序

21世纪，全球全面进入了计算机智能控制/计算时代，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单片机在中国应用已有40多年的历史，绝大部分的工科院校的工科非计算机专业均有此必修课，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开发基于8051内核的STC系列单片机的巨大技术优势，是目前中国高校工科非计算机专业以国产STC介绍微机原理、单片机原理及应用的主要原因。
Intel 8051技术诞生于20世纪70年代，不可避免地面临技术落伍的危险，如果不对其进行大规模技术创新，我国的单片机教学与应用就会陷入被动局面。为此，我们对STC15系列单片机进行了全面的技术升级与创新。
1．一个芯片就是一个仿真器（IAP15F2K61S2/IAP15W4K58S4，人民币5元方便学校教学）。
2．不需外部晶振（内部时钟5～35MHz，ISP编程时可设置，工业级范围，温漂1%）。
3．不需外部复位（内置高可靠复位电路，ISP编程时可设多级复位门槛电压）。
4．大容量Flash程序存储器（可反复编程10万次以上，无法解密），容量从1～63.5KB可选。
5．大容量内部SRAM，128/256/512/1K/2K/4K字节可选。
6．ISP/IAP技术全球领导者，全部可在线升级，全部可用Flash实现EEPROM的功能。
7．对传统8051进行了提速，指令最快提高了24倍，平均快了6.8倍。
8．集成ADC/CCP/PWM（PWM还可当DAC使用，新增PWM带死区控制的STC15W4K32S4系列）。
9．集成2～4路超高速异步串行通信端口UART，分时复用可当5组使用。
10．集成1路高速同步串行通信端口SPI。
11．定时器（3～6个16位自动重装载定时器+2～3路CCP定时器），看门狗。
12．超强抗干扰，无法解密。
STC15F2K60S2单片机是宏晶科技的典型单片机产品，采用了增强型1T 8051内核，片内集成：60KB Flash程序存储器、1KB数据Flash（EEPROM）、2048字节RAM、3个16位可自动重装载的定时/计数器（T0、T1和T2）、可编程时钟输出功能、最多42根I/O口线、2个全双工超高速异步串行口（UART）、1个高速同步通信端口（SPI）、8通道10位ADC、3通道PWM/可编程计数器阵列/捕获/比较单元（PWM/PCA/CCU/DAC）、MAX810专用复位电路和硬件看门狗等资源。另外，STC15F2K60S2单片机内部还集成了高精度R/C时钟，可以省去外部晶振电路，单芯片就是最小应用系统，真正实现了一块芯片就是一台“单片微型计算机”的梦想。STC15F2K60S2单片机具有在系统可编程（ISP）功能，可以省去价格较高的专用编程器，开发环境的搭建非常方便。
引脚兼容的专用仿真芯片是IAP15F2K61S2，作为校企合作的代表，IAP15F2K61S2可直接当仿真器，特别适合教学，售价也只有5元人民币，同系列8-Pin的单片机STC15F100W，人民币只需0.89元。定时器只需要学习一种模式，模式0（16位自动重装载）即可，解决了8051单片机长期以来虽有四种模式，却定时不准或定时不够长的问题，并且对串行口也做了重大改进，既简单方便、误差小，速度又快（系统时钟频率/4/（65536-[T2H，T2L]））。
在中国民间草根企业掌握了Intel 8051单片机技术，以“初生牛犊不怕虎”的精神，击溃了欧美竞争对手后，正在向32位单片机前进。此时，欣闻官方国家队也已掌握了Intel 80386通用CPU技术，相信经过数代人的艰苦奋斗，我们一定会赶上和超过世界先进水平！
明知山有虎，偏向虎山行。
感谢Intel公司发明了经久不衰的8051体系结构，感谢孙月红老师的新书，保证了中国40多年的单片机教学与世界同步。


STC 创始人：姚永平          
    www.STCMCU.com    www.GXWMCU.com

 
前    言

单片机在我们的日常生活和工作中无处不在、无处不有：家用电器中的电子表、洗衣机、电饭煲、豆浆机、电子秤；住宅小区的监控系统、电梯智能化控制系统；汽车电子设备中的ABS、GPS、ESP、TPMS；医用设备中的呼吸机，各种分析仪，监护仪，病床呼叫系统；公交汽车、地铁站的IC卡读卡机、滚动显示车次和时间的LED点阵显示屏；计算机的外设，如键盘、鼠标、光驱、打印机、复印件、传真机、调制解调器；计算机网络的通信设备；智能化仪表中的万用表，示波器，逻辑分析仪；工厂流水线的智能化管理系统，成套设备中关键工作点的分布式监控系统；导弹的导航装置，飞机上的各种仪表等。
单片机经过几十年的发展与使用，单片机正朝着高性能、高集成度和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引脚的多功能化，以及低电压低功耗的开发与应用。当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，在智能控制、仪器仪表、PLC等方面得到了广泛的应用。
目前，国内不少教材仍使用经典的Intel公司的MCS51单片机进行讲解，本书选择国内比较流行、一块芯片就是一个最小系统的STC15系列单片机、编程语言采用C语言进行介绍。教师可登录宏晶公司www.stcmcu.com网站申请免费IAP15F2K61S2、IAP15W4K61S4芯片及U8程序下载器。各模块所需元件、电路原理图、演示实物图、调试程序、中高级学习板、演示文稿、学习视频等资料可通过网址http://jjauto.lingw.net查看。
本书编写得到南通国芯微电子有限公司姚永平的技术指导与支持，国家级特级教师李乃夫老师、潘玉山老师也给予帮助与指导。
本书由从事教学工作一线的教师编写，以项目为教学单元，贯彻“学中做、做中学”的学习理念，以实用、够用为主的指导原则。使用积木式的逻辑思维模式构建硬件，并实用性地介绍这些积木的使用，读者学完本课程项目后可以使用这些积木硬件开发很多实用性的小系统。读者根据书中列举的一个一个项目去完成，不需要过多地了解单片机元器件内部结构，可以揭开单片机神秘的面纱。
本书共13个项目，分别是：Keil C51软件的安装与应用、Proteus仿真软件的安装与使用、指示灯电路的制作与应用、单片机最小系统的制作、蜂鸣器电路的制作、流水灯电路的制作与应用、矩阵键盘的制作与应用、一位数码管电路的制作与应用、多位数码管电路的制作与应用、温度传感器DS18B20的应用、ADC/DAC模数转换的应用、电动机控制的应用、单片机综合应用分析。
本书由孙月红任主编，袁小平任副主编，许春香教授编写了项目1、2、3，王振宇老师编写了项目4，张耀文老师编写项目5，顾佳茗老师编写了项目8、9，叶勇盛老师编写了项目10、11、12，其他项目及附录由孙月红编写。程序经孙月红老师通过自做实物模块得到验证。袁小平教授对全书进行了审阅，验证了电路及其相关程序，同时对相关章节的内容提出了富有成效的修改意见。
鉴于一线教师教科研工作繁重，加之使用最新芯片进行调试，仅开发了STC15系列单片机芯片的很小部分功能，书中难免有错误或不妥之处，恳请广大同行及读者批评指正。
编  者