C8051F系列单片机与短距离无线数据通信

c51rfmcu | 2008-06-20 23:33:13 阅读：2757

产品简介：

本书分别以目前世界上已经广泛应用的8051内核片上系统(SoC)C8051F310/4以及无线芯片NRF905/CC1100为中心，介绍单片机与无线通信原理。该书的重点不是讲述无线通信的原理，是实战，即自己动手进行各种单片机和无线通信项目试验。通过亲自动手，自己体验和了解什么是8051单片机，什么是无线通信，如何进行无线通信，如何自己动手组建一个自己需要的低成本、高效率的单片机应用系统和一个无线数据通信系统。

本书可作为高等院校的计算机、电子、自动化、无线课程的教材，也适合广大从事单片机、无线应用、自动化控制、无线传感等行业的工程技术人员作为学习、参考用书。

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功能特点：

前言

    本书是《无线单片机技术丛书之一》，是专门为广大无线电、电子爱好者、电子工程师、单片机工程师、相关电子和计算机专业的学生准备的一本无线通信方面的通俗、实用书籍。

    单片机技术，特别是8051单片机技术，是每个电子工程师应该熟练掌握的技术。而无线通信技术，特别是短距离无线数据通信技术，也是需要尽快掌握的新技术。如何将这两项技术有机结合起来，是一项挑战性的工作。

    8051单片机诞生已经有30年，目前市场上有许多形形色色的开发工具、开发板、仿真器。但如何在如此众多的平台上选择一个既可以学习8051单片机，又可以同时学习无线通信的低价格平台和教学系统，却成为了许多初学者的难题。

    我们认为，对于初次接触单片机和完全没有无线通信技术的初学者，最理想的是自己从C语言的级别入门学习单片机和无线技术，不要从低级汇编语言开始。同时，需要有一个完全能贯穿全部学习、实践过程的高水平开发环境，以及尽可能使用各种现成的模块，包括单片机模块、无线模块等。这样，初学者可以从较高的起点，掌握其中最重要的、关键的、全局性的技术。

    芯片技术和软件技术的发展，已经使这样的芯片和开发软件成为了随手可得的东西。对8051单片机而言，SILAB C8051F系列单片机已经可以称为片上系统，它包括了存储器、I/O、模拟电路、功耗管理等，最重要的是有JTAG这样高级的调试手段，可以方便地完成下载、硬件仿真、C51源水平调试等功能，使8051和全部资源在初学者面前完全透明化和可操作化。这对于初学者是非常非常重要的。同时，由于C8051片上系统具有低功耗和内部时钟的特征，也特别适合用来与无线收发芯片配合，用于无线数据通信系统。

    正是出于这样的考虑，我们认为，如果从8051单片机入手，将学习单片机技术和学习无线数据通信技术合成为一个学习体系，一气呵成，以C51软件开发作为学习的中心和重点，将是一个全新的学习方法。而对开发工具而言，只是增加了无线芯片模块插卡，成本并没有显著增加。

    这本书从自己动手搭建一个单片机开发系统开始，从单片机原理到无线数据通信的原理，循序渐进，让对单片机和无线通信完全不熟悉的电子工程师能够轻松上路。

    该书的另一个主要特点是，成功地将复杂的单片机和无线通信原理转变为一个纯粹的软件开发过程，一切都变成了一段段用C51编写的源程序。读者只要改变相关程序代码，就可以轻松地熟悉单片机的内部结构，如定时器、中断、I/O等和读者需要的无线通信功能。成都无线龙通讯科技有限公司的工程师开发了本书全部试验用的C51源代码，并在一体化C51RFS3100无线开发系统上经过全面实际测试，读者可以在这些源代码上做任何自己喜欢的修改和增加可能的应用。

    成都无线龙通讯科技有限公司(http://www.c51rf.com)将提供与该书配套的，专门针对个人用户使用的最新的C51RFS3100无线芯片开发系统供读者选用。这个一体化无线开发系统包括了本书全部试验所需要的开发环境。

    全套C51RFS3100无线开发学习系统包括:

  一台带有数字显示器的开发主板、一个基本无线模块(可以选用不同的无线芯片模块)。

    一个C8051F31X单片机仿真器(选择件)。

  两个带有MCU和无线芯片的无线遥控器模块。

    一个直流电源、RS232电缆、软件源码、使用手册。

    读者仅仅采用这套经济型开发装置，连接家里的计算机，就可以完成本书大部分的试验。

    本书包括的应用实验项目有：多个8051单片机实验、无线双向遥控器、无线抄表系统、无线家庭系统、无线传感器网络、温度远程监控、井下无线定位系统，目的是让读者将学习的相关无线知识与实际无线应用系统相结合，了解单片机和无线应用系统设计的实际原理和技术关键。

    全书是成都无线龙通讯科技有限公司科技人员、工程师集体智慧的结晶。该书由李文仲、段朝玉负责规划、审核和统稿，参与本书编写及相关工作的主要人员有崔亚远、雷兵、林涛、周恒、袁圆等。

    今天的世界，已经是无线的世界，未来的世界，更是无线的天下，而掌握无线通信技术，已经是每个电子工程师的必修课，刻不容缓。但对许多电子工程师而言，无线通信好像总有一层厚厚的神秘面纱，那么多复杂的公式、那么多复杂的电路，而高频的无线电波又看不见，摸不着。《8051单片机和短距离无线通信》一书及配套的单片机/无线开发一体化工具C51RFS3100，正像一把利剑，通过动手实践，带领读者揭开这神秘的面纱，一窥无线通信和无线网络的真实面目，在嵌入式应用的海洋上自由飞翔。

    最后，要特别感谢北京航空航天大学出版社的全力支持，如果没有他们的努力和辛勤劳动，这本书不会这样快出版。

    尽管我们尽了最大努力，但限于水平，书中疏漏之处在所难免，欢迎广大读者不吝指正。

编者

第1章最新8051单片机和无线收发芯片
1.1 最新8051单片机简介1
1.1.1 传统8051单片机2
1.1.2 单片机的发展之路4
1.1.3 最新单片机C8051F31X9
1.2 无线收发芯片简介13
1.2.1 CC1100无线收发芯片13
1.2.2 nRF905无线收发芯片15
1.2.3 nRF2401无线收发芯片17
第2章建立自己的最新单片机开发平台
2.1 硬件平台选择20
2.1.1 开发平台选择20
2.1.2 C51RF3100教学系统简介22
2.1.3 其他主流无线单片机开发系统系列介绍23
2.2 软件开发环境选择26
2.2.1 软件开发前的准备26
2.2.2 Keil C51开发环境简介26
2.2.3 Keil C51安装28
2.2.4 uVision2集成开发环境32
2.2.5 创建第一个Keil C51应用程序38
2.3 组建自己的单片机教学开发平台44
第3章 C51语言
3.1 标识符与关键字46
3.2 C51程序设计的基本语法47
3.2.1 数据类型47
3.2.2 常量与变量49

3.2.3 运算符与表达式49
3.2.4 基本语句51
3.3 函数53
3.4 数组57
3.5 指针58
3.6 结构60
3.7 C51语言的应用61
第4章最新8051单片机C8051F31X
4.1 最新单片机C8051F31X概述63
4.2 C51指令完全兼容的CIP51微控制器64
4.2.1 CIP51微控制器64
4.2.2 指令系统66
4.2.3 存储结构68
4.2.4 复位与电源管理72
4.3 C8051F31X数字I/O端口77
4.3.1 I/O介绍77
4.3.2 I/O初始化88
4.3.3 I/O教学实验89
4.4 C8051F31X中断系统91
4.4.1 中断源和中断向量92
4.4.2 中断优先级94
4.4.3 中断响应时间94
4.4.4 中断寄存器94
4.4.5 外部中断100
4.4.6 中断撤除100
4.4.7 I/O与中断综合实验：外部中断101
4.5 C8051F31X定时器/计数器103
4.5.1 定时器/计数器的工作原理104
4.5.2 定时器/计数器0、1介绍105
4.5.3 定时器/计数器2介绍112
4.5.4 定时器/计数器3介绍115
4.5.5 可编程计数器阵列119
4.5.6 定时器/计数器实验122
4.5.7 I/O与定时器/计数器综合实验：BEEP125
4.6 C8051F31X时钟管理127
4.6.1 微控制器(CPU)时序以及相关概念128
4.6.2 可编程内部振荡器129
4.6.3 外部振荡器驱动电路130
4.6.4 系统时钟选择132
4.6.5 外部示例132
4.6.6 RTC时钟实验133
4.7 C8051F31X串行通信147
4.7.1 串行通信基础148
4.7.2 C8051F31X串口UART0150
4.7.3 增强的波特率发生器150
4.7.4 串行通信工作方式152
4.7.5 UART多机通信154
4.7.6 UART寄存器以及相关设置155
4.7.7 波特率设置156
4.7.8 UART0实验159
4.8 C8051F31X的模/数(A/D)转换162
4.8.1 模/数转换概论162
4.8.2 C8051F31X的模/数转换器163
4.8.3 工作方式165
4.8.4 模拟多路选择器167
4.8.5 可编程窗口检测器168
4.8.6 寄存器171
4.8.7 模/数转换实验：A/D178
第5章无线通信起步
5.1 无线通信基础182
5.1.1 无线通信的概念182
5.1.2 无线通信与有线通信的区别183
5.1.3 影响无线通信的因素184
5.2 无线通信的实现186
5.2.1 无线射频芯片介绍186
5.2.2 利用单片机+射频芯片实现无线通信188
5.2.3 CPU控制无线模块收发的方法190
5.2.4 无线射频芯片通信配置194
5.3 无线平台的建立213
5.3.1 无线平台的选择213
5.3.2 组建自己的无线开发平台214
第6章学习无线数据通信
6.1 认识无线节点模块216
6.2 数据包装217
6.3 如何保证数据通信的准确性218
6.4 理解全双工/半双工无线通信219
6.4.1 全双工方式219
6.4.2 半双工方式220
6.5 实例:遥控远方的LED闪烁220
6.5.1 LED原理220

6.5.2遥控LED实验221
第7章无线数字显示和数据传输
7.1 了解无线数字显示器231
7.2 了解主机和无线节点的电路设计232
7.3 主机和节点无线交换数据的C51源代码232
7.4 无线遥控音乐源代码解剖235
7.5 综合应用245
7.5.1 无线家庭245
7.5.2 控制灯开关246
7.5.3 无线音乐门铃246
第8章实战设计无线自动水表读表系统
8.1 无线抄表的概念和系统组成247
8.2 设计无线水表抄表终端248
8.2.1 无线部分248
8.2.2 抄表终端整体设计248
8.3 设计无线水表250
8.4 典型无线演示系统C51源代码分析251
8.4.1 无线抄表终端251
8.4.2 无线水表258
第9章实战设计简单无线传感器网络系统
9.1 无线传感器的基本概念262
9.2 构建一个简单的无线传感器网络263
9.3 避免无线数据包装传输冲突的技术关键263
9.4 无线网络的硬件组成265
9.4.1 中心模块265
9.4.2 采集模块265
9.5 无线温度传感器网络的C51源代码266
9.5.1 中心模块的流程图266
9.5.2 中心模块的源代码267
9.5.3 采集模块的流程图276
9.5.4 采集模块源代码277

第10章实战井下无线实时定位系统
10.1 井下无线实时定位系统概述281
10.2 井下无线实时定位系统原理282
10.3 无线定位节点的设计技术(无线模块)283
10.3.1 中心模块283
10.3.2 节点模块283
10.4 无线定位监视系统(S3100)284
10.5 具有无线唤醒功能和无线节点低功耗设计284
10.6 井下无线实时定位系统的C51源代码分析288
10.6.1 主机流程图288
10.6.2 主机源程序288
10.6.3 节点流程图294
10.6.4 节点源程序295
附录A C1编译器的扩展关键字300
附录B C51库函数302
附录C CIP51指令一览表303
参考文献307

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