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第1章 概述1

1.1 C8051F系列单片机简介1

1.1.1 C8051F系列单片机的诞生1

1.1.2 C8051F系列单片机的组成2

1.1.3 C8051F系列单片机的特点3

1.2 C8051F系列单片机分类4

1.2.1 通用型4

1.2.2 超微型6

1.2.3 CAN型7

1.2.4 精确AD型7

1.2.5 USB型9

1.2.6 高速型10

第2章 C8051F单片机结构及原理13

2.1 C8051F的CIP-51内核13

2.1.1 CIP-51内核的组成及结构13

2.1.2 CIP-51内核的特点13

2.1.3 CIP-51内核的基本部件14

2.2 C8051F单片机的结构与原理15

2.2.1 C8051F02x单片机的组成与结构15

2.2.2 引脚定义及功能18

2.2.3 C8051F单片机的工作原理23

2.2.4 C8051F单片机的电特性24

2.3 存储器26

2.3.1 存储器结构和地址空间26

2.3.2 程序存储器27

2.3.3 数据存储器35

2.3.4 专用寄存器SFR37

2.4 时钟管理系统44

2.4.1 CPU时序及有关概念44

2.4.2 振荡器和时钟电路45

2.4.3 内部振荡器46

2.4.4 外部振荡器47

2.5 复位电路和复位源50

2.5.1 复位电路50

2.5.2 复位源寄存器51

2.5.3 上电复位53

2.5.4 掉电复位54

2.5.5 外部复位54

2.5.6 软件强制复位54

2.5.7 时钟失效检测器复位54

2.5.8 比较器0复位55

2.5.9 外部CNVSTR引脚复位58

2.5.10 看门狗定时器（WDT）复位58

2.6 C8051F系列单片机的低功耗方式60

2.6.1 电源管理方式简介60

2.6.2 电源控制寄存器PCON60

2.6.3 待机方式62

2.6.4 停机方式62

2.6.5 降低频率和电压的方法63

思考与练习64

第3章 指令系统与程序设计65

3.1 指令系统简介65

3.2 寻址方式66

3.2.1 符号约定66

3.2.2 寻址方式说明67

3.3 指令系统分类介绍71

3.3.1 数据传送类指令71

3.3.2 算术运算类指令76

3.3.3 逻辑操作类指令79

3.3.4 控制转移类指令81

3.3.5 位操作类指令85

3.4 汇编语言程序87

3.4.1 程序设计语言87

3.4.2 汇编语言规范88

3.4.3 汇编语言的一般编写格式93

3.4.4 汇编语言程序设计举例94

3.5 C语言程序96

3.5.1 C语言的主要优点96

3.5.2 C语言使用的工具96

3.5.3 C51与C语言的主要不同点97

3.5.4 C51编程实例100

思考与练习103

第4章 输入输出端口105

4.1 输入输出端口的基本结构与原理105

4.1.1 输入输出端口的基本结构105

4.1.2 低输入输出端口功能与原理106

4.1.3 输入输出引脚的电气特性108

4.2 低端口的配置寄存器108

4.2.1 输入输出端口功能选择寄存器108

4.2.2 输入输出端口输出方式寄存器112

4.2.3 输入输出端口数据寄存器113

4.2.4 中断标志寄存器P3IF114

4.3 低端口的配置115

4.3.1 低端口的引脚分配115

4.3.2 配置端口引脚的输出方式117

4.3.3 配置端口引脚为数字输入117

4.3.4 配置端口1的引脚为模拟输入118

4.3.5 外部存储器接口引脚分配118

4.3.6 低端口配置与应用举例118

4.4 高端口（P4～P7）的配置122

4.4.1 高端口的特殊功能寄存器123

4.4.2 高端口的配置125

4.4.3 高端口应用举例126

4.5 外部数据存储器接口126

4.5.1 外部存储器接口的寄存器126

4.5.2 配置外部存储器接口的方法128

4.5.3 复用和非复用选择128

4.5.4 存储器模式129

4.5.5 XRAM的寻址方法131

4.5.6 C8051F的时序132

4.5.7 扩展并行RAM举例136

4.6 其他型号的输入输出端口141

4.6.1 输入输出端口的基本结构141

4.6.2 端口的特殊功能寄存器141

4.6.3 输入输出端口的配置145

4.6.4 输入输出端口应用举例146

思考与练习148

第5章 定时／计数器149

5.1 定时／计数器概述149

5.1.1 定时／计数器的工作原理149

5.1.2 定时器时钟控制寄存器150

5.1.3 定时器的工作方式151

5.2 定时／计数器T0、T1概述151

5.2.1 定时／计数器T0、T1的结构与原理151

5.2.2 定时／计数器的寄存器152

5.2.3 定时／计数器的初始化154

5.3 定时／计数器T0、T1的工作方式155

5.3.1 方式0155

5.3.2 方式1156

5.3.3 方式2156

5.3.4 方式3156

5.3.5 定时／计数器初值的确定方法158

5.3.6 定时器T0、T1应用举例158

5.4 定时／计数器T2159

5.4.1 T2的寄存器160

5.4.2 T2的工作方式161

5.4.3 应用例题164

5.5 定时器T3166

5.5.1 T3的工作原理166

5.5.2 定时器3的特殊功能寄存器166

5.5.3 定时器3的工作方式168

5.6 定时器T4168

5.6.1 T4的寄存器168

5.6.2 T4的工作方式［2］170

5.7 可编程计数器阵列173

5.7.1 PCA计数／定时器的结构与原理173

5.7.2 PCA的特殊工作寄存器175

5.7.3 PCA捕捉／比较模块的工作方式178

5.7.4 PCA的中断183

5.7.5 PCA应用举例183

思考与练习187

第6章 中断系统189

6.1 概述189

6.1.1 中断的概念189

6.1.2 引进中断技术的优点189

6.1.3 中断源190

6.1.4 中断系统的功能190

6.2 C8051F单片机的中断系统191

6.2.1 中断源及中断向量（中断入口）191

6.2.2 中断控制寄存器194

6.2.3 中断标志197

6.2.4 中断优先级设定199

6.3 中断处理过程202

6.3.1 中断响应202

6.3.2 中断处理203

6.3.3 中断返回204

6.3.4 中断响应时间204

6.4 中断程序的设计与应用204

6.4.1 中断程序的一般设计方法204

6.4.2 中断程序应用举例207

思考与练习210

第7章 UART串行接口211

7.1 串行通信概述211

7.1.1 异步通信简介211

7.1.2 串行通信方式212

7.2 C8051F的UART串行口简介213

7.2.1 串行口结构与工作原理213

7.2.2 串行口控制寄存器215

7.2.3 C8051F的帧格式218

7.2.4 波特率的设置218

7.3 串行通信工作方式221

7.3.1 方式0221

7.3.2 方式1221

7.3.3 方式2和方式3222

7.3.4 多机通信222

7.3.5 增强型UART多机通信224

7.3.6 错误检测224

7.4 串行口应用举例225

7.4.1 用串行口扩展输入／输出端口225

7.4.2 用串行口进行异步通信226

思考与练习232

第8章 SPI串行接口233

8.1 SPI串行接口简介233

8.1.1 SPI串行接口的特点233

8.1.2 SPI串行接口结构与工作原理233

8.1.3 引脚信号说明235

8.1.4 SPI串行接口特殊功能寄存器236

8.2 SPI的串行通信238

8.2.1 工作方式238

8.2.2 串行时钟240

8.2.3 SPI的系统配置241

8.2.4 错误标志及处理242

8.3 SPI串行接口应用举例243

思考与练习247

第9章 SMBus串行总线248

9.1 SMBus串行通信概述248

9.1.1 SMBus串行通信的特点248

9.1.2 SMBus总线串行接口结构与工作原理249

9.1.3 SMBus总线传输时序251

9.1.4 SMBus传输协议252

9.2 SMBus特殊功能寄存器［2］253

9.2.1 控制寄存器SMB0CN253

9.2.2 时钟速率寄存器SMB0CR255

9.2.3 数据寄存器SMB0DAT255

9.2.4 地址寄存器SMB0ADR256

9.2.5 状态寄存器SMB0STA256

9.3 SMBus串行通信方式［2］258

9.3.1 主发送方式258

9.3.2 主接收方式259

9.3.3 从发送方式259

9.3.4 从接收方式260

9.4 SMBus总线应用举例260

9.4.1 AT24CXX系列EEPROM简介261

9.4.2 SMBus应用实例264

思考与练习272

第10章 C8051F的模／数与数／模转换器273

10.1 模／数转换概述273

10.1.1 模／数转换的主要技术指标273

10.1.2 C8051F系列单片机模／数转换的主要特点和技术指标274

10.1.3 模／数转换模块的结构与原理275

10.2 模／数转换寄存器278

10.2.1 10/12位的ADC0特殊功能寄存器278

10.2.2 8位ADC的特殊功能寄存器284

10.3 模／数转换的工作方式及应用287

10.3.1 12/10位ADC的工作方式［2］287

10.3.2 8位ADC1的工作方式289

10.3.3 数据存放形式289

10.3.4 ADC可编程越限检测器290

10.3.5 ADC的建立时间［2］293

10.3.6 模／数转换应用举例293

10.4 数／模转换298

10.4.1 数／模转换的主要技术指标298

10.4.2 DAC的结构及原理299

10.4.3 数／模转换的特殊功能寄存器301

10.4.4 数／模转换的输出更新方式302

10.4.5 数／模转换应用举例303

10.5 电压基准304

10.5.1 电压基准电路结构及原理［2］304

10.5.2 电压基准的设置306

10.5.3 ADC的外部电压基准设置308

思考与练习308

第11章 开发环境和开发方法简介309

11.1 集成开发环境简介309

11.1.1 SilabsIDE的主要优点309

11.1.2 SilabsIDE的工作原理310

11.1.3 C8051F的开发套件311

11.1.4 开发环境的安装312

11.2 Silabs IDE操作指南313

11.2.1 Silabs IDE主界面313

11.2.2 Silabs IDE操作步骤314

11.2.3 Silabs IDE的特殊功能319

11.3 Silabs IDE的配置向导320

11.3.1 配置向导简介320

11.3.2 配置向导的方法321

11.4 调试应用实例324

附录1 C8051F指令表330

附录2 C8051F单片机选型表335

参考文献341