《STC15增强型8051单片机C语言编程与套用》详细介绍了宏晶科技有限公司研发的 STC15系列新型 Flash 8051单片机的基本组成、性能特点及套用方法，基于 Flash存储器的 ISP在系统中编程和 IAP在套用中编程的相关技术。结合目前流行的Keil C51编译器环境，对 STC15系列单片机採用 C语言进行编程套用，充分发挥 C51技术优势，全面地展现 STC15系列单片机的本身特色，如片内晶体振荡器时钟调整，将晶片配置成为具有仿真功能的单片机，Keil uVision4环境下线上仿真调试，1T单周期指令高速执行， I2C、SPI、ADC等片内资源，以及多种片外扩展套用，为读者快速上手提供方便。

《STC15增强型8051单片机C语言编程与套用》的特点是强调先进性和实用性，给出了大量套用实例，包括原理电路图及使用说明，并带有 1张光碟，其中包括 Keil公司提供的 C51全功能评估软体包与各章中列出的全部程式代码。

《STC15增强型8051单片机C语言编程与套用》适合从事单片机套用系统开发研製的广大工程技术人员阅读，也可以作为高等院校相关专业学生的教学参考书。

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《STC15增强型8051单片机C语言编程与套用》适合从事单片机套用系统开发研製的广大工程技术人员阅读，也可以作为高等院校相关专业学生的教学参考书。

第1章 STC15系列单片机基础 1

1.1 STC15F2K60S2单片机性能特点 1

1.1.1 主要特性 1

1.1.2 体系结构 2

1.1.3 引脚功能 2

1.2 STC15F2K60S2单片机的存储器结构 4

1.3 STC15F2K60S2单片机的时钟与复位 8

1.3.1 时钟 8

1.3.2 复位 9

1.3.3 看门狗电路 10

1.4 STC15F2K60S2单片机存储器的使用 11

1.4.1 片内Flash存储器 11

1.4.2 片内扩展XRAM存储器 12

1.4.3 片内数据Flash存储器（EEPROM） 13

1.5 STC15F2K60S2单片机的并行I/O连线埠 14

1.5.1 并行I/O连线埠工作模式 14

1.5.2 并行I/O连线埠使用注意事项 15

1.6 Keil C51开发工具 16

1.7 STC15单片机的C语言编程与调试 17

第2章Keil C51程式设计基础 26

2.1 标识符与关键字 26

2.2 C51程式设计的基本语法 28

2.2.1 C51程式的一般结构 28

2.2.2 数据类型 29

2.2.3 用typedef重新定义数据类型 31

2.2.4 常量、变数及其存储模式 32

2.2.5 运算符与表达式 34

2.3 C51程式的基本语句 38

2.3.1 表达式语句 38

2.3.2 複合语句 39

2.3.3 条件语句 39

2.3.4 开关语句 40

2.3.5 循环语句 40

2.3.6 goto、break、continue语句 41

2.3.7 返回语句 41

2.4 函式 42

2.4.1 函式的定义与调用 42

2.4.2 定义中断服务函式与暂存器组 44

2.5 数组 45

2.5.1 数组的定义与引用 45

2.5.2 数组名作为函式的参数 47

2.5.3 数组与存储器空间 50

2.6 指针 50

2.6.1 指针与地址 51

2.6.2 指针变数的定义 51

2.6.3 指针变数的引用 52

2.6.4 指针变数作为函式的参数 53

2.6.5 用指针引用数组元素 54

2.6.6 字元数组指针 55

2.6.7 指针的地址计算 56

2.7 函式型指针 57

2.8 返回指针型数据的函式 59

2.9 指针数组与指针型指针 60

2.9.1 指针数组 60

2.9.2 指针型指针 62

2.9.3 抽象型指针 64

2.10 结构体、联合体与枚举 65

2.10.1 结构体变数的定义与引用 65

2.10.2 结构体数组 67

2.10.3 结构体指针 68

2.10.4 将结构体作为函式的参数 69

2.10.5 将结构体指针作为函式的参数 71

2.11 联合体变数的定义与引用 72

2.12 枚举变数的定义与引用 75

第3章Keil C51编译器对ANSI C的扩展 78

3.1 存储器类型与编译模式 78

3.2 C51数据在记忆体中的存储格式 79

3.3 一般指针与基于存储器的指针及其转换 80

3.4 C51编译器对ANSI C函式的扩展 82

3.4.1 C51编译器支持的函式定义的一般形式 82

3.4.2 堆叠及函式的参数传递 82

3.4.3 函式的编译模式 83

3.4.4 暂存器组切换 83

3.4.5 中断函式 84

3.4.6 再入函式 84

3.5 目标代码的段管理 85

3.5.1 全局变数 85

3.5.2 函式和局部变数 86

3.6 启动代码 87

3.7 与彙编语言程式的接口 88

3.8 绝对地址访问 93

3.8.1 採用扩展关键字_at_或指针定义变数的绝对地址 93

3.8.2 採用预定义宏指定变数的绝对地址 94

3.9 Keil C51库函式 95

3.9.1 本徵库函式 95

3.9.2 字元判断转换库函式 95

3.9.3 输入/输出库函式 96

3.9.4 字元串处理库函式 97

3.9.5 类型转换及记忆体分配库函式 99

3.9.6 数学计算库函式 100

第4章 STC15单片机片内资源套用编程 101

4.1 编写C51应用程式的基本原则 101

4.2 C51套用中的一些常见问题与解决方法 102

4.3 中断系统套用编程 104

4.3.1 中断系统结构 104

4.3.2 与中断相关的特殊功能暂存器 106

4.3.3 中断套用编程 108

4.4 定时器/计数器套用编程 111

4.4.1 定时器/计数器逻辑结构 111

4.4.2 与定时器/计数器相关的特殊功能暂存器 112

4.4.3 定时器方式套用编程 113

4.4.4 计数器方式套用编程 117

4.4.5 可程式时钟输出 118

4.4.6 利用定时器产生音乐 119

4.5 串列口套用编程 123

4.5.1 串列口的工作方式 124

4.5.2 与串列口相关的特殊功能暂存器 125

4.5.3 串列口的串/并转换方式套用编程 127

4.5.4 串列口的通信方式套用编程 130

4.6 片内A/D转换器套用编程 142

4.6.1 A/D转换器的逻辑结构 142

4.6.2 与A/D转换器相关的特殊功能暂存器 143

4.6.3 A/D转换器套用编程 144

4.7 片内PCA模组套用编程 146

4.7.1 PCA模组的逻辑结构 146

4.7.2 与PCA模组相关的特殊功能暂存器 147

4.7.3 PCA模组的工作模式 149

4.7.4 PCA模组套用编程 154

4.8 SPI同步串列接口套用编程 158

4.8.1 SPI接口的逻辑结构 158

4.8.2 与SPI接口相关的特殊功能暂存器 159

4.8.3 SPI接口的通信方式及数据格式 161

4.8.4 SPI接口套用编程 163

4.9 STC15F2K60S2单片机的低功耗设计 167

4.9.1 慢速工作模式 168

4.9.2 空闲与掉电工作模式 168

第5章 STC15单片机片外扩展套用编程 174

5.1 LED数码管显示接口套用编程 174

5.1.1 I/O连线埠驱动LED数码管套用编程 175

5.1.2 单个74HC595驱动多位LED数码管套用编程 176

5.1.3 8位共阴极LED数码管驱动器MAX7219套用编程 179

5.2 非编码键盘接口套用编程 185

5.2.1 採用I/O连线埠实现的矩阵键盘接口套用编程 185

5.2.2 採用片内ADC实现的键盘接口套用编程 187

5.3 点阵字元型LCD模组接口套用编程 191

5.3.1 点阵字元型LCD模组简介 191

5.3.2 点阵字元型LCD与单片机的直接接口套用编程 196

5.3.3 点阵字元型LCD与单片机的间接接口套用编程 199

5.3.4 点阵字元型LCD的4位数据汇流排接口套用编程 202

5.4 无字型档12864点阵图型LCD模组接口套用编程 205

5.5 带字型档12864点阵图型LCD模组接口套用编程 212

5.5.1 带字型档12864液晶模组并行接口套用编程 217

5.5.2 带字型档12864液晶模组串列接口套用编程 221

5.6 内置T6963C的点阵图型LCD模组接口套用编程 225

5.7 DAC转换接口套用编程 235

5.7.1 DAC0832转换接口套用编程 235

5.7.2 DAC1208与单片机的接口方法 239

5.7.3 串列接口DAC晶片TLC5615套用编程 241

5.8 ADC转换接口套用编程 244

5.8.1 ADC0809转换接口套用编程 244

5.8.2 ICL7135转换接口套用编程 248

5.8.3 串列接口ADC晶片TLC549套用编程 252

5.9 单片机I2C汇流排扩展套用编程 255

5.9.1 I2C汇流排简介 255

5.9.2 I2C汇流排通用驱动程式 259

5.9.3 I2C接口器件24C04的读写程式 261

5.9.4 I2C接口A/D-D/A转换晶片PCF8591套用编程 265

5.9.5 I2C接口时钟晶片PCF8563套用编程 276

第6章 STC15单片机综合套用编程实例 287

6.1 有关C51编程的若干实际套用技巧 287

6.2 C51与彙编语言混和编程及生成套用库档案 293

6.2.1 C51与彙编语言混合编程 293

6.2.2 在Vision4中生成套用库档案 298

6.3 可调数字钟 299

6.3.1 功能要求 299

6.3.2 硬体电路设计 299

6.3.3 软体程式设计 300

6.4 红外遥控系统设计 302

6.4.1 功能要求 302

6.4.2 硬体电路设计 302

6.4.3 软体程式设计 303

6.5 PWM脉宽调製系统设计 313

6.5.1 功能要求 313

6.5.2 硬体电路设计 313

6.5.3 软体程式设计 314

6.6 点阵LED显示屏设计 323

6.6.1 功能要求 323

6.6.2 硬体电路设计 323

6.6.3 软体程式设计 323

6.7 简易电子琴设计 326

6.7.1 功能要求 326

6.7.2 硬体电路设计 326

6.7.3 软体程式设计 327

6.8 DTMF传送/接收系统设计 331

6.8.1 功能要求 331

6.8.2 硬体电路设计 332

6.8.3 软体程式设计 335

6.9 带农曆的电子万年曆设计 346

6.9.1 功能要求 346

6.9.2 硬体电路设计 346

6.9.3 软体程式设计 349

6.10 电子密码锁设计 360

6.10.1 功能要求 360

6.10.2 硬体电路设计 361

6.10.3 软体程式设计 361

6.11 DS18B20多点温度监测系统设计 376

6.11.1 功能要求 376

6.11.2 硬体电路设计 376

6.11.3 软体程式设计 380

6.12 STH11数字温-湿度测量系统设计 388

6.12.1 功能要求 388

6.12.2 硬体电路设计 388

6.12.3 软体程式设计 392

6.13 单片机SD卡读/写接口设计 397

6.13.1 功能要求 397

6.13.2 硬体电路设计 397

6.13.3 软体程式设计 399

附录A STC15F2K60S2单片机指令表 404

附录B STC_ISP软体工具简介 410

附录C STC单片机编程下载工具U7/U7-S简介 413

参考文献 415

8051单片机是国内外工业测量控制领域内使用极为广泛的一类 8位微控制器，它在一块晶片上同时集成了 CPU、ROM、RAM及多种外围功能接口，具有体积小、价格低、功能强、可靠性高、使用方便灵活等特点。以单片机为核心设计各种智慧型化电子设备，周期短、成本低，易于更新换代，维修方便，已成为电子设计中最为普遍的套用手段。世界上许多大半导体厂商，如 Atmel、Analog Device、Infineon、NXP、TI、SiLAB等公司都推出了各具特色的 8051系列单片机。中国深圳宏晶科技有限公司研发的 STC系列增强型 8051单片机，是中国本土单片机领域内的佼佼者，其最新推出的 STC15系列单片机不仅在指令系统上与标準 8051核心完全兼容，而且在内部功能上进行了增强，增加了许多新的内部集成功能部件，如片内 ADC、PWM、I2C、SPI、大规模片内 Flash和 XRAM存储器等，同时还增加了 ISP在系统编程、 IAP在套用编程和线上仿真调试功能，为单片机开发套用提供了更为方便的手段。另外 STC系列单片机还具有一定的价格优势，无论是在校大学生学习单片机原理知识，还是从事单片机套用开发的科技人员製作实际硬体系统，利用 STC系列单片机都可以获得事半功倍的效果。

早期单片机套用开发大多採用彙编语言编程，由于彙编语言是一种直接针对硬体的机器语言，其编程效率不高，而且程式不易移植和维护。世界上许多软体公司都致力于单片机高级语言编译器的开发研究，使用户得以从烦琐的彙编语言中解脱了出来。 C语言是一种特别适合于开发单片机的高级语言，它既能直接操作机器硬体，又可以以类似自然语言的方式编写程式，可以极大提高编程效率，同时降低软体的维护成本。德国 Keil公司在开发单片机 C语言编译器方面取得了极大的成功，从编译器、调试器、实时作业系统到集成开发环境，全面支持 8051及其众多的派生系列单片机， Keil C51被公认为是一种最有效的单片机 C语言开发工具。

本书全面介绍 STC15系列增强型 8051单片机功能特点，以及採用 Keil C51进行单片机开发套用的具体方法，力求先进性和实用性，并给出了大量具体套用实例。全书共 6章，第 1章阐述 STC15系列单片机基础，详细介绍 STC15F2K60S2单片机性能特点、存储器结构、片内外存储器的使用、时钟与复位、并行 I/O连线埠工作模式，以及採用 Keil C51开发 STC15系列单片机的基本方法等。第 2章阐述 Keil C51程式设计基础，详细介绍 C51程式设计的语法、基本语句、函式、数组与指针等。第 3章阐述 Keil C51编译器对 ANSI C的扩展，介绍存储器类型与编译模式、 C51数据在记忆体中的存储格式、目标代码的段管理、与彙编语言程式的接口、绝对地址访问及 Keil C51库函式等。第 4章阐述 STC15单片机片内资源套用编程，介绍 C51编程的基本原则、常见问题与解决方法，给出了中断系统、定时器 /计数器、串列口、片内 A/D转换器、片内 PCA模组、SPI同步串列接口、单片机的低功耗设计等资源的具体套用实例。第 5章阐述 STC15单片机片外扩展套用编程，给出了 LED数码管、非编码矩阵键盘、点阵字元型 LCD、带字型档与无字型档点阵图型 LCD、D/A及 A/D转换接口，以及 I2C汇流排扩展等具体套用实例。第 6章阐述 STC15单片机综合套用编程实例，介绍 C51编程的若干实际套用技巧， C51与彙编语言混和编程，以及套用库档案的生成方法，给出了可调数字钟、红外

遥控系统、PWM脉宽调製系统、点阵 LED显示屏、简易电子琴、 DTMF收/发系统、带农曆的电子万年曆、电子密码锁、 DS18B20多点温度监测系统、 STH11数字温-湿度测量系统、单片机 SD卡读/写接口等大量综合套用实例。

为帮助读者更好地学习和掌握 STC15系列单片机的 C语言套用编程方法，本书带有 1张光碟，其中包含 Keil公司全功能 C51评估软体包与本书各章所有範例的程式原始码。

本书在出版过程中得到深圳宏晶科技有限公司的热情支持，宏晶科技有限公司总经理姚永平先生提供了 STC15单片机测试样片，电子工业出版社的孙学瑛和陈晓猛编辑提出了许多宝贵意见，彭秀华、徐阳、范林、郑玉章、李涛、杨振、肖恩凯等参加了本书的编写工作，在此一併表示衷心感谢。由于作者水平有限，书中难免会有错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正，读者可通过电子邮件直接与作者联繫。

徐爱钧 2014年 9月于长江大学