C51基础与应用实例.pdf

C51 基础与应用实例基础与应用实例 常喜茂 孔英会 付小宁 编著 Publishing House of Electronics Industry 北京BEIJING 北京市李史山胶印厂 内 容 简 介 本书通过多个典型应用实例详细地介绍了 C51 单片机各种应用设计，首先介绍了 C51 单片机开发的基础知识，然后通过多个非常具有实际应用价值的实例来介绍 C51 单片机各个模块的应用，最后介绍C51 单片机的几个典型的高级应用。本书语言通俗、实例丰富、代码分析详尽，有较强的实用性和参考价值，适合大专院校计算机、电子、电气、控制及相关专业学生学习参考，也可供单片机开发人员和系统设计人员参考使用。本书源代码可从华信教育资源网（教育网： 或公共网：）免费注册后下载。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 C51 基础与应用实例/常喜茂，孔英会，付小宁编著.北京：电子工业出版社，2009.1 ISBN 978-7-121-08052-4.C .常孔付 .单片微型计算机 .TP368.1 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2008）第 210385 号 责任编辑：田宏峰 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编：100036 开 本：7871 092 1/16 印张：26.5 字数：678 千字 印 次：2009 年 1 月第 1 次印刷 印 数：4 000 册 定价：49.80 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888。质量投诉请发邮件至，盗版侵权举报请发邮件至。服务热线：（010）88258888。前 言 C51 单片机由于其出色的性价比，以及具备简捷实用、系统完善的开发工具，使它的应用遍及各个领域。（1）在智能仪表中的应用。单片机广泛应用于各种仪器仪表，使仪器仪表实现智能化，并提高了测量的自动化程度和精度，简化了仪器仪表的硬件结构，提高了其性价比。（2）在机电一体化中的应用。机电一体化是指集机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化的特征，这是机械工业发展的方向。单片机作为产品中的控制器，发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，极大地提高了机器的自动化、智能化程度。（3）在实时控制中的应用。单片机广泛地用于各种实时控制系统中。例如，利用单片机作为控制器，在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统应用，可使系统保持在良好的工作状态，并提高系统的工作效率和产品质量。（4）在分布式多机系统中的应用。在复杂的系统中，通常采用分布式多机系统。多机系统通常由若干台功能各异的单片机组成，它们通过串行通信相互联系、协调工作，并完成各自特定的任务。（5）在人们生活中的应用。在人们的日常生活中，洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机等家用电器都应用了单片机，提高了智能化程度，增加了功能，使人们的生活更加方便和舒适，得到了人们的广泛接受。从上述五个方面可以看出，单片机的应用正在从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法，它已经替代了以前很多必须由模拟电路或数字电路实现的控制。随着单片机应用技术的推广普及，微控制技术必将不断发展，日益完善，更加充实。本书是一本基础加实例的图书，各章的内容包括：第 1 章C51 单片机基础，重点介绍C51 单片机的硬件基础知识；第 2 章Keil 8051 C编译器，主要介绍C51 的集成开发环境Vision3；第 3 章RTX51 实时操作系统，主要介绍RTX51 实时操作系统。第 4 章常用的单片机芯片介绍，主要介绍常用的 8 位单片机芯片；第 5 章键盘与显示实例，介绍几种典型的键盘与显示实例设计；第 6 章C51 单片机控制实例，主要介绍C51 单片机的一些典型的控制应用实例；第 7 章数据采集系统实例，主要介绍C51 单片机数据采集的应用实例；第 8 章通信实例，介绍几种典型的单片机通信实例；第 9 章综合应用实例，选择了一些C51 单片机典型的综合应用实例，包括I2C、GPS、USB、以太网等，这些实例具有很高的实际应用价值。本 书 源 代 码 可 从 华 信 教 育 资 源 网（教 育 网： 或 公 共 网：）免费注册后下载。本书主要由常喜茂、孔英会、付小宁编著，参加编写的人员还有姜艳波、兰婵丽、赵光、王波波、刘文涛、刘群、赵辉、吴丽、王烁、宋盟、丁玲、王丽娟、胡桂桃、姚国玲、王维晶、赵光，在此表示感谢！编 者 2008 年 11 月 V 目 录 第 1 章 C51 单片机基础（1）1.1 C51 单片机基本介绍（1）1.1.1 引脚功能说明（2）1.1.2 C51 单片机的特点（4）1.2 C51 单片机的内部结构 （5）1.2.1 CPU（5）1.2.2 存储器结构 （12）1.2.3 片内并行接口（18）1.3 C51 单片机定时/计数器 （20）1.3.1 定时/计数器结构（20）1.3.2 定时/计数器的方式控制字 （21）1.3.3 定时/计数器工作方式（22）1.4 单片机的工作方式（24）1.4.1 单片机的复位方式（25）1.4.2 程序执行方式（26）1.4.3 节电工作方式（27）1.4.4 EPROM 编程和校验方式（29）1.5 C51 单片机的指令系统 （30）1.5.1 计算机语言 （31）1.5.2 C51 单片机的寻址方式（32）1.5.3 C51 单片机的指令系统（38）1.5.4 指令系统中的符号说明（39）第 2 章 Keil 8051 C 编译器（54）2.1 系统概述（54）2.2 使用 Keil 开发（56）2.2.1 Vision3 项目管理窗口简介（56）2.2.2 Keil C51 开发过程 （60）2.2.3 Keil 的调试（66）2.3 汇编语言与 C 语言的混合使用（73）2.3.1 汇编语言与 C 语言的比较（73）2.3.2 C 语言中嵌入汇编语言（76）2.3.3 汇编语言程序调用 C 语言程序（79）第 3 章 RTX51 实时操作系统（82）3.1 RTX51 操作系统简介（82）3.1.1 实时操作系统（RTOS）（82）VI 3.1.2 RTX51 实时操作系统（82）3.2 软硬件需求与定义（89）3.3 RTX51 的功能函数（92）3.3.1 信号控制函数（93）3.3.2 任务控制函数（95）3.3.3 延时控制函数（96）3.4 建立 RTX51 Tiny 应用程序（98）第 4 章 常用的单片机芯片介绍（100）4.1 HOLTEK 公司 HT48XX 系列单片机介绍（100）4.1.1 HT48R05A-1 （100）4.1.2 HT48R50A-1 （101）4.1.3 HT48C50-1（103）4.2 Motorola 公司的 MC68HC08 系列单片机（104）4.2.1 MC68HC08AS32CFN （104）4.2.2 MC68HC08AS32FU（105）4.3 Philips 公司推出的改进型 C51 单片机 （107）4.3.1 产品性能 （107）4.3.2 内部框图及引脚说明（108）4.4 Atmel 公司的 AT89S 系列单片机（110）4.4.1 AT89S 系列单片机的特点（110）4.4.2 AT89S 系列单片机的引脚图及内部结构框图（111）第 5 章 键盘与显示实例（113）5.1 七段数码管显示（113）5.1.1 实例说明（113）5.1.2 七段数码管介绍（113）5.1.3 硬件电路设计（114）5.1.4 软件设计（116）5.2 单片机键盘程序（44 矩阵式）（118）5.2.1 实例效果说明（118）5.2.2 硬件电路设计（119）5.2.3 软件程序设计（119）5.3 单片机控制 LCD 显示（126）5.3.1 实例说明 （126）5.3.2 芯片介绍 （126）5.3.3 硬件设计 （129）5.3.4 软件设计 （129）5.4 带有存储功能的数显温度计 （139）5.4.1 实例说明 （140）5.4.2 芯片介绍 （140）VII 5.4.3 硬件电路设计（145）5.4.4 软件设计 （146）5.5 单片机实现数字电压表显示 （155）5.5.1 实例说明 （155）5.5.2 设计思路分析（155）5.5.3 硬件电路设计（155）5.5.4 软件设计 （156）第 6 章 C51 单片机控制实例（160）6.1 基于 ISD4004 芯片的语音录放设计（160）6.1.1 实例说明 （160）6.1.2 ISD4004 介绍（160）6.1.3 硬件设计 （168）6.1.4 软件设计 （168）6.2 单片机密码锁设计（174）6.2.1 实例说明 （174）6.2.2 设计思路分析（174）6.2.3 硬件电路设计（177）6.2.4 软件设计 （179）6.3 利用单片机 P1 口控制直流电动机（192）6.3.1 实例效果说明（192）6.3.2 74HC244 介绍（192）6.3.3 直流电动机 （194）6.3.4 硬件设计 （194）6.3.5 软件设计 （195）6.4 单片机实现智能充电器的设计（197）6.4.1 实例说明 （197）6.4.2 设计思路分析（198）6.4.3 芯片介绍 （199）6.4.4 硬件电路设计（204）6.4.5 软件设计 （206）6.5 基于 DS12C887 芯片的实时时钟日历显示（209）6.5.1 实例说明 （209）6.5.2 DS12C887 芯片说明 （209）6.5.3 硬件电路图设计（213）6.5.4 软件设计 （214）6.6 单片机实现步进式 PWM 信号输出 （217）6.6.1 实例说明 （217）6.6.2 设计思路分析（217）6.6.3 硬件电路设计（223）VIII 6.6.4 软件设计 （224）第 7 章 数据采集系统实例（227）7.1 基于 ADC0809 的并行 A/D 转换 （227）7.1.1 实例说明 （227）7.1.2 ADC0809 芯片介绍（227）7.1.3 硬件电路设计（230）7.1.4 软件设计 （231）7.2 基于 TLC549 的串行 A/D 转换（232）7.2.1 实例说明 （233）7.2.2 A/D 转换简介（233）7.2.3 TLC549 芯片介绍 （236）7.2.4 硬件电路设计（238）7.2.5 软件设计 （239）7.3 基于 MAX532 的串行 D/A 转换 （241）7.3.1 实例说明 （241）7.3.2 D/A 转换 （241）7.3.3 MAX532 芯片介绍（242）7.3.4 硬件原理图的设计（244）7.3.5 程序设计 （245）7.4 基于 DS18B20 的数字温度计设计（248）7.4.1 实例效果说明（248）7.4.2 DS18B20 芯片介绍（248）7.4.3 MAX7219 芯片介绍（252）7.4.4 硬件原理图的设计（253）7.4.5 软件设计 （255）7.5 基于双口 RAM 的单片机间通信（261）7.5.1 实例分析 （261）7.5.2 IDT7005 芯片介绍（261）7.5.3 硬件设计 （265）7.5.4 软件设计 （267）第 8 章 通信实例（272）8.1 单片机实现点对点的数据传输（272）8.1.1 实例说明 （272）8.1.2 串行通信 （272）8.1.3 MAX3232 芯片介绍（274）8.1.4 硬件原理图的设计（275）8.1.5 软件设计 （277）8.2 单片机实现短距离无线通信 （283）8.2.1 nRF401 介绍（283）IX 8.2.2 PTR2000 的介绍 （287）8.2.3 硬件设计 （288）8.2.4 软件设计 （290）第 9 章 综合应用实例（2