本書以MCS-51系列單片機80C51為例介紹單片機的工作原理、基本應用與開發技術。主要內容包括單片機基礎知識、內外系統結構、匯編與C51語言、中斷與定時/計數器、串口通信、系統接口、應用系統設計等。
本書在單片機傳統教學體系的基礎上進行了較大改進，以C51編程語言作為貫穿全書各章節的主線，并將單片機仿真軟件Proteus和C51編譯軟件Keil的用法與之緊密銜接，書末附有與教學進度呼應的8個實驗指導及相關閱讀材料。
林立，北京石油大學機械工程學院機械工程及其自動化專業教授，一直從事單片機原理及應用、智能儀器設計等方面的教學和科研工作。
第1章 單片機基礎知識概述
1.1 單片機概述
1.1.1 單片機及其發展概況
1.1.2 單片機的特點和應用
1.1.3 單片機的發展趨勢
1.1.4 MCS-51單片機的學習
1.2 單片機學習的預備知識
1.2.1 數制及其轉換
1.2.2 有符號數的表示方法
1.2.3 位、字節和字
1.2.4 BCD碼
1.2.5 ASCII碼
1.2.6 基本邏輯門電路
1.3 Proteus應用簡介
1.3.1 ISIS模塊應用舉例 第1章 單片機基礎知識概述
1.1 單片機概述
1.1.1 單片機及其發展概況
1.1.2 單片機的特點和應用
1.1.3 單片機的發展趨勢
1.1.4 MCS-51單片機的學習
1.2 單片機學習的預備知識
1.2.1 數制及其轉換
1.2.2 有符號數的表示方法
1.2.3 位、字節和字
1.2.4 BCD碼
1.2.5 ASCII碼
1.2.6 基本邏輯門電路
1.3 Proteus應用簡介
1.3.1 ISIS模塊應用舉例
1.3.2 ARES模塊應用舉例
本章小結
習題
第2章 MCS-51單片機的結構及原理
2.1 MCS-51單片機的結構
2.1.1 MCS-51單片機的內部結構
2.1.2 MCS-51外部引腳及功能
2.2 MCS-51的存儲器結構
2.2.1 存儲器劃分方法
2.2.2 程序存儲器
2.2.3 數據存儲器
2.3 單片機的復位、時鐘與時序
2.3.1 復位與復位電路
2.3.2 時鐘電路
2.3.3 單片機時序
2.4 并行I/O口
2.4.1 P1口
2.4.2 P3口
2.4.3 P0口
2.4.4 P2口
本章小結
習題
第3章 單片機的匯編語言與程序設計
3.1 匯編語言概述
3.1.1 匯編語言指令格式
3.1.2 描述操作數的簡記符號
3.2 MCS-51指令系統簡介
3.2.1 數據傳送與交換類指令
3.2.2 算術運算類指令
3.2.3 邏輯運算及移位類指令
3.2.4 控制轉移類指令
3.2.5 尋址方法
3.2.6 偽指令
3.3 匯編語言的編程方法
3.3.1 匯編語言程序設計步驟
3.3.2 匯編程序應用舉例
本章小結
習題
第4章 單片機的C51語言
4.1 C51的程序結構
4.1.1 C51語言概述
4.1.2 C51的程序結構
4.2 C51的數據結構
4.2.1 C51的變量
4.2.2 C51的指針
4.3 C51與匯編語言的混合編程
4.3.1 在C51中調用匯編程序
4.3.2 在C51中嵌入匯編代碼
4.4 C51仿真開發環境
4.4.1 Keil的編譯環境μVision3
4.4.2 基于Proteus和Keil C的程序開發過程
4.5 C51應用編程初步
4.5.1 I/O端口的簡單應用
4.5.2 I/O端口的進階實踐
本章小結
習題
第5章 單片機的中斷系統
5.1 中斷的概念
5.2 中斷控制系統
5.2.1 中斷系統的結構
5.2.2 中斷控制
5.3 中斷處理過程
5.4 中斷的編程和應用舉例
5.4.1 中斷程序設計舉例
5.4.2 擴充外部中斷源
本章小結
習題
第6章 單片機的定時/計數器
6.1 定時/計數器的結構與工作原理
6.1.1 定時/計數器的基本原理
6.1.2 定時/計數器的結構
6.2 定時/計數器的控制
6.2.1 TMOD寄存器
6.2.2 TCON寄存器
6.3 定時/計數器的工作方式
6.3.1 方式1
6.3.2 方式2
6.3.3 方式0
6.3.4 方式3
6.4 定時/計數器的編程和應用
本章小結
習題
第7章 單片機的串行口及應用
7.1 串行通信概述
7.2 MCS-51的串行口控制器
7.2.1 串行口內部結構
7.2.2 串行口控制寄存器
7.3 串行工作方式0及其應用
7.4 串行工作方式1及其應用
7.5 串行工作方式2及其應用
7.6 串行工作方式3及其應用
本章小結
習題
第8章 單片機接口技術
8.1 單片機的系統總線
8.1.1 三總線結構
8.1.2 地址鎖存原理及實現
8.2 簡單并行I/O口擴展
8.2.1 訪問擴展端口的軟件方法
8.2.2 簡單并行輸出接口的擴展
8.2.3 簡單并行輸入接口的擴展
8.3 可編程并行I/O口擴展
8.3.1 8255A的內部結構、引腳及地址
8.3.2 8255A的控制字
8.4 D/A轉換與DAC0832應用
8.4.1 DAC0832的工作原理
8.4.2 DAC0832與單片機的接口及編程
8.5 A/D轉換與ADC0809應用
8.5.1 逐次逼近式模數轉換器的工作原理
8.5.2 ADC0809與單片機的接口及編程
8.6 開關量功率接口技術
8.6.1 開關量功率驅動接口
8.6.2 開關量功率驅動接口應用舉例
本章小結
習題
第9章 單片機應用系統的設計與開發
9.1 單片機系統的設計開發過程
9.1.1 單片機典型應用系統
9.1.2 單片機應用系統的開發過程
9.2 單片機系統的可靠性技術
9.2.1 硬件抗干擾技術概述
9.2.2 軟件抗干擾技術概述
9.3 單片機系統設計開發應用舉例——智能儀器
9.3.1 功能概述
9.3.2 硬件電路設計
9.3.3 軟件系統設計
9.3.4 仿真開發過程
9.4 單片機串行擴展單元介紹
9.4.1 串行A/D轉換芯片MAX124X及應用
9.4.2 串行D/A轉換芯片LTC145X及應用
9.4.3 串行E2PROM存儲器AT24CXX及應用
9.4.4 字符型液晶顯示模塊LM1602及應用
9.4.5 串行日歷時鐘芯片DS1302及應用
本章小結
習題
附錄A 實驗指導
實驗1 計數顯示器
【閱讀材料1】 ISIS模塊的電路繪圖與仿真運行方法
實驗2 指示燈/開關控制器
【閱讀材料2】 ISIS模塊的匯編程序創建與調試方法
實驗3 指示燈循環控制
【閱讀材料3】 在μVision3中創建C51程序的方法
實驗4 指示燈/數碼管的中斷控制
【閱讀材料4】 C51程序調試方法
實驗5 電子秒表顯示器
【閱讀材料5】 μVision3與ISIS的聯合仿真
實驗6 雙機通信及PCB設計
【閱讀材料6】 基于ARES模塊的PCB設計方法
實驗7 直流數字電壓表設計
【閱讀材料7】 ISIS中的虛擬信號發生器
實驗8 步進電機控制設計
【閱讀材料8】 步進電機控制方法
參考文獻
本書第1版于2009年出版，2012年再版，兩次出版后都得到了廣大讀者的好評與支持，被許多學校選為教材，還被評為“全國電子信息類優秀教材一等獎”，每年需多次重印才能滿足發行需求。不少讀者和老師對本書寄予厚望，以各種方式提出了許多寶貴意見。正因如此，使筆者更加感到責任重大，決心及時修正本書存在的問題，用更完善的教材回饋讀者。本書第3版仍保持了原來的知識體系結構，主要圍繞以下問題進行。
1.關于教材基礎性與實用性的矛盾問題
考慮到教材的基本教學內容應更多地向基礎性要求傾斜的問題，本書中選擇的接口器件及應用大都比較經典，難度適中便于初學者掌握。但由于這些接口器件性能相對較弱，功能相對簡單，因而實用性也較差。本書第3版在第9章增加了一節內容“單片機串行擴展單元介紹”。串行擴展單元具有體積小、占用單片機引腳少、性能和功能全面等特點，是外圍接口器件的發展方向。通過引入幾種常用串口擴展單元及字符型液晶顯示器模塊，并介紹其工作原理、接口電路和編程方法，可為學有余力的讀者或大學生科技創新活動提供一些實用性較強的應用方案。在此基礎上進行靈活組合，即可開發出各種有實用價值的單片機應用系統，從而有助于克服教材基礎性與實用性的矛盾問題。該節可根據教學需要作為選修或自學內容安排。值得一提的是，這些接口器件都是可在Proteus平臺上仿真運行的，因而不僅有助于讀者學習掌握，也為讀者的應用開發打下了堅實基礎。
2.關于LED電路接口的改進問題
在前兩版教材編寫時，為突出教學重點，LED與單片機的接口電路都沒有考慮I/O口的帶負載能力，因而造成有些LED電路采用高電平驅動形式，有些則采用低電平驅動形式的問題（仿真效果沒有差異）。然而實際電路中，為避免單片機I/O口帶負載能力不夠，未加驅動元件的LED電路多采用低電平驅動的接口形式。為防止初學者在LED接口問題上可能產生的模糊概念，我們對全書LED接口電路進行了清查，統一改為低電平驅動形式，并對此做了集中說明。由于本次改動涉及較多的電路和程序，可能會對任課老師的備課產生額外工作量，對此我們深表歉意。為此，我們提供了配套的全部實例課件、實驗課件、PPT電子課件和仿真視頻。
3.關于實踐動手能力培養的方法問題
隨著單片機教學改革的發展，采用軟件仿真已成為單片機教學實驗的主流方法。仿真實驗的優點很多，如靈活性強，無須硬件投入，便于開放式教學等。然而實踐也表明，僅靠軟件仿真還不足以使讀者真正掌握單片機的開發技能，尤其是不接觸真實電路很難建立系統感性認識，也很難提高實踐動手能力。早期的微機原理實驗箱雖然可進行許多實物實驗，卻不適合讀者自行使用。為此，我們結合本書第3版開發了一款單片機課程實驗板，旨在將仿真實驗與實物實驗結合起來。具體思路是：在理論教學的基礎上，讀者可以先通過仿真軟件進行電路和程序設計，掌握單片機工作原理以及編程和程序調試方法；然后將仿真編譯文件加載到讀者參與搭建的實際電路中進行實物運行。通過對比真實系統與虛擬系統的運行效果，增強感性認識和實踐動手能力。本實驗板可對本書第3版中絕大多數仿真實例及附錄A實驗進行直接驗證（適當擴展硬件后，更可用于全部實例或自行設計的系統），因而可作為實驗課的輔助器材或課外實踐平臺，建議讀者予以關注。該實驗板不隨教材一起發行，如有需要可另行購買，咨詢/服務請與zhaoxulin1989@163.com或cmee0@163.com聯系。
為了方便教師使用和讀者學習，本書提供配套教學資料，包括PPT電子課件、仿真實例課件、閱讀材料及實驗指南、課堂教學大綱與小結、仿真運行視頻材料、實驗板的使用說明等。請登錄華信教育資源網（http://www.hxedu..com.cn）注冊下載，其中部分內容需在我校單片機課程網站（http://jdxy.cup.edu.cn/dpj/）下載。
此次再版工作由林立、張俊亮共同完成。在再版過程中，趙旭林、程騰飛、祁杰、郭樹霞、王晗做了大量工作，在此謹向他們表示衷心的感謝。本書再版過程中又一次得到了電子工業出版社的大力支持和幫助，尤其是高等教育分社的凌毅編輯，對本書的出版做了大量細致的工作，在此謹致以誠摯的謝意。
再版后的教材一定還有許多不完善之處，書中漏誤在所難免，殷切地期望讀者給予批評指正（請發郵件至cmee0@163.com）。
作者
2014年8月
新書資訊