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第1篇 基础篇3

第1章 绪论3

1.1 单片机、微控制器及片上系统3

1.1.1 单片机3

1.1.2 微控制器3

1.1.3 片上系统3

1.2 单片机的发展4

1.2.1 SCM阶段4

1.2.2 MCU阶段5

1.2.3 SoC阶段6

1.3 C8051F系列单片机简介7

1.3.1 C8051F系列单片机的基本组成7

1.3.2 C8051F020单片机引脚功能11

1.3.3 C8051F系列单片机的技术特点及分类14

1.4 课程的教学安排17

思考与练习17

第2章 CIP-51微控制器核的基本结构17

2.1 CIP-51微控制器的结构18

2.1.1 中央控制器19

2.1.2 运算器21

2.2 布尔（位）处理器23

思考与练习24

第3章 CIP-51微控制器的时钟系统及电源管理模式3.1 系统时钟电路和振荡器25

3.1.1 系统时钟信号25

3.1.2 内部振荡器26

3.1.3 外部振荡器26

3.2 时序、定时单位及指令周期30

3.3 电源管理方式30

思考与练习32

第4章 CIP-51微控制器的存储器系统4.1 存储器结构33

4.2 程序存储器34

4.3 数据存储器35

4.3.1 内部数据存储器35

4.3.2 外部数据存储器39

4.4 Flash储存器的编程和安全管理40

4.4.1 Flash存储器编程40

4.4.2 Flash存储器的安全管理42

思考与练习45

第5章 CIP-51微控制器的指令系统5.1 概述46

5.1.1 指令分类46

5.1.2 指令格式46

5.1.3 指令系统中使用的符号47

5.2 寻址方式和寻址空间47

5.3 指令系统的分析50

5.3.1 数据传送类指令50

5.3.2 算术运算类指令54

5.3.3 逻辑运算类指令57

5.3.4 控制转移类指令60

5.3.5 布尔（位）操作类指令64

思考与练习66

第6章 CIP-51微控制器的复位和中断系统6.1 复位67

6.1.1 复位状态67

6.1.2 复位源67

6.1.3 复位中使用的寄存器71

6.2 中断系统73

6.2.1 中断源73

6.2.2 中断标志76

6.2.3 中断允许控制78

6.2.4 中断优先级81

6.2.5 中断运行和中断请求的撤除84

6.2.6 中断的响应过程和中断矢量地址85

6.3 中断应用举例86

思考与练习89

第2篇 数字外设篇93

第7章 外设接口概述93

7.1 I/O端口的多功能93

7.2 交叉开关译码器和数字外设的配置96

7.2.1 交叉开关译码器和数字外设配置的特殊功能寄存器97

7.2.2 交叉开关引脚分配100

7.2.3 交叉开关引脚分配示例107

思考与练习109

第8章 通用数字输入／输出端口110

8.1 单片机I/O端口的操作110

8.1.1 端口引脚的输出方式111

8.1.2 端口引脚的输入方式113

8.1.3 配置无引出脚的端口113

8.2 输入／输出端口的特殊功能寄存器114

8.2.1 低端口P0～P3的特殊功能寄存器114

8.2.2 高端口P4～P7的特殊功能寄存器118

8.3 输入／输出端口应用举例120

思考与练习127

第9章 外部数据存储器接口和片内XRAM9.1 外部数据存储器空间XRAM的访问128

9.2 外部数据存储器接口的特殊功能寄存器129

9.3 外部数据存储器接口的配置131

9.4 端口选择和配置131

9.5 复用和非复用选择132

9.6 存储器模式选择133

9.7 外部数据存储器接口操作时序135

9.8 外部数据存储器接口和片内XRAM的应用139

思考与练习149

第10章 定时／计数器151

10.1 定时器0和定时器1151

10.1.1 定时器0/1交叉开关的配置151

10.1.2 定时器0/1的特殊功能寄存器152

10.1.3 定时器0/1的工作方式155

10.2 定时器2和定时器4159

10.2.1 交叉开关中I/O引脚的配置159

10.2.2 定时器2/4的特殊功能寄存器160

10.2.3 定时器2/4的工作方式164

10.3 定时器3168

10.3.1 定时器3的特殊功能寄存器168

10.3.2 定时器3的工作方式170

10.4 定时／计数器的应用举例170

思考与练习177

第11章 可编程计数器阵列178

11.1 PCA的特殊功能寄存器178

11.2 PCA的工作原理182

11.2.1 PCA交叉开关配置182

11.2.2 PCA定时／计数器183

11.2.3 捕捉／比较模块184

11.3 可编程计数器阵列PCA的应用举例190

思考与练习197

第12章 系统管理总线198

12.1 SMBus串行接口的结构198

12.2 SMBus协议200

12.2.1 传输握手信号和数据传输时序200

12.2.2 总线仲裁及其他传输协议202

12.3 SMBus数据传输方式203

12.3.1 数据传输方式203

12.3.2 典型传输过程分析204

12.4 SMBus特殊功能寄存器206

12.5 SMBus的操作209

12.6 SMBus的应用举例212

思考与练习228

第13章 增强型串行接口229

13.1 UART0和UART1的特殊功能寄存器229

13.2 UART0/1引脚配置和工作方式234

13.2.1 UART0/1引脚的配置234

13.2.2 UART0/1工作方式234

13.3 UART0/1的多机通信238

13.4 帧错误和传输错误检测240

13.5 UART的应用举例240

思考与练习253

第14章 串行外设接口总线256

14.1 SPI接口的结构原理、控制信号及交叉开关配置256

14.1.1 SPI接口的结构原理256

14.1.2 SPI控制信号256

14.1.3 交叉开关中SPI信号引脚的配置258

14.2 SPI特殊功能寄存器258

14.3 SPI工作原理261

14.3.1 SPI的操作过程261

14.3.2 串行时钟时序263

14.4 SPI的应用举例263

思考与练习270

第15章 JTAG接口271

15.1 JTAG接口的结构271

15.2 Flash编程命令277

15.3 JTAG接口的实现与调试支持279

15.4 单片机集成开发环境的设计280

第3篇 模拟外设篇286

第16章 12位模／数转换器286

16.1 ADC0的组成286

16.2 ADC0的特殊功能寄存器287

16.2.1 ADC0的特殊功能寄存器简介287

16.2.2 ADC0数据字应用举例291

16.3 ADC0的工作方式292

16.4 ADC0可编程越限检测器294

16.4.1 ADC0可编程越限检测器的工作原理294

16.4.2 ADC0可编程越限检测器的工作寄存器295

16.4.3 ADC0可编程越限检测器的越限中断示例296

16.5 ADC0的基准电压299

16.6 ADC0应用举例300

思考与练习303

第17章 8位模／数转换器305

17.1 模拟多路开关和可编程增益放大器305

17.1.1 ADC1模拟输入的配置305

17.1.2 ADC1输入通道的选择305

17.1.3 可编程增益放大器306

17.2 ADC1的特殊功能寄存器306

17.3 ADC1的工作方式309

17.4 ADC1的基准电压311

第18章 12位电压输出数／模转换器18.1 DAC的特殊功能寄存器313

18.2 DAC的操作316

18.3 DAC的基准电压317

18.4 DAC应用举例318

思考与练习322

第19章 比较器323

19.1 比较器的组成和特点323

19.2 比较器的特殊功能寄存器323

19.3 比较器的操作326

19.4 比较器的应用举例328

第20章 基准电源及温度传感器333

20.1 基准电源333

20.1.1 基准电源的组成333

20.1.2 电压基准控制寄存器335

20.2 温度传感器335

20.2.1 温度传感器的特性335

20.2.2 温度传感器的操作336

20.2.3 温度传感器的应用举例337

附录A 特殊功能寄存器一览表341

附录B 中断源一览表345

附录C CIP-51指令一览表347

附录D 模拟部件电气特性351

参考文献355