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STC15单片机实战指南(C语言版)从51单片机DIY、四轴飞行器到优秀产品设计残弈悟恩(小刘老师)一坚科技STC15单片机实战指南(C语言版)微信号:xymbmcu飛天三號单片机实验板~1~电子工程师基地:www.
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net郑重声明《STC15单片机实战指南(C语言版)》一书以一坚科技研发的飛天三號(FSST15-V1.
0)实验板为硬件平台,以《深入浅出玩转STC15单片机》为配套视频,由清华大学出版社权威出版,并且分别是STC官方大学计划和高校高性能联合实验室推荐教程和视频,版权归作者和清华大学出版社所有.
本资料以个人学习、工作经验以及宏晶科技单片机技术为素材,以单片机初学者、单片机项目开发者为对象,教大家如何走进单片机,继而达到开发工程项目为目的.
限于时间和水平关系,资料中难免有过失之处,望各位高手批评指教,多多拍砖,拍累了,你们休息,我继续上路.
现已连载的方式免费共享于各大电子网站,供单片机新手们参考学习,可以自由下载传阅,但未经作者许可,不得用于任何商业目的,转载请注明出处:残弈悟恩(www.
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net).
最终完整版以出版社所出书籍为准.
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net飛天三號(FSST15-V1.
0)实验板STC高性能联合实验室专用试验箱学生实验补充开发板STC官方推荐书籍《STC15单片机实战指南》配套开发板STC大学计划推荐视频《深入浅出玩转STC15单片机》配套开发板让爱充满大地——花1秒时间,拯救1个人,传递1份爱声明:只是残弈悟恩爱心的喷发,我得不到一分钱,各位不要多想,谢谢!
你知道吗在非洲北边的某个地区,每一秒都有许许多多的人正在挨饿,每一天至少有一位儿童死于营养不足.
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1杯食物.
当然你可以不相信有这样的链接或者是骗点击什么的.
事实上,网站确实是帮穷人得1.
1杯食物的,只要你点进去点击一下中间的黄色按钮,就会出来一系列介绍各种商品的网页(绝对免费的并且不会下载任何软件,也不会有电脑病毒),同时也会有人因为您的一次点击而得到1.
1杯食物,食物是由商家提拱的,但爱心却是您献出的.
如果你觉得残弈悟恩在忽悠大家,你不妨可以在网上查一下是真与假.
看到这本资料的朋友多数都是电子爱好者、单片机初学者,或者干电子这一行的,管你是穷学生还是穷工人,只要能上网,只要愿花一秒种就可以了.
人生在世,有两件事不能等:一、孝顺;二、行善.
无论你是LED小灯、普通灯泡也好,还是荧光灯也罢,最重要就是要懂得用自身的光去照耀别人,光的强度并不重要.
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thehungersite.
com/clickToGive/home.
facessiteId=1&link=ctg_ths_home_from_ths_thankyou_sitenavSTC15单片机实战指南(C语言版)微信号:xymbmcu飛天三號单片机实验板~3~电子工程师基地:www.
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net第2章欲善其事必利其器:软硬件平台的搭建和使用简述一个人,两脚使劲踩1小时的自行车,只能跑10公里;开着宝马,一脚轻踩油门1小时就能跑100公里;乘飞机,吃着美味、睡着大觉,也能跑1000公里.
同样的努力,不一样的平台和载体,结果就是不一样.
可问题是如何找到一个好的平台,适合自己的才是最好的.
从无到有,或者到合适,都需要一个由量变到质变的过程.
通过这章的学习,力争读者掌握单片机开发的基本的软件调试环境和硬件开发平台.
2.
1硬件平台—FSST15开发板工欲善其事必先利其器.
单片机的学习书本的理论知识,更需要实际操作的硬件平台,否则一切是都是空中楼阁.
除了硬件平台,还需软件开发工具,用于软件开发的有Keil、IAR、STVisualDevelop等,用于下载的有STC-ISP、STVisualProgrammer等,但有些开发软件自带了下载功能.
由于此书以STC的IAP15W4K58S4为核心处理器,所以这里主要介绍用于STC单片机开发的KeilμVision5和下载用的STC-ISP.
关于PCB的绘制软件,笔者特意写了一章,等到后面再详细讲解,还有读者最能学习一下上位机编程软件(详见《深入浅出玩转51单片机》一书),这样单片机基本的开发工具就基本满足了.
本书所有实例是基于FSST15(飛天三號)开发板的,该开发板由残弈悟恩历时半年亲自研发,无论是从原理图的设计、元件的选型、模块的配置、PCB的绘制都是精心筛选、策划的,让每个读者"玩"起来感觉舒心、快捷、方便、全面.
配套的资料齐全、代码编程风格规范,实例生动、可移植性高,最震撼的是残弈悟恩贴身回答读者学习过程中遇到的所有问题.
2.
1.
1FSST15开发板功能框图开发板功能框图如图2-1所示,开发板以IAP15W4K58S4为核心芯片,周围配备丰富的外围设备,一板在手,学习无忧.
图2-1FSST15开发板资源分布图2.
1.
2FSST15开发板基本配置(1)主芯片是STC公司的IAP15W4K58S4,芯片特性见本书第1章.
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net(2)特殊端口和2组I/O口全部用优质的排针引出,方便扩展.
(3)集成了STC官方推荐的USB转串口IC(CH340T),实现一线下载、调试、供电,还可与上位机通信.
(4)集成有STC的另外一颗单片机——STC15W104,配合外围器件,便可实现一键自动(不需要冷启动)下载程序.
(5)一个电源开关、电源指示灯,电源也用排针引出,方便扩展.
(6)具有一键开关键、模式设置等功能.
(7)搭载一颗5V转3.
3V芯片,便可为板子提供稳定的电源.
(8)12个LED,三种颜色,并且排布为交通灯形式,不仅可实现流水灯、跑马灯等试验,还可作交通灯实验.
(9)8位共阴极数码,由STC官方推荐74HC595和三极管(扩流)驱动,便可做静、动态数码管实验.
(10)LED点阵(8*8),可实现图形的基本显示和移动算法.
(11)一个1602液晶,可以做液晶实验;(12)电机驱动接口一个,可以做步进电机、直流电机实验;(13)附带万能红外接收头,配合遥控器做红外编、解码实验;(14)16个按键组成了矩阵按键,可学习独立按键、矩阵按键的使用;(15)4个独立按键,借助STC单片机强大的A/D转换功能实现人机操作;(16)一个触摸按键,借助STC单片机强大的A/D和PWM功能实现;(17)一个电位器,可做A/D转换试验;(18)双节滤波电路,可用PWM功能实现D/A实验;(19)EEPROM芯片AT24C02,学习I2C通信试验;(20)时钟芯片PCF8563,可以做时钟试验,该芯片还可以输出可编程的PWM波形;(21)温度传感器芯片LM75A,配合数码管做温度采集、显示实验,结合上位机还可做更多的实验;(22)集成一颗RDA5807M收音机芯片,可直接将开发板做成收音机;(23)集成一颗SP3485芯片,可实现RS485通信实验;(24)搭载一个WIFI模块接口,配合WIFI模块可以实现物联网控制实验;(25)搭载一个2.
4G无线接口,配合无线模块,可实现无线通信实验;(26)结合外围器件做RTX51Ting操作系统试验,为以后学习μCOS、Linux、winCE等操作系统奠定基础.
2.
2开发环境—KeilμVision5此书,所有的开发实例全是基于KeilμVision5的,因此以KeilμVision5为例来讲解.
先COPY点历史,Keil公司是一家业界领先的微控制器(MCU)软件开发工具的独立供应商.
Keil公司由两家私人公司联合运营,分别是德国慕尼黑的KeilElektronikGmbH和美国德克萨斯的KeilSoftwareInc.
Keil公司所制造和销售的开发工具种类比较多,包括ANSIC编译器、宏汇编程序、调试器、连接器、库管理器、固件和实时操作系统核心(real-timekernel).
有超过10万名微控制器开发人员在使用这种得到业界认可的解决方案.
其KeilC51编译器自1988年引入市场以来成为市面上的行业标准,并支持超过500种8051变种.
Keil公司2005年由ARM公司收购.
其两家公司分别更名为ARMGermanyGmbH和ARMInc.
KeilμVision5(以下简称Keil5)是2013年10月由ARM公司发布的,引入灵活的窗口管理系统,使开发人员能够使用多台监视器,并提供了视觉上的界面窗口,其位置完全可控.

新的用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口,提供一个整洁,高效的环STC15单片机实战指南(C语言版)微信号:xymbmcu飛天三號单片机实验板~5~电子工程师基地:www.
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net境来开发应用程序.
新版本支持更多最新的ARM芯片,还添加了一些其他新功能.
要学习单片机,Keil5必须能熟练操作,说到熟练不是一个选项一个对话框的去查牛津词典,死背每个选项的意思,没必要,而是在实践开发中用到什么,再去查什么,查的多了、用的多了,自然就熟悉了.
万物之规律----二、八分,什么意思,例如这个社会,20%的人掌握着80%的财富.
同样,对于Keil5软件,只需用20%的操作就可以实现80%的功能了.
因此,大家只需按本书操作的实例,一步一步操作一遍,肯定就会掌握.
2.
2.
1KeilμVision5的安装要使用Keil5,首先得在PC机上安装该软件,接下来简述Keil5的安装过程和软件的破解.
在此之前笔者建议读者先在某一个盘下新建一个文件,起名为:Keil5(例如:D:Keil5),这样便于软件的管理和以后系统文件的查找.
1.
安装软件打开随书(或开发板)附带的光盘,找到Keil5文件夹并打开,接着双击"mdk_513"应用程序,之后单击"Next"按钮,则会弹出一个"LicenseAgreement"对话框,此时在"Iagreeto…"前打勾并单击"Next"按钮,接着是一个让读者选择安装路径的对话框,单击"Browse"按钮选择刚刚新建的文件夹(D:Keil5).
之后需要读者填写一些个人信息,这里四个框随便填(例如:ss、bc),再单击"Next"按钮,接着就是一个正在安装的界面图,稍等片刻,软件就会安装完毕,最后单击"Finish"按钮,这样软件就安装完毕了,之后就可踏上编程之旅了.
2.
安装软件库Keil5不同于以前的几个版本(Keil4、Keil3、Keil2),安装完软件之后还需要安装库,这样我们才能够进行后续的操作.
读者需要注意的是,由于笔者不仅用STC单片机开发工程,同时还会根据需求,选择一些ARM核的处理器来开发项目,因此笔者安装的是MDK(MicrocontrollerDevelopmentKit)版本的软件,至于如何安装ARM核处理器的开发环境,读者可自行查阅资料.
当我们安装完软件之后,Keil5会自动弹出如下的安装包对话框,如图2-2所示.
图2-2PackInstaller安装包对话框进行到这步读者可以直接关闭即可,因为这个安装包主要包括一些三星、意法半导体等STC15单片机实战指南(C语言版)微信号:xymbmcu飛天三號单片机实验板~6~电子工程师基地:www.
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net等的高端处理器,而未包含STC公司的单片机,那如何安装STC公司的单片机,其实很简单,STC公司为了解决此问题,他们在自己的STC-ISP软件上加入安装库的功能,读者只需进行简单的操作,就可以添加STC单片机到Keil5中.
打开STC-ISP软件,选择"Keil仿真设置"选项卡,如图2-3的"1"所示,接着单价"2"所示的按钮,此时会弹出如图2-4所示的Keil5安装路径文件夹选择对话框,此时我们只需定位到安装目录(图中为笔者的安装目录,读者的自行设置)即可.

图2-3添加STC库到Keil5中选择对话框图2-4Keil5路径选择对话框STC15单片机实战指南(C语言版)微信号:xymbmcu飛天三號单片机实验板~7~电子工程师基地:www.
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net3.
和谐软件Keil5软件网络上流行着破解版,但是出于对知识产权和此软件辛勤劳作人员的尊重和支持,笔者建议有经济实力的公司和个人最好购买正版软件,购买途径可联系深圳米尔科技等,但对于穷学生,请大家自行解决,这里不赘.
这样,Keil5犹如世外桃源,只待读者去欣赏花香鸟语、万物复苏的美景了.
4.
KeilMDK和KeilC51的兼容性设置有些读者可能和笔者一样,会面临同时开发ARM核和STC单片机的双重任务,可开发ARM核这样的Keil5软件名称为"MDK",而开发STC单片机需要"KeilC51",因此两者需要相关的设置,才能将两个软件完美集合,而不是一台PC机上安装两个Keil5软件,具体整合的步骤如下.
(1)安装KeilC51,并XX,安装目录C:\KeilC51\.
(2)安装KeilMDK,并XX,安装目录C:\KeilMDK\.
(3)把C:\KeilC51\里面的C51文件夹复制到C:\KeilMDK\里.
(4)把C:\KeilC51\里面的UV4文件夹复制到C:\KeilMDK\里,提示有同名文件都不要覆盖.
(5)C:\KeilC51\TOOLS.
INI文件里面的内容复制到C:\KeilMDK\TOOLS.
INI文件后面,并且把所有的"KeilC51"替换为"KeilMDK".
以上,若文件中没有KeilC51,那么不用管,直接复制粘贴.
这样一个KeilMDK就可以兼容C51了.
最后,关于"KeilMDK"和"KeilC51"区别,请读者自行查阅了解,这里不赘.
2.
2.
2KeilμVision5的工程建立过程说明一点,讲述Keil5的建立过程之前,先在E盘(路径当然可以随便,根据个人习惯吧)下新建一个文件夹,以便存放工程,文件命名为:我的第一个工程.
特别提醒,这么取名是便于新手们理解,但笔者强烈建议以后不要用中文来命名,因为一些软件是不支持中文的,例如开发FPGA的QuartusII等.
所以从开始就应养成良好的习惯,避免以后开发中遇到这样、那样的问题.
对于单片机来说,无论程序的大小,都需要一个完整的工程来支持,即使点亮一个小小的LED也是需要建立一个完整的工程.
接下来讲解Keil5的工程建立过程,建立过程大致分为下面几个步骤.
(1)双击桌面,打开Keil5软件,等Keil5软件完全启动后,选择Project→NewuVisionProject菜单项,操作界面如图2-5所示.
图2-5新建工程(2)选择工程的保存路径,笔者就选择E盘下的:我的第一个工程文件夹,这样便于STC15单片机实战指南(C语言版)微信号:xymbmcu飛天三號单片机实验板~8~电子工程师基地:www.
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net以后工程的管理,接着在文件名(实质就是工程的名字)处输入文件名:我的第一个工程,如图2-6所示,软件会默认为.
uvproj的扩展名,然后单击"保存"按钮.
图2-6保存工程(3)此时弹出如图2-4所示的对话框,要求用户选择单片机型号.
FSST15开发板搭载的是IAP15W4K58S4,由于前面我们已经添加了STCMCU的库,因此这里先如图2-7小"1"选择"STCMCUDatabase",之后选择如图2-7小"2"所示,选择"STC15W4K32S4",这里读者需要注意的,IAP15W4K58S4隶属于STC15W4K32S4系列,因此直接选择STC15W4K32S4即可,之后单击"OK"按钮.
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net图2-7选择STC15W4K32S4(4)接着弹出如图2-8所示的启动代码选择对话框,这里选择"否"(也可以选择"是"),所谓启动代码就是处理器最先运行的一段代码,主要任务是初始化处理器模式、设置堆栈、初始化寄存器等,由于以上的操作均与处理器体系结构和系统配置密切相关,所以一般由汇编来编写.
对于单片机开发来说是否添加都一样,若读者对启动代码感兴趣,自行查阅相关资料,这里就不做过多说明.
图2-8启动代码选择选框此时Keil5中只是一个半成品的工程,为何这么说,因为只有虚荣的框架,没有完美的内涵.
接下来开始新建文件,并将文件添加到工程中,为其增砖添瓦吧.
(5)选择File→New菜单项(或者直接CTRL+N),如图2-9所示.
图2-9新建文件(6)此时Keil5的编辑界面处会有一个"text1"的文本文件,但与刚建立的工程还是没有一点点关系,接着选择File→Save菜单项(或CTRL+S)保存文件,此时弹出如图2-10所示的文件保存对话框,Keil5已经默认选择了工程所在的文件夹路径,所以只需输入正确(一定要正确)文件名,文件名字随便,最好是英文的,之后是扩展名".
c"(一定是英文状态下的.
c).
注意:如果是用C语言编写程序,则扩展名必须是.
c;汇编编写程序,扩展名必须是.
asm;头文件则为.
h.
这里文件名可以与工程名相同,也可以不同,然后单击"保存"按钮.

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net图2-10文件保存对话框(7)回到编辑界面,单击"Project"窗口处"Target1"前的"+"号,选中"SourceGroup1"并右键单击,弹出如图2-11所示下拉菜单,然后选中"AddFilestoGroup'SourceGroup1"菜单项,接着弹出一个对话框,选中上面所保存的文件(也即"我的第一个工程.
c"),如图2-12所示,之后单击"Add"按钮添加文件,最后单击"Close"按钮关闭此对话框.

图2-11添加现有的文件到"SourceGroup1"STC15单片机实战指南(C语言版)微信号:xymbmcu飛天三號单片机实验板~11~电子工程师基地:www.
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net图2-12选择"我的第一个工程.
c"文件加入文件之后的工程编辑界面如图2-13所示,不知读者注意到了没,这时在"SourceGroup1"文件夹下多了一个"我的第一个工程.
c"的文件(这个就是前面所保存、添加的c文件),这时源文件与工程就关联起来了,也即工程建立完毕了.
图2-13文件加入工程之后的编辑界面(8)编写代码,读者这里只需CTRL+C、CTRL+V实例1的源代码,暂时不需理会代码的具体含义,输入代码之后的软件编辑界面如图2-14所示.
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net图2-14输入程序之后的界面相信通过以上8个步骤,读者对Keil5的工程建立应该不陌生了吧.
接着再介绍几个Keil5的常用按钮和一些选项的设置.
Keil5软件的高级应用,请看第四章的模块化编程章节,哪里有更详细、更全面的应用讲解.
可能对于新手们或者英语不好的读者来说,一看到软件有这么多按钮,并且都是英文的,感觉无从下手.
残弈悟恩告诉大家,一定不要怕,这些都是纸老虎.
再者,笔者也说过,对于软件,20%的功能按钮就可以实现80%的功能操作.
接下来介绍几个常用按钮,常用按钮如图2-15所示,其中9、10、11并不是按钮,只是便于讲解,才这样图示.
图2-15"按钮"介绍图(1)编译当前操作的文件.
(2)只编译修改过的文件,并生成用于下载到单片机中的hex文件.
(3)编译工程中所有的文件,并生成用于下载到单片机中的hex文件.
2、3这两个按STC15单片机实战指南(C语言版)微信号:xymbmcu飛天三號单片机实验板~13~电子工程师基地:www.
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net钮现阶段没什么区别,等到以后编写大型代码时,才能体会到两者的不同.

(4)用于打开"TargetOptions"对话框,打开的对话框如图2-16所示,并在晶振选项框中填11.
0592,这里为何选择"11.
0592",具体由我们下载程序时STC-ISP软件的设定决定.
接着选择"Output"选项卡,并在"CreateHEXFile"前复选框中打勾,如图2-18所示,别的先统统不予理睬.
注意:图2-17所示的"选择使用内部IRC时钟"前的对勾必须勾选,因为FSST15开发板上未搭载外部晶振.
图2-16晶振设置对话框图2-17设置STC-ISP晶振选择对话框STC15单片机实战指南(C语言版)微信号:xymbmcu飛天三號单片机实验板~14~电子工程师基地:www.
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net图2-18设置OptionsforTarger对话框(5)注释选中行.
先选中要注释的代码,之后单击此按钮,就可以加入注释了.

(6)删除选中行的注释.
(7)软件进入仿真,具体操作后面章节有详细介绍.
(8)进入"Configuration"对话框,该对话框主要用来设置字体的大小、颜色,TAB键的缩进等,具体读者可以自己摸索、研究.
(9)表示已经生成了可以下载到单片机中运行的HEX文件了.
(10)表示所编写的程序是"0Error"(真棒,没有错误).
(11)编写的代码为"0Warning"(连警告都没有,你太棒了),编译程序时,警告是可以有的,但一定要做到胸有成竹,看该警告是否可以忽略.
OK,若掌握了这8大步骤、11小步骤,那Keil5软件可以说已经被读者所掌握,接下来就是万事俱备,只欠"编程"了.
对于Keil5软件,笔者先介绍这么多,到后面学习模块化编程时,笔者还要详细、深入地讲解踏,那时就可领略Keil5的强大了.
2.
3我的第一个程序——点亮LED小灯#include"reg52.
h"sfrP7=0xF8;sbitLED1=P7^0;voidmain(void){LED1=0;while(1);}STC15单片机实战指南(C语言版)微信号:xymbmcu飛天三號单片机实验板~15~电子工程师基地:www.
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net2.
4辅助开发工具2.
4.
1CH340驱动的安装由于好多读者使用的是笔记本电脑,没有串口,所以得用USB转串口,在这里先讲述一下CH341的驱动安装,否则是不能给单片机下载程序的.
所有用到的软件,读者随时可以到电子工程师基地的论坛网站(www.
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net)下载.
读者需要注意的是,该驱动分32位和64位机子,安装时请先查看自己所用电脑的位数,再选择相应的驱动.
双击打开CH341SER软件,界面如2-19所示,直接单击"INSTALL",这样软件就会自动安装驱动,过会会弹出一个完成提示对话框,单击"确定",表示驱动安装完成.
图2-19USB转串口驱动安装界面接着用随开发板附带的USB线,连接单片机和电脑,之后右键单击"我的电脑",选择"属性",再单击"设备管理器",最后单击"端口(COM和LPT)"前的""号,此时界面如图2-20所示,表明驱动安装完成,且为读者虚拟了一个COM口(COM6),当然可以修改到别的COM口,限于篇幅原因,就不做过多赘述.
图2-20驱动安装完成之后的设备管理器界面2.
4.
2单片机编程软件——STC-ISPSTC-ISP软件,STC官方更新的比较快,现已经更新到V6.
85H,等读者看到此书的时候,不知更新到多少版本了,这个读者只能自行体验.
为何更新这么快,主要是为了支持后面研STC15单片机实战指南(C语言版)微信号:xymbmcu飛天三號单片机实验板~16~电子工程师基地:www.
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net发的新产品.
这里残弈悟恩以V6.
85为例来讲解,因为笔者一直追求比较赶时髦,例如,别人用Keil2的时候,笔者在用Keil3,等到别人用Keil3的时候,残弈悟恩又开始用Keil4了,现在大家都用Keil4,笔者早已用Keil5了.
当然不是版本越高,软件就越好,但笔者总觉得版本越高越智能、越人性化.
双击桌面打开软件,打开的软件如图2-21所示.
图2-21STC-ISP软件界面STC-ISP的操作只需上面5步接下来简单介绍一下这5个步骤.
(1)选择所用的单片机型号,FSST15开发板用的是IAP15W4K58S4,所以这里选择IAP15W4K58S4.
(2)选择COM口,其实这里一般不需要选择,软件会自动选择.
所要选择的端口号就是前面安装了USB转串口驱动之后虚拟的COM口(例如COM6).
(3)选择由Keil5生成的HEX文件(就是将这个文件下载到单片机中运行的).
(4)选择程序运行频率,这里我们选择"11.
0592"即可,当然可以选择别的.
(5)单击"下载/编程"按钮,此时程序就会自动下载到单片机中,在软件的右下方提示框中会显示一串下载信息,可以不予理会,下载完成后会显示"操作完成!

",表明HEX文件已经下载到单片机中了.
这里需要注意的是,可能开发板的质量、性能不同,有的开发板不支持"115200"这么高的波特率,这时读者可将软件的最高波特率设置的低一点,例如"9600",FSST15开发板经得起考验,115200肯定问题;还有,别的开发板不具有自动下载功能(该功能的详细介绍,后面章节再叙),所以需要用冷启动的方式来为单片机下载程序,具体操作过程读者可参看《深入浅出玩转51单片机》一书.
OK,STC-ISP软件先讲述这么多,该软件还带有串口调试助手、波特率计算器、定时器计算器、软件延时、项目发布等功能,这些就留给读者慢慢研究,这里不赘.