的8种复位源
…49
29中断系统
.51
2.10电源管理
54
2.11JTAG..…54
212端口原理参数和交叉开关…56
2.12.1C8051F端口特点…56
2.122交叉开关原理和简化规则
57
2123C8051F04x系列的IO功能和优先权交叉开关译码器
59
2.124配置端口
2.125交叉开关引脚分配示例
62
2.13模拟外设组成部分
…63
2.13.1ADC0的组成及其控制(以C8051F040为例)
64
213.2ADC0的工作方式
65
2.13.3ADC0编程实例
…66
第3章C51的程序结构与数据类型…
70
3.1C语言与C805F系列单片机
…70
3.11C语言的特点与C语言向单片机移植.….170
3.1.2C51编译器….171
3.2C51的程序结构…
∴72
32.1C51的一般格式
72
32.2C51语言程序的基本结构
…………174
3.3C51的数据类型.
…76
3.3.1数据与数据类型.76
3.32常量…
…77
333变量
80
33.4C51构造数据类型……86
3.35C51的指针
95
第4章C51的运算符及数据的存储模式
…109
4.1C51的单词及运算符…
…109
4.1.1C51的单词
109
4.1.2C51的运算符
4.2数据的存储类型和存储模式
124
4.2.1C8051F系列单片机的存储器
……124
4.2.2C51存储类型与C8051F系列单片机存储器125
4.2.3存储模式
…125

录
4.3C51对SFR、可寻址位、存储器和IO口的地址访问…128
4.3.1C51对SFR的定义……
128
4.32C51对可寻址位的定义
128
4.33C51对存储器和IO口的绝对地址访问
129
第5章C51的函数、控制语句及程序设计
131
51C51的函数
131
51.1函数的分类…
…131
51.2函数的说明
132
51.3函数的参数和返回值….139
514函数的调用
142
51.5数组、指针与函数调用..147
51.6内部函数和外部函数
153
517C51库函数介绍…
154
52C51的控制语句…
…………………,…157
52.1if语句.
··:······::·······:··:·
…157
522 switch/case语句…
159
52.3循环结构流程控制语句……161
53C51的预处理器
…169
531包含文件伪指令
…169
5.3.2伪指令宏….170
533条件编译伪指令………………………174
534编译器伪指令….174
53.5#eror伪指令
175
54C51语言和汇编语言的混合编程.
175
541C51语言和汇编语言的性能比较.175
542混合编程的注意事项
176
543在不同存储模式下的混合编程….177
第6章c8051F单片机系统基础应用实验
182
61开发工具的主要技术指标
62 Cygnal单片机开发工具集成开发环境使用说明
184
63 Cygnal c805F单片机实验……185
64在C8051F020单片机上的初级软件实验(汇编语言)
186
641无符号数十进制加法实验…186
642数据传送实验
.187
643数据排序实验…
18
644整数二翻十实验...........190
64.5查表实验…….............193
6.5步进电机控制实验(C语言)……
194
V

圈岛圈C8051F系列单片机原理与应用
66压力测试实验(C语言)
…198
66.1压力测试实验目的和工作原理
198
662程序函数和程序
200
663调试方法和程序清单.…201
67单总线数字温度传感器测温应用实验(C语言)…
204
68点阵液晶显示实验(C语言)…212
681实验目的
212
682实验设备…212
68.3实验所需函数和程序框图…20
684调试方法和实验程序…
221
69直流电机转速测量控制实验
…231
6.10利用DAC在电阻负载上输出可变频、可变幅值波形…..233
6.10.1输出可变频、可变幅值方波参考程序∴….…..233
6.10.2输出可变频、可变幅值锯齿波参考程序……
234
610.3输出可变频可变幅值正弦波参考程序
∴…235
第7章C8051F与传感器接口及数据处理
.238
71AD转换器相关概念……
……238
72C8051F931与S1120光感应器的应用..1240
72.1Sil20光感应器特征
………………240
722工作原理
…241
723模式选择
242
724LED和LED电流的选择
…244
72.5机械和光学应用
·看看垂。,。,.。
245
73C805F与水电站大坝的电阻式传感器接口与测量
245
73.1常用电阻式传感器….246
7.3.2底层模块中电阻式传感器硬件方案…….250
7.3.3恒流源、放大器和AD模块接口设计
252
734底层模块中电阻式传感器系统软件设计…
255
73.5系统测试结果及误差分析
262
7.4C805F与土建及水电站大坝的振弦式传感器接口与测量……264
74.1振弦式传感器……264
742底层振弦式传感器测量模块系统的硬件设计
268
74.3CPU和通信接口设计
………271
744振弦式传感器激振及频率测量程序设计
272
7.5C8051F040在溶解氧项目中的应用…….275
7.5.1溶解氧检测的光学氧法…
275
752光学氧法检测原理.
275
7.53检测仪的机械结构
276
7.54系统电路设计
276

目录圖圈
755系统软件设计
·······“···············:··:·······:···
∴281
75.6系统测试效果….287
第8章c8051F与驱动LED专用电路接口设计
.290
81HD7279A驱动七段码显示…1290
82具有1C的LM92和SAA1064测温显示电路的设汁……102
82.1LM92和SAA1064概述….302
822功能说明
…1304
823典型应用
305
824LM92测温应用参考C程序
.307
825LM92测温应用参考汇编程序
313
第9章c805F的UsB转UART桥接控制器.
.322
91CP2110的USB转UART桥接器
…1322
91.1CP2110的系统概述
322
91.2电气特性
325
91.3USB功能控制器和收发器….326
914异步串行数据总线(UART)接口
∴327
91.5一次可编程ROM.
∴.329
91.6调压器.
330
92用专用芯片CP2101进行USB接口转换设计…
…,31
921进行USB接口转换设计需要解决的问题
331
922硬件电路设计
332
923CP2101的特性和原理…
333
924USB接口主机CAN节点的通信软件设计………37
925上位机USB基本通信软件设计
338
92.6PC上串口通信实现
339
927 MSComm控件实现
342
928串口应用
…343
93用专用接口芯片ISP1581实现USB接口电路的设计
344
9.3.1硬件设计
…1345
932系统软件设计…
346
第10章具有USB的c8051F应用系统
348
10.1USB系统拓扑结构
348
10.2C8051F3267功能及软硬件设计
350
1021C8051F3267具有USB的C8051全速USB、16 KB FLASH
微控制器系统概述
350
1022C8051F326/7系统设计
354
10.2.3FIFO管理
358
V

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