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第1章 概述1

1.1 单片机的发展概况1

1.1.1 单片机的发展历史1

1.1.2 典型的8位单片机产品4

1.2 单片机的应用及发展趋势10

1.2.1 单片机的应用10

1.2.2 单片机的发展趋势11

习题113

第2章 SOC单片机的结构与原理14

2.1 C8051F系列单片机总体结构14

2.1.1 C8051F系列单片机简介14

2.1.2 CIP-51内核15

2.1.3 C8051F020单片机的片上资源16

2.2 C8051F020存储器组织19

2.2.1 程序存储器19

2.2.2 内部数据存储器21

2.2.3 特殊功能寄存器21

2.2.4 位寻址区24

2.2.5 外部RAM和片内XRAM25

2.3 CIP-51指令介绍31

2.3.1 寻指方式31

2.3.2 51指令集32

2.4 中断系统39

2.4.1 中断概念39

2.4.2 C8051F中断系统40

2.5 端口输入／输出49

2.5.1 优先权交叉开关译码器50

2.5.2 端口I/O初始化52

2.5.3 端口4～754

2.5.4 交叉开关引脚分配示例56

2.5.5 片上资源配置工具Config的应用57

2.6 电源管理方式63

2.6.1 空闲方式65

2.6.2 停机方式65

2.7 复位与时钟65

2.7.1 复位源65

2.7.2 上电／掉电复位66

2.7.3 外部复位68

2.7.4 内部复位69

2.7.5 系统时钟71

习题277

第3章 51单片机编程语言78

3.1 单片机的编程语言概述78

3.2 汇编语言78

3.2.1 汇编指令78

3.2.2 简单程序设计82

3.2.3 分支程序设计83

3.2.4 循环程序设计83

3.2.5 子程序设计及参数传递方法89

3.3 C51语言94

3.3.1 标识符、关键字与运算符94

3.3.2 数据类型95

3.3.3 常量及变量97

3.3.4 C51中的特殊数据类型103

3.3.5 指针109

3.3.6 函数112

3.3.7 C和汇编混合编程116

3.3.8 程序设计的三种基本结构121

3.3.9 C51程序设计的注意事项121

3.3.10 代码风格及代码维护的建议122

3.4 C8051F系列单片机开发环境124

3.4.1 Silicon Laboratories IDE集成开发环境简介124

3.4.2 程序开发的基本操作133

3.4.3 JTAG接口及在线编程调试141

3.4.4 程序开发示例141

习题3146

第4章 SOC单片机的片内功能部件148

4.1 定时器／计数器148

4.1.1 定时器／计数器的一般结构和工作原理149

4.1.2 定时器／计数器T0和T1151

4.1.3 定时器／计数器T2和T4160

4.1.4 定时器／计数器T3165

4.2 可编程计数器阵列168

4.2.1 PCA0交叉开关配置169

4.2.2 PCA0的特殊功能寄存器170

4.2.3 PCA0定时器／计数器173

4.2.4 PCA0捕捉／比较模块174

4.2.5 PCA0应用举例179

4.3 UART通信接口183

4.3.1 串行通信及基础知识183

4.3.2 串行接口的组成和特性185

4.3.3 串行接口的工作方式190

4.3.4 波特率设计192

4.3.5 串行口应用编程194

4.3.6 多机通信原理及应用202

4.4 系统管理总线SMBus209

4.4.1 SMBus原理209

4.4.2 SMBus协议211

4.4.3 SMBus数据传输方式213

4.4.4 SMBus特殊功能寄存器216

4.4.5 SMBus应用举例221

4.5 串行外设接口总线SPI226

4.5.1 SPI的原理、控制信号及交叉开关配置226

4.5.2 SPI特殊功能寄存器229

4.5.3 SPI0操作232

4.5.4 SPI应用举例234

习题4237

第5章 模／数和数／模转换器239

5.1 模／数转换器239

5.1.1 模数转换原理和性能指标240

5.1.2 C8051F020的ADC0功能结构241

5.1.3 模拟多路选择器和PGA243

5.1.4 ADC的工作方式245

5.1.5 ADC0可编程窗口检测器249

5.1.6 ADC1（8位ADC）251

5.1.7 模数转换举例256

5.2 数／模转换器267

5.2.1 数模转换原理及性能指标267

5.2.2 C8051F020的DAC功能结构269

5.2.3 DAC输出更新271

5.2.4 DAC输出定标／调整272

5.2.5 数模转换举例272

5.3 电压基准275

5.4 比较器276

习题5280

第6章 SOC的特殊型号芯片介绍281

6.1 资源最少配置型C8051F单片机——C8051F30X281

6.2 资源较多配置型单片机——C8051F5XX287

6.3 JTAG接口290

6.3.1 边界扫描291

6.3.2 闪存编程命令293

6.3.3 调试支持295

习题6295

第7章 SOC单片机实验介绍296

7.1 实验系统介绍296

7.1.1 C8051F单片机开发工具297

7.1.2 NMC-20XX核心模块简介297

7.1.3 系统实验板298

7.2 C8051F单片机实验项目299

7.2.1 数据传送实验299

7.2.2 查表实验301

7.2.3 七段码显示与按键实验302

7.2.4 定时器实验310

7.2.5 直流电机转速测量控制实验313

7.2.6 步进电机控制实验320

7.2.7 温度数据采集实验324

7.3 Keil uVision2开发环境330

7.3.1 在Keil uVision2中集成Silicon的驱动和配置330

7.3.2 使用Keil uVision2开发C8051F020单片机项目示例333

习题7337

第8章 应用举例338

8.1 用SMBus实现串行Flash芯片的读写338

8.1.1 Flash芯片概述338

8.1.2 串行Flash芯片的通信协议339

8.1.3 程序代码341

8.2 日历时钟与键盘显示347

8.2.1 实时时钟芯片S-3530A347

8.2.2 程序代码350

8.3 用过采样和求均值提高ADC分辨率362

8.3.1 工作原理363

8.3.2 程序代码364

8.4 电压谐波监测367

8.4.1 工作原理368

8.4.2 程序代码368

8.5 液晶显示程序378

8.5.1 并口连接方式380

8.5.2 串口连接方式384

8.6 GPRS与SMS的应用385

8.6.1 设计思路385

8.6.2 核心代码387

8.7 μCosII在C8051F单片机上的移植393

8.7.1 OS_CPU.H394

8.7.2 OS_CPU_A.ASM395

8.7.3 OS_CPU_C.C402

附录A CIP-51指令一览表405

附录B C8051F020的引脚定义及封装409

附录C C8051F020的电气参数416

附录D 基本逻辑门电路图形符号421

参考文献423