前    言
STC系列单片机传承于Intel8051单片机，但在传统8051单片机框架基础上注入了新鲜血液，焕发出新的“青春”。STC宏晶科技对8051单片机进行了全面的技术升级与创新：全部采用Flash技术（可反复编程10万次以上）和ISP/IAP（在系统可编程/在应用可编程）技术；针对抗干扰进行了专门设计，超强抗干扰；进行了特别加密设计，如宏晶STC15系列单片机现无法解密；对传统8051进行了全面提速，指令速度最快提高了24倍；大幅提高了集成度，如集成了A/D、CCP/PCA/PWM（PWM还可当D/A使用）、高速同步串行通信端口SPI、高速异步串行通信端口UART（如宏晶STC15W4K58S4系列集成了4个串行口）、定时器（STC15W4K58S4系列最多可实现7个定时器）、看门狗、内部高精准时钟（±1%温飘，  -40℃～+85℃之间，可彻底省掉外部昂贵的晶振）、内部高可靠复位电路（可彻底省掉外部复位电路）、大容量SRAM（如STC15W4K58S4系列集成了4K字节的SRAM）、大容量EEPROM、大容量Flash程序存储器等。STC单片机的在线下载编程和在线仿真功能以及分系列的资源配置，增加了单片机型号的选择性，可根据单片机应用系统的功能要求选择合适的单片机，从而降低单片机应用系统的开发难度与开发成本，使得单片机应用系统更加简单、高效，提高了单片机应用产品的性能价格比。
STC作为中国本土MCU的领航者，从2006年诞生起，现已发展了STC89/90系列、STC10/11系列、STC12系列、STC15系列。2014年4月，宏晶科技重磅推出了STC15W4K32S4系列单片机，宽电源电压范围，能在2.4～5.5V电压范围内工作；无须转换芯片，STC15W4K32S4单片机可直接与PC机的USB接口相连进行通信；集成了更多的数据存储器、定时/计数器以及串行口；集成了更多的高功能部件（如比较器、专用PWM模块）；开发了功能强大的STC-ISP在线编程软件工具，除可进行在线编程以外，还包括在线仿真器制作、脱机编程工具的制作、加密传输、项目发布、各系列单片机头文件的生成、串行口波特率的计算、定时器定时程序的设计、软件延时程序的设计等工具，给学习者或单片机应用的生产者带来了极大的便捷与高效。
本教材选用STC最新系列STC15W4K32S4系列的IAP15W4K58S4单片机作为主讲机型，系统地介绍了IAP15W4K58S4单片机的硬件结构、指令系统与应用编程。
STC系列单片机的指令系统和标准的8051内核完全兼容，因此，原来讲解8051单片机的师资力量可以充分发挥以前讲解单片机原理及应用课程的经验；对于具有8051单片机知识的读者，也不存在转型困难的问题。
教材力求实用性、应用性与易学性，以提高读者的工程设计能力与实践动手能力为目标。本书具有以下几方面的特点；
（1）单片机机型贴近生产实际：STC单片机是我国8位单片机应用中市场占有率最高的，更难能可贵的是，STC单片机是我国本土的MCU。
（2）采用“双”语言编程：在绝大多数应用程序的编程中，采用汇编语言和C语言（C51）对照编程。采用汇编语言程序设计的学习更有利于加强对单片机的理解；而C51在功能、结构上以及可读性、可移植性、可维护性都有非常明显的优势。
（3）理论联系实际，在学习单片机指令系统前的第3章就专门介绍了单片机应用的开发工具，贯穿程序的编辑、编译、下载与调试。强化单片机知识的应用性与实践性，不论是一条指令，或若干条指令，或一个程序段都可以用开发工具进行仿真调试或在线联机调试。
（4）强化单片机应用系统的概念，学习单片机就是为了能开发与制作有具体意义的单片机应用系统，第15章介绍了单片机基本的外围接口技术与典型单片机应用系统的设计与开发。
（5）在本教材的编写中，直接与STC单片机的创始人姚永平先生进行密切沟通与交流，姚永平先生亲自担任本教材的主审，确保了教材内容的系统性与正确性。
（6）本教材例题基于STC官方STC15学习板开发，本教材是宏晶科技STC单片机大学推广计划的合作教材，也是全国信息技术应用水平大赛“STC”杯单片机系统设计大赛的推荐用书。
本书由丁向荣、陈崇辉编著，其中，第1章～第10章、附录1～附录7由丁向荣编写，第11～第15章由陈崇辉编写。深圳宏晶科技有限公司技术部工程人员在技术上给予了大力支持和帮助，STC单片机创始人姚永平先生担任主审，对全书进行了认真审阅，并提出了宝贵意见。在此。对所有提供帮助的人表示感谢！
由于编者水平有限，书中定有疏漏和不妥之处，敬请读者不吝指正！书中相关勘误或信息也会动态地公布在STC官网上：www.stcmcu.com。您有什么建议，以及教学中需要程序源代码的，可发电子邮件到：dingxiangrong65@163.com，与作者进一步沟通与交流。

                                                             编  者
                                                  2014.12于广州

序
21世纪全球全面进入了计算机智能控制/计算/通信（物联网）时代，而其中的一个重要方向就是以单片机为代表的嵌入式计算机控制/计算。由于最适合中国工程师/学生入门的8051单片机已有30多年的应用历史，绝大部分工科院校均有此必修课，有几十万名对该单片机十分熟悉的工程师可以相互交流开发/学习心得，有大量的经典程序和电路可以直接套用，从而大幅降低了开发风险，极大地提高了开发效率，这也是STC.宏晶科技/南通国芯微电子有限公司生产基于8051指令系列单片机产品的巨大优势。
Intel 8051技术诞生于20世纪70年代，不可避免地面临着落伍的危险，如果不对其进行大规模创新，我国的单片机教学与应用就会陷入被动局面。为此，STC.宏晶科技对8051单片机进行了全面的技术升级与创新，经历了STC89/90、STC10/11、STC12、STC15系列，累计发布上百种产品：全部采用Flash技术（可反复编程10万次以上）和ISP/IAP（在系统可编程/在应用可编程）技术；针对抗干扰进行了专门设计，超强抗干扰；进行了特别加密设计，如STC15系列现无法解密；对传统8051进行了全面提速，相同时钟频率指令平均快7倍，最快指令速度提高了24倍，时钟从传统的12MHz提高到最快可达30MHz；大幅提高了集成度，如集成了A/D、CCP/PCA/PWM（PWM还可当D/A使用）、高速同步串行通信端口SPI、4个高速异步串行通信端口UART、5个定时器/计数器、看门狗、内部高精准时钟（±1%温飘，-40℃～+85℃之间，可彻底省掉外部昂贵的晶振）、内部高可靠复位电路（可彻底省掉外部复位电路）、大容量SRAM、大容量EEPROM、大容量Flash程序存储器等。针对大学教学，现STC15系列一个单芯片就是一个仿真器（IAP15W4K58S4），定时器改造为支持16位自动重载（学生只需学一种模式），串行口通信波特率计算改造为[系统时钟/4/(65536-重装数)]，极大地简化了教学，针对实时操作系统RTOS推出了不可屏蔽的16位自动重载定时器（定时器0的模式3），并且在最新的STC-ISP烧录软件中提供了大量的贴心工具，如范例程序/定时器计算器/软件延时计算器/波特率计算器/头文件/指令表/Keil仿真设置等。
封装也从传统的PDIP40发展到DIP8/DIP16/DIP20/SKDIP28，SOP8/SOP16/SOP20/ SOP28，LQFP32/LQFP48/LQFP64S/LQFP64L，TSSOP20/TSSOP28，DFN8/QFN28/QFN32/ QFN48/QFN64，芯片的I/O口从6个到62个不等，价格从0.89元到5.9元不等，极大地方便了客户选型和设计。
2014年4月，STC宏晶科技重磅推出了STC15W4K32S4系列单片机，宽电压工作范围，不需任何转换芯片，STC15W4K32S4系列单片机可直接通过电脑USB接口进行ISP下载编程，集成了更多的SRAM（4K字节）、定时器7个（5个普通定时器+CCP定时器2）、串口（4个），集成了更多的高性能部件（如比较器、带死区控制的6路15位专用PWM等）；开发了功能强大的STC-ISP在线编程软件，包含了项目发布、脱机下载、RS-485下载、程序加密后传输下载、下载需口令等功能，并已申请专利。
IAP15W4K58S4一个芯片就是一个仿真器（OCD，ICE），是全球第一个实现一个芯片就可以仿真的（彻底抛弃了J-Link/D-Link），一个仿真器售价仅5.6元，有SOP28/SKDIP28/ LQFP32/PDIP40/LQFP44/LQFP48/LQFP64S/LQFP64L等封装型式。
STC大学计划
STC全力支持我国的单片机/嵌入式系统教育事业，STC大学计划正如火如荼地进行中，陆续开展向普通高等学校电子信息/自动化/物联网等相关专业赠送可仿真的STC15系列实验箱＜仿真芯片IAP15W4K58S4＞，共建STC高性能单片机联合实验室，本教材为STC大学计划的合作教材，也是STC杯单片机系统设计大赛的推荐教材。
部分已建和在建的高校：上海交通大学、西安交通大学、浙江大学、武汉大学、华中科技大学、中山大学、吉林大学、山东大学、哈尔滨工业大学、天津大学、同济大学、湖南大学、兰州大学、东北大学、西北农林科技大学、中国海洋大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、北京理工大学、南京理工大学、华东理工大学、太原理工大学、东华理工大学、哈尔滨理工大学、哈尔滨工程大学、北京化工大学、北京工业大学、东华大学、苏州大学、江南大学、扬州大学、南通大学、宁波大学、深圳大学、杭州电子科技大学、桂林电子科技大学、西安电子科技大学、成都电子科技大学、华北电力大学、南京邮电大学、西安邮电大学、天津工业大学、中国石油大学、中国矿业大学等国内著名985/211/及电类本科高校，以及广东轻工职业技术学院、深圳信息职业技术学院、深圳职业技术学院等著名的职业高校。
对大学计划与单片机教学的看法
STC大学计划有步骤地向前推进中：第九届“STC杯单片机系统设计大赛”刚成功落幕，全国数百所高校的近1100支队伍参赛；在国内上百所大学建立了联合实验室；上海交通大学、西安交通大学、浙江大学、山东大学、哈尔滨工业大学、成都电子科技大学等著名高校的多位知名教授也正在基于STC 1T 8051创作全新的教材。多所高校每年都有用STC单片机进行的全校创新竞赛，如杭州电子科技大学、湖南大学、山东大学等。
现在学校的学生到底应该先学32位的微控制器好还是8位的8051单片机好？我觉得应该是从8位的8051单片机入门比较合适。因为现在大学嵌入式课程一般只有64个学时，甚至只有48个学时，学生能把8051单片机学懂，真正能做出产品，工作以后就能触类旁通了。但如果也只给48个学时去学ARM，学生不能完全学懂，最多只能搞些函数调用，没有意义，培养不出真正能动手的人才，嵌入式第一门课就将学生吓倒，可能他终生也不会再碰嵌入式开发了，所以我们要培养学生的信心，而不是唱高调，伤害了他们。所以大家反思说，大一大二还是应该先以8位单片机入门，大三时学有余力的学生再选修32位的嵌入式课程。C语言要与8051单片机融合教学，大一第一学期就要开始学，现在有些中学的课外兴趣小组多在学STC的8051 + C语言。工科非计算机专业的学生不要在大一时全是数学、物理、英语…，学生一进大学的门，跟高中一样，又不知道自己本专业能干啥，就放羊啊！所以C语言和单片机要提前学。
对大学工科非计算机专业C语言教学的看法
再讲讲C语言，现在工科非计算机专业讲C语言的书大多是空中飘着，落不到地，学完之后不知道干什么。以前我们学BASIC/C，学完用DOS系统，也在DOS下开发软件。现在学生学完C，要从Windows去返回DOS运行，学的C也不能在8051上运行。嵌入式C语言有多个版本，国内Keil C 流行，现我们也在开发我们中国人自己的C编译器。现在学标准C语言，没办法落地了，学完了，PC上干不了事，单片机上也动不了。我们现在推教学改革将单片机和C语言（嵌入式C，面向控制的C）放在一门课中讲，在大一的第一学期就讲，学生学完后就知道他将来能干啥了，大一的第二学期再开一门Windows下的C++开发，正好我们的单片机 C语言给他打基础。学生学完模电/数电（FPGA）/数据结构/RTOS（实时操作系统）/传感器原理/自动控制原理/数字信号处理等后，在大三再开一门综合电子系统设计，这样就能循序渐进地培养出真正能动手的人才了。
我们现在主要的工作是推动中国工科非计算机专业高校教学改革，研究成果的具体化，就是大量高校创新教材的推出。丁向荣老师编写的这本教材，就是我们高校教学改革研究成果的具体体现。希望能在我们这一代人的努力下，让我们中国的嵌入式单片机系统设计全球领先。
感谢Intel公司发明了经久不衰的8051体系结构，感谢丁向荣老师的新书，保证了中国30年来的单片机教学与世界同步。
我们将本教材确定为STC大学计划推荐教材、STC单片机系统设计大赛推荐教材，采用本书作为教材的高校将优先免费获得我们可仿真的STC15系列实验箱的支持＜主控芯片IAP15W4K58S4＞。
最后，为了中华民族的伟大复兴，让我们一起——明知山有虎，偏向虎山行!

STC MCU Limited：Andy.姚
www.STCMCU.com  www.GXWMCU.com
2015/4/15