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第1章　微控制器的原理1

1.1　微控制器与计算机的关系1

1.2　微控制器系统简介2

1.3　微控制器的发展3

1.4　8位机发展的3次技术飞跃4

第2章　C8051F系列单片机结构7

2.1 C8051F系列单片机总体体系结构7

2.1.1　C8051F系列单片机的主要模块特性7

2.1.2　C8051F与MCS-51系列单片机的性能比较8

2.2　CIP-51微控制器12

2.3　存储器组织13

2.3.1 程序存储器14

2.3.2　数据存储器15

2.3.3 通用寄存器15

2.3.4　位寻址空间15

2.3.5　堆栈15

2.3.6　片内数据存储器读写实例17

2.4　特殊功能寄存器18

2.5　FLASH存储器26

2.5.1　非易失性数据存储28

2.5.2　安全选项28

2.6　外部数据存储器和片内XRAM31

2.6.1　端口选择和配置33

2.6.2　复用和非复用选择34

2.6.3　存储器模式选择35

2.6.4　时序36

2.7 时钟系统39

2.7.1　时序与时钟39

2.7.2　设计和使用时钟时应考虑的问题41

2.7.3　时钟控制寄存器41

2.7.4　外部振荡器举例44

2.7.5　系统时钟初始化编程实例46

2.8　复位电路46

2.8.1　复位原理46

2.8.2　复位电路设计注意事项48

2.8.3　C8051F系列的8种复位源48

2.9　中断系统51

2.10　电源管理55

2.10.1　电源管理原理55

2.10.2　电源管理注意事项57

2.11　嵌入式系统调试基础：JTAG57

2.11.1　JTAG原理57

2.11.2　边界扫描59

2.11.3　FLASH存储器编程命令61

第3章　C8051F系列的模拟外设63

3.1　模拟外设组成部分63

3.2　A/D转换器简介63

3.2.1　A/D转换器的工作原理64

3.2.2　设计A/D转换器的注意事项65

3.3　ADC0的组成及其控制66

3.3.1　ADC0的工作方式67

3.3.2　ADC0的SFR定义69

3.3.3　ADC0的电气特性73

3.3.4　ADC0编程实例74

3.4　ADC2的组成及其控制76

3.4.1　ADC2的工作方式77

3.4.2　ADC2的SFR78

3.4.3　ADC2可编程窗口检测器81

3.5　12位电压输出DAC83

3.5.1　DAC工作过程83

3.5.2　DAC输出更新84

3.5.3　DAC输出格式化84

3.5.4　DAC编程实例86

3.6　高压差分放大器90

3.7　比较器93

3.7.1 比较器的工作原理93

3.7.2　比较器应用编程实例95

3.8　电压基准97

第4章　数字I/O端口100

4.1 端口原理和直流参数100

4.2　I/O端口设计原理与注意事项101

4.2.1　I/O端口设计原理101

4.2.2　I/O端口设置注意事项103

4.3　C8051F04x系列的I/O功能和优先权交叉开关译码器104

4.3.1　交叉开关引脚分配105

4.3.2　配置端口引脚的输出方式106

4.3.3　配置端口引脚为数字输入106

4.3.4　弱上拉106

4.3.5　配置端口1、2和3的引脚为模拟输入106

4.3.6　交叉开关引脚分配示例107

4.4　交叉开关网络和I/O端口数据以及方式控制寄存器108

4.4.1　交叉开关控制寄存器108

4.4.2　端口P0～P3110

4.4.3　端口P4～P7113

4.4.4　交叉开关设置小结117

4.5　SMBus系统管理总线（I2C总线）117

4.5.1　使用I2C总线应注意的问题117

4.5.2　SMBus原理和SMBus协议118

4.5.3　特殊功能寄存器122

4.6 串行通信128

4.6.1 增强型串行外设接口（SPI0）原理和信号说明129

4.6.2　SPI0工作方式132

4.6.3　SPI特殊功能寄存器134

4.6.4　SPI0小结136

4.7 异步串行通信UART0和UART1136

4.7.1　UART0工作原理136

4.7.2　UART0工作方式137

4.7.3　多机通信141

4.7.4 帧错误和传输错误检测142

4.7.5　UART0的控制寄存器142

4.7.6 UART1145

4.7.7　UART0与UART1比较149

4.8　通用计数器／定时器和可编程计数器／定时器150

4.8.1　MCU输入信号和输出信号类型150

4.8.2　通用定时器和计数器（定时器0,1）151

4.8.3　定时器2、定时器3和定时器4159

4.8.4　可编程计数器阵列164

4.8.5　通用计数器／定时器、PCA小结178

第5章　C51的程序结构与数据类型179

5.1　C语言与C8051F系列单片机179

5.1.1　C语言的特点与C语言向单片机移植179

5.1.2　C51编译器180

5.2　C51的程序结构181

5.2.1　C51程序的一般格式182

5.2.2　C51语言程序的基本结构183

5.3　C51的数据类型185

5.3.1　数据与数据类型185

5.3.2　常量186

5.3.3　变量189

5.3.4　C51构造数据类型196

5.3.5　指针205

第6章　C51的运算符及数据的存储模式219

6.1　C51的单词及运算符219

6.1.1　C51的单词219

6.1.2　C51的运算符224

6.2　数据的存储类型和存储模式234

6.2.1　C8051F系列单片机的存储器234

6.2.2　C51存储类型与C8051F系列单片机存储器235

6.2.3　存储模式235

6.3 C51对SFR、可寻址位、存储器和I/O端口的定义238

6.3.1　C51对SFR的定义238

6.3.2　C51对可寻址位的定义238

6.3.3 C51对存储器和I/O端口的绝对地址访问240

第7章　C51的函数、控制语句及程序设计241

7.1　C51函数241

7.1.1　函数的分类241

7.1.2　函数的说明242

7.1.3　函数的参数和函数返回值249

7.1.4　函数的调用252

7.1.5　数组、指针与函数调用257

7.1.6　内部函数和外部函数263

7.1.7　C51库函数介绍264

7.2　选择结构流程控制语句266

7.2.1 if语句267

7.2.2　switch/case语句269

7.2.3　循环结构流程控制语句270

7.3　C51的预处理器278

7.3.1　包含文件伪指令279

7.3.2　伪指令宏279

7.3.3 条件编译伪指令283

7.3.4　编译器伪指令283

7.3.5 #error伪指令284

7.4　C51和汇编语言的混合编程284

7.4.1　C51和汇编语言的性能比较284

7.4.2　C51和汇编语言的混合编程方法285

7.4.3　在不同存储模式下的C51和汇编语言的混合编程286

第8章　C8051F应用开发实例291

8.1　I/O端口应用——步进电机的驱动292

8.1.1　步进电机原理292

8.1.2　步进电机驱动程序293

8.2　SPI接口应用——ISD4004语音录放芯片295

8.2.1 SPI总线295

8.2.2　ISD4004语音芯片298

8.2.3　ISD4004芯片的程序设计301

8.3　I2C总线应用——LM92温度传感器312

8.3.1　I2C总线312

8.3.2　LM92温度传感器312

8.3.3　LM92的应用与程序设计315

8.4　内部Flash在线编程331

8.4.1　现有的Flash及编程方法331

8.4.2　在线实时自编程的原理和实现方案333

第9章 C8051控制器局域网（CAN）337

9.1 控制系统的发展和技术特点337

9.1.1 现场总线的定义、特点及其与DCS的区别337

9.1.2　现场总线产生因素339

9.2　控制器局域网（CAN）340

9.2.1　CAN总线的分层结构341

9.2.2　CAN总线的特点342

9.2.3　CAN的技术规范343

9.3　控制器局域网CAN技术概述346

9.3.1　CAN总线数值347

9.3.2　非破坏性的总线仲裁347

9.3.3 多主和多节点接收348

9.3.4　数据安全性348

9.4　C8051F系列的CAN总线模块349

9.4.1　功能概述349

9.4.2　C8051F的控制器局域网（CAN0）349

9.4.3　工作模式350

9.5　CAN寄存器354

9.5.1　CAN控制器协议寄存器354

9.5.2　消息对象接口寄存器355

9.5.3　消息处理器寄存器355

9.5.4　CIP-51 MCU特殊功能寄存器355

9.5.5　用CAN0ADR、CAN0DATH和CAN0DATL访问CAN寄存器355

9.5.6　CAN0ADR自动加1功能357

9.5.7　消息处理寄存器357

9.6　寄存器功能详细说明357

9.6.1　控制寄存器（索引号：0x00）357

9.6.2　状态寄存器（索引号：0x01）358

9.6.3　错误计数器寄存器（索引号：0x02）359

9.6.4　位定时寄存器（索引号：0x03）359

9.6.5　测试寄存器（索引号：0x05）360

9.6.6　BRP扩展寄存器（索引号：0x06）360

9.6.7　消息接口寄存器组361

9.6.8　消息处理寄存器365

9.7　CAN的应用368

9.7.1 消息对象的管理368

9.7.2　消息处理状态机368

9.7.3　消息RAM的双向数据传输368

9.7.4　消息的传输369

9.7.5　对收到消息的接受过滤369

9.7.6　接收／传输优先级370

9.8　传输对象的配置370

9.9　更新传输对象371

9.10　接收对象的配置371

9.11　接收消息的处理372

9.12 先入先出FIFO缓冲器的设置372

9.13　利用FIFO缓存的消息的接收372

9.14　中断的控制374

9.15　位时序的配置374

9.15.1　位时和位率374

9.15.2　位时序参数的计算376

9.15.3　位时序实例376

9.15.4　小结378

9.16　CAN综合实例378

第10章　C8051F综合实验设计393

10.1　系统综述393

10.2　键盘工作原理与程序设计393

10.2.1　键盘的结构与工作原理393

10.2.2　键盘输入程序的设计方法与流程394

10.2.3　综合实验的键盘模块395

10.2.4　键盘模块程序396

10.3　LCD液晶显示器程序设计399

10.3.1　液晶显示器的结构和工作原理399

10.3.2　FM12864I图形点阵液晶显示器主要硬件构成说明400

10.3.3　模块的外部接口402

10.3.4　指令说明402

10.3.5　读／写操作时序404

10.3.6　综合实验LCD模块405

10.3.7　LCD模块源程序406

10.4　PCF8563 I2C实时时钟／日历芯片的工作原理与程序设计416

10.4.1　PCF8563的特性416

10.4.2　PCF8563结构框图417

10.4.3　PCF8563引脚配置417

10.4.4　功能描述418

10.4.6　综合实验的实时时钟模块426

10.4.7　实时时钟模块程序427

10.5　RS-232串口通信原理与程序设计434

10.5.1　MAX3232芯片介绍434

10.5.2　综合实验UART模块435

10.5.3　UART模块程序436

10.6　外部存储器437

10.7　12位ADC程序设计438

10.8　主程序444

附录A　CIP-51指令集449

附录B　C51库函数453

附录C　错误信息459

附录D　L51连接定位器使用错误提示473

附录E　技术支持480

附录F　C8051F单片机开发工具481

附录G　新华龙电子C8051F单片机结构教学实验机简介482