本書以AT89C51為基本機型，按模塊化方式組織了單片機的基本工作原理、C51程序設計和Proteus虛擬仿真軟件的應用等教學內容。針對讀者需求側重于講解了單片機的簡單工作原理和實踐應用，在內容安排上降低了理論難度，突出了實踐應用的內容，使初學者更容易入門上手，有利于激發其學習興趣，促進其創新思考。本書可作為普通高職高專非計算機專業單片機課程教材、高校成人教育培訓教材或是自學參考書，也可作為單片機初學者的入門書籍或競賽培訓資料使用。
單片機是一種應用為廣泛的微型計算機，因其體積小、功耗低、控制能力強、擴展靈活、
使用方便，被廣泛應用于各個領域。單片機功能強大、應用廣泛，但自身結構和工作原理又相
對簡單，便于人們學習和研究計算機的控制原理和應用，所以大多數高等院校的自動控制、通
信信號、計算機、物聯網、電子等專業都將單片機作為專業核心課程之一。學習使用單片機，
會涉及數學、物理、計算機信息技術、電子技術等多學科知識，非常有利于學生知識的重組和
升華，有利于促進學生綜合運用知識解決問題的能力和創新思維的形成。可以說單片機課程是
一門有趣、有用、有價值的重要課程。
本書的讀者對象為非計算機專業的高職高專學生、成人專科學生、單片機初學者，因此側
重于講解單片機的簡單工作原理和實踐應用；在內容安排上降低了理論難度，突出了實踐應用
的內容，使初學者更容易入門上手。
本書在編寫上有以下幾個突出特點：
（ 1）理論知識選取寬、淺并重。在理論深度上，充分考慮讀者定位，摒棄復雜的、艱深的
理論知識，以實際應用夠用為原則，不作過多理論堆砌；在寬度安排上，基本涵蓋了各類單片
機競賽的考點以及常用元器件的使用，以激發興趣、啟迪思考為目的，突出單片機的實用功能。
（ 2）應用虛擬仿真強化實踐能力。對于初學者，通過簡單的實驗環節激發學習興趣，是
好的教學激勵手段。但對于初學者，馬上購買實驗板在資金上、操作能力上都具有壓力。應用
虛擬仿真軟件來模擬單片機運行，一方面降低了學習成本和學習難度，另一方面能達到類似于
使用實驗板的實踐體會。本書的全部實例均采用 Proteus 仿真實踐（仿真電路圖中的圖形符號
與國家標準符號不符，二者對照關系見附錄D），能使學生邊學邊練，趁熱打鐵，有助于激發興
趣，提高學習效果。
（ 3）單片機、 C51、虛擬仿真相結合，立體化結構組織內容。學習單片機，離不開語言編
程、離不開動手實踐。本書將單片機理論、 C51 語言以及 Proteus 仿真結合為一體。在理論應用
過程中，涉及多少學習多少。隨著課程的深入，逐步增加單片機、 C51 語言和 Proteus 仿真軟件
的應用內容，使學生在立體化的知識結構中循序漸進、不知不覺地提高應用能力。
（ 4）豐富的習題資源和有趣的實驗環節。每個模塊學習結束之后都安排了有趣的虛擬仿真
實踐環節，供讀者動手練習，同時輔以豐富的習題，以鞏固學習效果。附錄中還提供了全部習
題的答案，方便讀者自我檢查使用。在習題中增加了創新設計題型，鼓勵讀者積極思考，創新
思維。
本書已經在智慧職教平臺優慕課平臺開通了在線課堂，讀者可以掃碼登錄參與在線課程學
習，獲得更多教育資源。
本書由遼寧鐵道職業技術學院趙旭輝、遼寧機電職業技術學院楊靈任主編，遼寧鐵道職業
技術學院孟祥娜、葛傳琦任副主編。其中趙旭輝編寫了模塊 1～模塊 3，孟祥娜編寫了模塊 4、
模塊 5，葛傳琦編寫了模塊 6、模塊 7，楊靈編寫了模塊 8 以及附錄。全書由趙旭輝統稿。
本書在編寫過程中，查閱、參考、借鑒、引用了大量的同類書籍和互聯網上的相關信息，
并得到了相關網絡社區熱心網友的無私幫助（由于參考資料眾多無法一一提及，如有遺漏、或
資料使用不當，請相關人員聯系本書編者以便做出修改）。在此深深感謝這些熱心于傳播知識
的人，正是他們的無私才使得我們的知識不斷得以傳承、豐富和發展。
由于時間倉促，加之編者水平所限，書中疏漏和不足之處在所難免，懇請廣大讀者批評
指正。
編 者
2020 年 7 月
掃碼參與在線課程學習 掃碼參與在線課程學習
（智慧職教） （優慕課平臺）
趙旭輝，長期從事一線教學，先后承擔了《單片機應用技術》、《無線傳感網應用》、《C語言程序設計》等十余門專業核心課程教學任務；指導學生先后獲得全國職業技能大賽（物聯網項目）、藍橋杯賽（單片機項目）、挑戰杯、大學生創新創業創效競賽等多項賽事并獲得優異成績；主編《單片機應用技術》、《計算機實用辦公教程》、《VISIO2010鐵路繪圖應用教程》、《XML程序設計》等多部教材；主持中國職業教育學會、遼寧省職業教育學會教科研項目以及沈陽鐵路局、秦港鐵運公司等校企合作項目；2014年主持計算機課程資源建設獲得遼寧省教育教學成果三等獎；主持《計算機應用基礎》、《單片機應用技術》兩門課程建設，先后獲評校級精品課程。2016年獲評遼寧鐵道職業技術學院教學名師，2019年獲評遼寧省職業教育教學名師。楊靈，1999-2003于沈陽工業大學就讀計算機科學與技術專業；2005-2008于大連理工大學就讀于計算機應用技術專業；2003年7月至今任教于遼寧機電職業技術學院，主要講授《C語言程序設計》、《Web系統設計》、《Android移動應用開發》、《PHP程序設計》、《XML程序設計》、《Java程序設計》、《PHP網站開發實訓》、《軟件測試》等課程。橫向科研課題《IC卡燃氣表售氣軟件》；橫向科研課題《嚴氏理療會員管理系統》；橫向科研課題《柞蠶絲檢驗管理系統》；科研課題《在線申報及評審系統》；實用新型專利《一種計算機軟件加密保護裝置》。
模塊 1 單片機基礎知識........................ 1
1.1 單片機概述 .................................... 1
1.2 單片機使用中的常用術語 ............. 7
1.3 二進制及其運算 ...........................14
小結 .................................................... 19
習題 .................................................... 19
模塊 2 C51 語言與實驗環境............... 22
2.1 數據類型與運算符 .......................22
2.2 常用語句與函數 ...........................29
2.3 Keil 軟件的使用 ...........................36
2.4 Proteus 軟件的使用 ......................40
2.5 實驗：Keil Proteus 仿真模擬
實驗 ..............................................42
小結 .................................................... 45
習題 .................................................... 45
模塊 3 并行接口及應用...................... 47
3.1 單片機的并行接口 .......................47
3.2 使用并行接口點亮數碼管 ............52
3.3 數碼管模塊的顯示 .......................58
3.4 使用并行接口驅動鍵盤 ...............62
3.5 矩陣式鍵盤的識別 .......................66
3.6 實驗：51 單片機并口控制發光
二極管 ..........................................70
小結 .......
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