STM8实战

本书是一本介绍如何使用意法公司推出的集成开发环境STVD、配合使用意法公司的ST-LINK/V2在线仿真/编程器完成STM8系列单片机开发的入门书籍。全书以STM8主流系列大容量产品STM8S208RB单片机为例，对STM8S系列单片机的片内功能、开发环境、功能模块以及接口电路等方面做了详细介绍。本书也是一本零基础入门单片机C语言开发的实践指导书。

高显生，男，1972年出生，电气工程师，骨灰级单片机爱好者，长期热衷于单片机公益培训和研发，倡导简捷易懂、立足应用的单片机学习方法，著有《我和POC单片机：基于PIC18》《AVR单片机入门与速成攻略》等书。先后录制了《我和单片机的21天之旅》《我的PIC日记》《迷人的AVR单片机》等多部大型公益视频教程，在网络上得以广泛传播和推广，深受学生朋友及科研工作者的喜爱和好评。

前言
第一篇基础功能
第1章体验STM82
1.1意法公司的MCU产品2
1.1.1STM8系列2
1.1.2STM32系列5
1.2性能优异的STM8S5
1.2.1片内功能概述5
1.2.2引脚功能9
1.3通用I/O口12
1.3.1GPIO的特点12
1.3.2GPIO的配置13
1.3.3GPIO的寄存器14
第2章入门C语言17
2.1数据和运算17
2.1.1数的进制17
2.1.2码制18
2.1.3数据类型19
2.1.4常量19
2.1.5变量19
2.1.6运算符20
2.1.7复合赋值运算符22
2.2语句23
2.2.1控制语句23
2.2.2其他语句28
2.3函数28
2.3.1自定义函数29
2.3.2函数的声明和调用30
2.4程序30
2.4.1程序的构成30
2.4.2程序的注释31
2.4.3局部变量和全局变量32
2.4.4变量修饰关键词33
2.4.5指针34
2.5预处理命令35
2.5.1宏定义35
2.5.2文件包含35
2.6构造类型数据36
2.6.1数组36
2.6.2结构体36
2.6.3共用体37
第3章开发工具39
3.1开发工具39
3.1.1ST-LINK/V2仿真/编程器39
3.1.2STM8S系统板40
3.2开发环境41
3.2.1集成开发环境41
3.2.2下载STTOOLSET42
3.2.3安装STTOOLSET43
3.2.4安装CosmicC编译器47
3.2.5移植头文件52
3.3编写应用程序52
3.3.1建立开发项目52
3.3.2我的第一个C程序55
3.3.3设置编辑器中的字体56
3.3.4设置工程选项57
3.3.5编译代码及烧写58
第4章仿真调试62
4.1编程接口62
4.1.1单线接口62
4.1.2单线接口的控制寄存器63
4.1.3供电电源63
4.2复位64
4.2.1复位的原理64
4.2.2复位源64
4.2.3复位寄存器65
4.3硬件调试66
4.3.1进入调试模式66
4.3.2调试功能按钮69
4.3.3设置断点70
4.3.4建立观察窗口71
4.3.5调试应用程序72
4.4软件仿真74
第5章存储器77
5.1FLASH和EEPROM77
5.1.1存储器组织结构78
5.1.2存储器保护79
5.1.3存取安全系统79
5.1.4存储器的编程80
5.1.5存储器的控制寄存器81
5.1.6EEPROM的读写84
5.2选项字节88
5.2.1选项字节的功能88
5.2.2修改选项字节89
第6章时钟树及电源管理92
6.1时钟树92
6.1.1时钟的产生92
6.1.2时钟控制器93
6.1.3系统时钟94
6.1.4主时钟切换95
6.1.5时钟配置98
6.1.6时钟中断99
6.1.7时钟控制寄存器99
6.1.8时钟切换编程实例105
6.2电源管理107
6.2.1运行模式107
6.2.2低功耗模式108
第7章看门狗及蜂鸣器109
7.1看门狗109
7.1.1独立看门狗109
7.1.2独立看门狗控制寄存器110
7.1.3窗口看门狗111
7.1.4窗口看门狗控制寄存器114
7.2蜂鸣器115
7.2.1蜂鸣器的功能115
7.2.2蜂鸣器的控制寄存器116
7.2.3蜂鸣器的编程应用116
7.3自动唤醒121
7.3.1自动唤醒功能121
7.3.2自动唤醒时间间隔122
7.3.3AWU寄存器123
第二篇单元模块
第8章外部中断128
8.1中断系统128
8.1.1中断源128
8.1.2优先级130
8.1.3中断指令131
8.2外部中断的特点132
8.2.1外部中断控制寄存器132
8.2.2中断服务134
8.2.3外部中断的编程应用137
第9章定时器TIM1142
9.1TIM1功能142
9.1.1TIM1的内部结构142
9.1.2时基单元143
9.1.3计数模式147
9.1.4时钟/触发控制器150
9.1.5捕捉/比较阵列157
9.1.6输入模块158
9.1.7输入捕捉模式159
9.1.8输出模块161
9.1.9中断166
9.2TIM1的寄存器167
9.2.1控制寄存器167
9.2.2外部触发寄存器171
9.2.3中断、状态和事件寄存器173
9.2.4捕捉比较寄存器177
9.3TIM1的编程应用192
9.3.1系统时钟计数192
9.3.2外部时钟计数196
9.3.3基于捕捉的频率计201
9.3.4PWM四路调光灯206
第10章定时器TIM2/TIM3210
10.1TIM2/TIM3介绍210
10.1.1通用定时器的结构210
10.1.2时基单元210
10.1.3捕获/比较阵列211
10.1.4TIM2/TIM3的控制寄存器213
10.2TIM2/TIM3的编程应用226
第11章定时器TIM4231
11.1TIM4简介231
11.1.1TIM4的内部结构231
11.1.2TIM4的功能231
11.1.3TIM4的控制寄存器232
11.2TIM4的编程应用235
第12章ADC模块242
12.1ADC模块的功能242
12.1.1A/D转换器工作原理242
12.1.2ADC2模块的内部结构243
12.1.3模拟通道的等效电路244
12.2ADC模块的控制245
12.2.1启动A/D转换245
12.2.2转换模式245
12.2.3触发转换246
12.2.4A/D转换时序246
12.2.5转换结果的存储方式247
12.2.6ADC模块的低功耗模式和中断248
12.2.7ADC模块的相关寄存器249
12.3ADC模块的编程应用252
第13章SPI模块257
13.1串行外设接口257
13.1.1SPI总线257
13.1.2SPI模块的特点257
13.1.3SPI模块的结构258
13.1.4单主单从应用259
13.1.5时钟的相位和极性260
13.1.6SPI主模式262
13.1.7SPI从模式262
13.1.8单工通信263
13.1.9状态标志263
13.1.10CRC校验264
13.1.11错误标志265
13.1.12SPI的低功耗模式266
13.1.13SPI中断266
13.2SPI的控制寄存器266
13.3存储器93C46271
13.3.193C46的引脚功能271
13.3.293C46操作指令272
13.3.393C46的数据传输时序274
13.4SPI模块的编程应用274
第14章I2C模块280
14.1I2C总线280
14.1.1I2C总线的特点281
14.1.2I2C总线通信协议281
14.1.3I2C器件的寻址282
14.2I2C模块的功能283
14.2.1I2C模块的内部结构283
14.2.2I2C主模式284
14.2.3I2C从模式287
14.2.4出错状态289
14.2.5时钟速率290
14.2.6低功耗模式291
14.2.7I2C中断请求291
14.3I2C的控制寄存器293
14.4DS1307实时时钟303
14.4.1DS1307的功能303
14.4.2DS1307的寄存器304
14.4.3DS1307的数据格式305
14.5I2C模块编程应用306
第15章beCAN模块312
15.1CAN总线312
15.1.1显性与隐性312
15.1.2报文313
15.2beCAN模块的特点317
15.2.1beCAN的内部功能317
15.2.2beCAN的结构318
15.2.3beCAN的工作模式319
15.2.4beCAN的测试模式320
15.3beCAN的工作方式321
15.3.1发送处理321
15.3.2接收处理322
15.3.3过滤器323
15.3.4标称位时间327
15.3.5beCAN中断329
15.3.6beCAN的时钟330
15.3.7beCAN的低功耗模式330
15.4beCAN的相关寄存器331
15.4.1控制寄存器331
15.4.2时钟寄存器339
15.4.3邮箱寄存器340
15.4.4过滤器寄存器344
15.4.5beCAN的寄存器管理348
15.5beCAN的编程应用351
15.5.1接口电路351
15.5.2编程实例353
第16章UART模块359
16.1UART的功能359
16.1.1串行通信359
16.1.2UART的特点360
16.1.3UART的内部结构361
16.2UART的控制363
16.2.1串行通信的帧格式363
16.2.2UART的收发控制364
16.2.3波特率发生器367
16.2.4奇偶校验368
16.2.5多处理器通信368
16.2.6UART同步模式370
16.2.7单线半双工通信372
16.2.8UART的功耗管理372
16.2.9UART的中断372
16.3UART的控制寄存器373
16.4UART的编程应用383
16.4.1UART自收发实验383
16.4.2UART与计算机的通信386
第三篇应用扩展
第17章步进电机396
17.1步进电机的特点396
17.1.1步进电机的分类396
17.1.2步进电机的工作原理397
17.1.3步距角的计算方法397
17.228BYJ48型步进电机398
17.2.128BYJ48电机性能指标398
17.2.228BYJ48电机绕组结构398
17.3步进电机的驱动399
17.3.1步进电机的励磁方式399
17.3.2步进电机的驱动电路400
17.3.3步进电机编程实例400
第18章红外线应用405
18.1红外线遥控的编码方式405
18.1.1编码的帧结构405
18.1.2编码的方式406
18.1.3编码的调制与解调406
18.2红外线解码与发射407
18.2.1红外线解码的方法407
18.2.2红外线发射的方法408
18.3红外线遥控编程实例409
18.3.1红外线解码器409
18.3.2红外线发射器414
第19章数字温度传感器419
19.1DS18B20的功能介绍419
19.1.1DS18B20的特点419
19.1.2DS18B20的引脚定义420
19.1.3DS18B20的内部结构420
19.1.4温度值的存储方式422
19.2DS18B20的读写方式423
19.2.1DS18B20的初始化时序423
19.2.2DS18B20的写时序423
19.2.3DS18B20的读时序424
19.3DS18B20的通信协议425
19.3.1ROM指令425
19.3.2RAM指令426
19.4DS18B20的应用426
19.4.1DS18B20的供电方式426
19.4.2DS18B20的编程向导428
19.4.3DS18B20的使用要点428
19.4.4DS18B20编程实例429
第20章数字湿度传感器435
20.1湿度传感器的功能435
20.1.1DHT11的性能指标435
20.1.2DHT11的典型应用436
20.1.3DHT11的通信时序436
20.2DHT11的编程应用438
第21章字符型液晶显示器442
21.11602液晶概述442
21.1.11602液晶的特点442
21.1.21602液晶的引脚功能442
21.1.31602液晶与单片机的接口443
21.21602液晶的功能443
21.2.11602液晶的显示数据RAM443
21.2.21602液晶的字符发生器444
21.2.31602液晶的操作时序445
21.2.41602液晶的操作指令446
21.2.51602液晶的初始化449
21.31602液晶编程实例449
第22章点阵型液晶显示器453
22.112864点阵型液晶介绍453
22.1.1JLX12864G-086液晶的特点453
22.1.2JLX12864G-086液晶的引脚功能454
22.212864点阵型液晶显示方式455
22.2.1显示屏与显存的对应关系455
22.2.2显存的组织结构456
22.2.3读写时序457
22.2.4UC1701X指令集458
22.312864点阵型液晶应用实例458
22.3.1液晶显示器的接口电路458
22.3.2汉字的取模方法459
22.3.3图像的取模方法460
22.3.4汉字和图形显示460
附录469
后记474

前    言近年来，意法半导体有限公司（以下简称意法公司）的单片机产品在国内单片机市场上受到了广泛关注，其旗下STM32系列单片机凭借高性能、高性价比成为32位单片机的市场主流产品，而STM8系列由于采用了和STM32系列一样的外设以及高性能的beCAN模块也迅速得到用户的认可。甚至在如今的人才市场上，会不会使用STM8和STM32单片机往往是用人方选择硬件工程师的条件之一，其重要性和技术影响力可见一斑。
    从8位单片机来讲，STM8系列单片机与PIC16系列、PIC18系列、mega AVR系列相比，无论在性能、价格上都不逊色，特别是STM8的超低价格系列单片机，使单片机的价格低于一元成为现实，这无疑对降低产品成本极为有利。
    本书是介绍如何使用意法公司推出的集成开发环境STVD、配合使用意法公司的ST-LINK/V2在线仿真/编程器完成STM8系列单片机开发的入门书籍。全书以STM8主流系列大容量产品STM8S208RB单片机为例，对STM8S系列单片机的片内功能、开发环境、功能模块以及接口电路等方面做了详细介绍。本书也是一本零基础入门单片机C语言编程的实践指导书。
    本书不拘泥于概念和原理的阐述，而是立足于实践，从系统板基础电路起步，一章一个例子、一章一个实验、一章一个总结、一个模块一套或多套代码，让读者低投入快速入门STM8单片机的开发。
    本书对读者没有学历、基础知识的限制，只要快乐阅读、勤于动手，有无基础都可以在短时间内入门STM8单片机开发。更为欣喜的是，STM8单片机的外设模块与STM32系列是通用的，为日后学习基于ARM Cortex 系列的STM32系列单片机打下了很好的基础。
    本书使用了流行的C语言编写全部代码，而且所有代码均基于对单片机寄存器的直接操作，没有使用STM8的固件库。当前，对单片机的操作有两种观点，一方主张使用寄存器操作，理由是代码简洁且高效；另一方主张使用固件库，理由是代码易读，不用对硬件有更深入的了解。作为学习STM8单片机的入门教材，我更支持前者，原因有二：一是STM8的寄存器数量虽然多，但还在一个可接受的范围内；二是，作为初学者，将来肯定要过渡到STM32系列，掌握了STM8的外设详细功能，为日后学习用固件库开发STM32打下了好的基础。
    本书的配套视频教程是《爱上STM8单片机》，读者可以登录优酷网观看。本书在视频教程的基础上进行了进一步的统筹、规纳和整理，是视频教程的凝练和升华。由于作者水平所限，加之写作时间仓促，书中错误在所难免，在此恳请读者和业内人士给予批评斧正。也欢迎大家通过互联网与我分享、交流STM8的开发心得。作者QQ：710878209，微信号：gpmza2000。本书配套DEMO系统板和开发板由睿芯美微淘宝网店同步推出，网址：http://shop59521455.taobao.com。
    本书得以出版，要特别感谢机械工业出版社的编辑们。另外要感谢我的哥哥高显功，作为高级电气工程师的他，出于浓厚的亲情，在百忙的研发工作中，抽出了宝贵的时间，担任了本书的技术审校，并对编写方法提出了很多有价值的指导意见。最后要感谢我的家人，在我奋笔疾书的日日夜夜，是他们照顾了我的饮食起居，让我能更加专注于本书的创作。
    尺有所短，寸有所长。如果你的头脑中时常对电子设备萌发出一些新奇的想法或创意，请一定将其捕捉，并且通过对本书的学习和实践，努力将其变为现实，这也许就是你走上研发之路的起点，你的人生也会因此变得更加精彩。
    高显生2015年9月于哈尔滨