从51单片机DIY 四轴飞行器到优秀产品设计 STC15单片机实战指南 C语言版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第一部分 入门篇3

第1章 藉马歇门，踏神圣路：迈进STC15单片机的大门3

1.1 单片机概述3

1.1.1 单片机厂家简介4

1.1.2 STC15单片机简述5

1.2 为何要学习STC15单片机8

1.3 如何玩转单片机9

1.3.1 做有准备的人9

1.3.2 经验分享13

第2章 欲善其事，必利其器：软硬件平台的搭建和使用15

2.1 硬件平台——FSST15开发板15

2.1.1 FSST15开发板功能框图15

2.1.2 FSST15开发板基本配置16

2.2 开发环境——KeilμVision517

2.2.1 KeilμVision5的安装18

2.2.2 KeilμVision5中的工程创建过程20

2.3 我的第一个程序——点亮LED28

2.4 辅助开发工具28

2.4.1 CH340驱动的安装28

2.4.2 单片机编程软件——STC-ISP29

2.5 课后学习30

第二部分 初级篇33

第3章 端倪初现，小试牛刀：基本元器件与LED33

3.1 电阻的应用概述33

3.1.1 初识电阻33

3.1.2 电流与电阻的关系34

3.2 电容的应用概述36

3.2.1 初识电容36

3.2.2 电容的用途36

3.2.3 实例解说储能和滤波37

3.3 二极管的应用概述40

3.3.1 二极管的特性40

3.3.2 二极管的应用42

3.3.3 发光二极管43

3.4 三极管应用概述及使用误区44

3.4.1 三极管的基本开关电路44

3.4.2 开关三极管的使用误区46

3.5 MOS管的应用概述48

3.5.1 MOS管基础49

3.5.2 MOS管的应用50

3.6 运算放大器的基本应用51

3.6.1 负反馈51

3.6.2 同相放大电路51

3.6.3 反相放大电路52

3.7 STC15系列单片机的I/O口概述52

3.7.1 I/O口的工作模式及配置52

3.7.2 I/O口各种不同的工作模式结构框图53

3.8 LED的原理解析55

3.8.1 LED的原理说明55

3.8.2 LED的硬件电路55

3.9 LED的应用实例56

3.9.1 LED闪烁实例57

3.9.2 LED跑马灯实例58

3.9.3 LED流水灯实例60

3.10 课后学习62

第4章 排兵布阵，步步扣杀：模块化编程63

4.1 夯实基础——数值的换算以及逻辑运算63

4.1.1 各进制之间的换算关系63

4.1.2 数字电路和C语言中的逻辑运算64

4.2 简述单片机的开发流程66

4.3 Keil5的进阶应用——建模67

4.4 单片机的模块化编程71

4.4.1 模块化编程的说明71

4.4.2 用实践解释71

4.5 模块化编程的应用实例75

4.6 课后学习79

第5章 点段融合，一气呵成：C语言的编程规范与数码管的应用80

5.1 夯实基础——C语言的编程规范80

5.1.1 程序的排版81

5.1.2 程序的注释81

5.2 基于STC15的单片机最小系统82

5.2.1 电源82

5.2.2 晶体振荡电路（晶振）85

5.2.3 复位电路86

5.2.4 程序下载电路87

5.3 数码管的原理解析88

5.3.1 数码管的原理说明88

5.3.2 数码管的硬件电路设计89

5.3.3 知识拓展——74HC59590

5.3.4 数码管的真值表与基本的编程实例92

5.4 数码管的应用实例94

5.4.1 数码管的静态显示例程94

5.4.2 数码管的动态显示实例96

5.5 课后学习98

第6章 审时度势，伺机而动：C语言的数据类型与定时器的应用99

6.1 夯实基础——C语言的数据类型99

6.1.1 变量与常量99

6.1.2 变量的作用域100

6.1.3 变量的存储类别101

6.1.4 变量的命名规则102

6.2 STC15单片机的内部结构103

6.2.1 STC15单片机的内部结构103

6.2.2 中央处理器（CPU）104

6.2.3 只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）105

6.2.4 IAP15W4K58S4单片机的存储结构107

6.3 STC15单片机的定时器／计数器108

6.3.1 学习定时器／计数器之前的说明109

6.3.2 定时器／计数器T0、T1的寄存器110

6.3.3 定时器／计数器T0、T1的工作模式112

6.3.4 定时器的简单应用实例和初始化步骤总结113

6.4 IAP15W4K58S4单片机的可编程时钟输出115

6.5 定时器和时钟输出应用实例117

6.5.1 数码管的静态显示例程（定时器）117

6.5.2 可编程时钟输出例程118

6.6 课后学习119

第7章 当断不断，反受其乱：C语言的条件判断语句与中断系统120

7.1 夯实基础——C语言的条件判断语句120

7.1.1 if…else语句120

7.1.2 switch…case语句122

7.2 单片机省电模式和看门狗的应用122

7.2.1 省电模式122

7.2.2 看门狗124

7.2.3 LED灯闪烁是因为“狗”饿了125

7.2.4 要让系统运行正常必须实时“喂狗”126

7.3 单片机的中断系统126

7.3.1 单片机中断的产生背景和响应过程127

7.3.2 单片机中断系统的框架和中断源127

7.3.3 单片机中断系统的寄存器131

7.3.4 简单中断应用实例及与中断函数有关的知识点132

7.3.5 中断系统的优先级135

7.4 中断系统的应用实例138

7.4.1 数码管动态显示的基本应用实例138

7.4.2 数码管动态刷新的改进与消影140

7.5 课后学习143

第8章 举一反三，一呼百应：C语言的循环语句与串口的应用144

8.1 夯实基础——C语言的循环语句144

8.1.1 while循环144

8.1.2 do…while循环144

8.1.3 for循环145

8.2 通信接口模块146

8.2.1 通信接口的基本分类146

8.2.2 串行通信概述147

8.3 IAP15W4K58S4单片机的串行接口150

8.3.1 与串行通信相关的基本寄存器150

8.3.2 串口1的工作模式153

8.3.3 串口1工作模式1的波特率计算155

8.3.4 串口1的应用实例156

8.4 RS-232通信接口概述159

8.4.1 RS-232C串口通信标准与接口定义159

8.4.2 RS-232C通信接口的电平转换160

8.5 USB转串口通信162

8.6 通过串口实现数据互传的应用实例163

8.7 课后学习168

第9章 稳扎稳打，步步为营：C语言的数组、字符串与按键的应用169

9.1 夯实基础——C语言的数组、字符串169

9.1.1 数组169

9.1.2 字符串170

9.2 IAP15W4K58S4单片机的可编程计数器阵列171

9.2.1 CCP/PCA/PWM内部结构概述171

9.2.2 CCP/PCA/PWM的捕获模式应用实例172

9.2.3 CCP/PCA/PWM的16位软件定时器模式应用实例173

9.2.4 CCP/PCA/PWM的高速脉冲输出模式应用实例174

9.3 按键的处理方法174

9.3.1 独立按键介绍174

9.3.2 矩阵按键的组成175

9.3.3 触摸按键概述176

9.3.4 A/D采样方式的按键177

9.4 独立按键扫描方法及消抖原理178

9.4.1 独立按键的扫描方法178

9.4.2 键盘消抖的基本原理179

9.4.3 带消抖的按键应用程序180

9.5 矩阵按键的扫描方法和状态机181

9.5.1 矩阵按键的扫描方法181

9.5.2 状态机概述182

9.5.3 状态机法的按键检测183

9.5.4 基于状态机的独立按键扫描法184

9.6 按键扫描的应用实例188

9.6.1 行扫描法的矩阵按键应用实例189

9.6.2 高低电平翻转法的矩阵按键应用实例193

9.6.3 基于状态机的矩阵按键应用实例194

9.7 课后学习195

第10章 包罗万象，森然洞天：C语言的函数与液晶的基本应用196

10.1 夯实基础——C语言的函数196

10.1.1 函数的定义和应用196

10.1.2 函数的分类及命名规则196

10.2 Keil5的软件仿真、硬件仿真及延时198

10.2.1 基于Keil5的软件仿真应用实例199

10.2.2 软件仿真与延时203

10.2.3 基于Keil5与IAP系列单片机的硬件仿真应用实例204

10.3 1602液晶的应用概述206

10.3.1 1602液晶模组和电路设计206

10.3.2 1602液晶的控制指令和时序图208

10.3.3 1602液晶的基本应用实例212

10.4 1602液晶的应用实例215

10.4.1 1602液晶移屏指令215

10.4.2 液晶CGRAM的操作实例216

10.4.3 串口和1602液晶的综合应用实例218

10.5 课后学习226

第11章 沙场点兵，见风使舵：C语言的指针与LED点阵屏的应用227

11.1 夯实基础——C语言的指针227

11.1.1 指针的基本用法227

11.1.2 指针与数组228

11.1.3 指针与函数230

11.2 同步串行外围接口（SPI）的应用概述231

11.2.1 SPI介绍231

11.2.2 单片机内部SPI的寄存器232

11.2.3 SPI的数据通信方式与时序图234

11.2.4 SPI的应用模式与串行Flash的应用实例236

11.3 LED点阵屏的原理及应用237

11.3.1 LED点阵屏的内部原理237

11.3.2 LED点阵屏的硬件电路设计238

11.3.3 LED点阵屏的基本显示实例239

11.4 LED点阵屏的应用实例241

11.4.1 通过移屏方式显示字符——I？U241

11.4.2 LED点阵屏的移屏简易算法246

11.5 课后学习251

第三部分 中级篇255

第12章 一脉相承，本源同宗：I2C总线与库开发255

12.1 I2C总线的通信协议255

12.1.1 对I2C总线的初步认识255

12.1.2 I2C总线的时序格式257

12.2 AT24C02的基本应用259

12.2.1 AT24C02的简述和硬件电路设计259

12.2.2 AT24C02的通信协议与时序图260

12.2.3 基于AT24C02的I2C总线协议与软件分析263

12.3 复合数据类型268

12.3.1 结构体268

12.3.2 枚举270

12.3.3 typedef关键字的应用271

12.4 STC15系列单片机内部E2PROM的应用272

12.4.1 与单片机内部E2PROM有关的寄存器272

12.4.2 单片机内部E2PROM的应用实例274

12.5 库函数与应用实例274

12.5.1 STC15系列库函数274

12.5.2 库函数的应用实例278

12.6 课后学习290

第13章 重峦叠嶂，矩阵方形：PWM的初步认识与相关应用291

13.1 PWM的初步认识291

13.2 利用可编程计数阵列产生PWM292

13.2.1 脉宽调制模式（PWM）293

13.2.2 利用CCP/PCA输出PWM的应用实例294

13.2.3 利用CCP/PCA高速脉冲输出功能实现两路PWM296

13.2.4 用T0输出PWM300

13.3 增强型高精度PWM的基本应用304

13.3.1 与高精度PWM相关的功能寄存器304

13.3.2 蜂鸣器和PWM的应用实例307

13.3.3 LED灯和PWM的应用实例308

13.4 常用的电动机驱动方式310

13.4.1 对电动机驱动芯片L298的初步认识310

13.4.2 H桥驱动电路简介312

13.5 三种常用电动机的驱动方法312

13.5.1 直流电动机312

13.5.2 简易步进电动机及其应用313

13.5.3 舵机的基本操作实例317

13.6 课后学习321

第14章 亦步亦趋，咫尺天涯：数模（D/A）与模数（A/D）的转换322

14.1 D/A和A/D转换的初步介绍322

14.1.1 D/A转换原理322

14.1.2 A/D转换原理325

14.2 STC15单片机内部的ADC330

14.2.1 STC15系列单片机内部ADC的结构330

14.2.2 与ADC有关的寄存器332

14.2.3 ADC的简单应用实例334

14.3 基于ADC的独立按键检测339

14.4 电容感应式触摸按键（PWM+ADC）340

14.5 基于PWM与RC滤波器的SPWM345

14.6 课后学习351

第15章 狂风暴雨，定海神针：逻辑分析仪与红外编解码352

15.1 Saleae逻辑分析仪352

15.1.1 示波器和逻辑分析仪的比较352

15.1.2 逻辑分析仪的工作原理和分类353

15.1.3 逻辑分析仪概述355

15.1.4 Saleae逻辑分析仪的使用步骤357

15.2 红外遥控的原理361

15.3 红外解码过程分析364

15.4 红外解码的具体实现例程366

15.5 红外编码与发射的过程分析374

15.6 红外编码与发射的应用例程375

15.7 课后学习376

第16章 有的放矢，运筹帷幄：RTX51 Tiny实时操作系统377

16.1 实时操作系统概述377

16.2 RTX51 Tiny操作系统378

16.2.1 RTX51 Tiny操作系统概述378

16.2.2 任务程序的分类380

16.2.3 RTX51 Tiny的工作原理381

16.2.4 RTX51 Tiny的配置384

16.2.5 RTX51 Tiny的使用步骤386

16.2.6 RTX51 Tiny的常用函数388

16.3 RTX51 Tiny的应用实例392

16.3.1 流星慧灯（基于RTX51 Tiny）392

16.3.2 简易交通灯（基于RTX51 Tiny）397

16.4 课后学习401

第17章 按图索骥，彗泛画涂：PCB的基本知识与软件学习402

17.1 PCB设计流程402

17.2 PCB特性与设计规则405

17.2.1 PCB板材类型405

17.2.2 PCB布局与布线规则406

17.2.3 PCB封装元件的线宽408

17.3 绘制PCB的软件介绍409

17.3.1 Altium Designer 2014使用方法410

17.3.2 PADS 9.5 的使用过程417

17.4 课后学习427

第四部分 高级篇431

第18章 范水模山，双管齐下：串口扩展与一键自动下载项目431

18.1 软件模拟串口应用实例431

18.1.1 使用定时器0软件模拟一个全双工串口431

18.1.2 使用两路PCA模拟一个全双工串口437

18.2 一键自动下载项目的功能要求与设计思想442

18.3 一键自动下载项目的硬件电路设计443

18.3.1 下载模式切换控制核心——STC15W104E443

18.3.2 开关电路的设计444

18.4 一键自动下载项目的软件编程444

18.5 课后学习452

第19章 地无遗利，心随你动：项目开发与多功能收音机453

19.1 RDM项目管理作业流程453

19.1.1 项目要求与需求分析453

19.1.2 项目立项与评估454

19.1.3 项目分工和总体的结构框架455

19.2 技术准备与难关突破456

19.3 温度传感器——LM75A456

19.3.1 LM75A的寄存器列表459

19.3.2 LM75A的I2C硬件接口电路462

19.3.3 LM75A的通信协议与时序特性462

19.3.4 LM75A的应用实例与软件分析464

19.4 实时时钟——PCF8563T465

19.4.1 PCF8563T的功能特点465

19.4.2 PCF8563T的内部寄存器467

19.4.3 PCF8563F的IC硬件接口电路468

19.4.4 PCF8563F的通信协议与时序特性469

19.5 程序总体框架和功能划分469

19.6 各个子功能和总体程序的编写470

19.7 课后学习474

第20章 天上天下，唯它独尊：PID算法与四轴飞行器的设计475

20.1 PID算法475

20.1.1 PID算法概述475

20.1.2 PID算法的分类与应用实例478

20.1.3 位置式PID算法482

20.2 四轴飞行器硬件模型的建立486

20.2.1 搭建四轴飞行器的主板486

20.2.2 搭建四轴飞行器的遥控器492

20.3 四轴飞行器的软件算法492

20.3.1 四轴飞行器的运行状况与电动机转动的关系492

20.3.2 PID控制电动机的参数整定494

20.3.3 四元数与滤波算法496

20.4 四轴飞行器主板的综合程序502

20.5 四轴飞行器遥控器的综合程序532

20.6 课后学习532