本書以兩輪小型移動機器人的制作與編程項目為主線，通過循序漸進地構建機器人的控制器和傳感器電路，并對機器人實現編程和控制，將C51單片機的外圍接口特性、內部結構原理、綜合應用設計和C語言程序設計等知識和技能傳授給學生，徹底打破了傳統的先理論后實驗的教學方法和教學體系結構，解決了單片機原理與應用，以及C語言程序設計等核心專業基礎課程抽象、枯燥與教學效果差的老大難問題。
第1講機器人大腦：從BS2微控制器到C51單片機（1）單片機和微控制器（1）學習單片機的意義（2）C51系列單片機（2）機器人與C51單片機（4）任務1 獲得軟件（4）任務2 安裝軟件（5）安裝Keil ?Vision2（5）任務3 硬件連接（5）串口的連接（6）USBASP下載器的連接（6）電源的連接（6）給教學板和單片機進行通電檢查（6）任務4 第一個程序（7）創建與編輯你的第一個程序（7）例程：HelloRoBot.c（9）程序調試（11）下載可執行文件到單片機（12）用串口調試軟件查看單片機輸出信息（13）HelloRoBot.c是如何工作的（14）printf函數（14）HelloRoBotYourTurn.c是如何工作的（16）任務5 做完實驗關斷電源（19）第2講C51接口與伺服電機控制（20）C51單片機的輸入/輸出接口（20）任務1 單燈閃爍控制（21）LED電路元件（21）LED電路搭建（21）例程：HighLowLed.c（22）HighLowLed.c是如何工作的（22）任務2 機器人伺服電機控制信號（26）例程：BothServoClockwise.c（28）任務3 計數并控制循環次數（29）例程：ControlServoRunTimes.c（31）例程：BothServosThreeSeconds.c（32）任務4 用計算機來控制機器人的運動（33）例程：ControlServoWithComputer.c（34）ControlServoWithComputer.c是如何工作的（35）第3講C語言函數與機器人巡航控制（37）任務1 基本巡航動作（37）例程：RobotForwardThreeSeconds.c（38）RobotForwardThreeSeconds.c是如何工作的（38）向后走，原地轉彎和繞軸旋轉（39）例程：ForwardLeftRightBackward.c（40）任務2 勻加速/減速運動（43）編寫勻加速運動程序（43）例程：StartAndStopWithRamping.c（44）任務3 用函數調用簡化運動程序（46）例程：MovementsWithFunctions.c（49）例程：MovementsWithOneFuntion.c（51）任務4 高級主題——用數組建立復雜運動（52）字符型數據（53）數組（54）例程：NavigationWithSwitch.c（56）NavigationWithSwitch.c是如何工作的（58）例程：NavigationWithValues.c（59）第4講C51接口與觸覺導航（62）觸覺導航與單片機輸入接口（62）任務1 安裝并測試機器人“胡須”（63）安裝“胡須”（63）測試“胡須”（64）例程：TestWhiskers.c（64）位操作符（65）if語句（66）？操作符（66）任務2 通過“胡須”導航（69）編程使機器人基于“胡須”導航（69）關系與邏輯運算符（70）例程：RoamingWithWhiskers.c（71）“胡須”導航機器人怎樣行走（74）任務3 機器人進入死區后的人工智能決策（75）編程逃離墻角死區（75）例程：EscapingCorners.c（76）EscapingCorners.c是如何工作的（79）第5講C51接口與紅外線導航（81）使用紅外線發射和接收器件探測道路（81）紅外前燈（81）任務1 搭建并測試IR發射和探測器對（82）元件清單（82）搭建紅外線前燈（82）這里為何要使用三極管9013（84）測試紅外發射探測器（84）例程：TestLeftIrPair.c（85）排錯（86）函數延時的不精確性（87）任務2 探測和避開障礙物（87）改變“胡須”程序，使其適用于IR檢測和躲避（88）例程：RoamingWithIr.c（89）任務3 高性能的IR導航（92）在每個脈沖之間采樣以避免碰撞（93）例程：FastIrRoaming.c（93）FastIrRoaming.c是如何工作的（95）任務4 俯視的探測器（97）推薦材料（97）用絕緣帶模擬桌子的邊沿（97）邊沿探測編程（98）例程：AvoidTableEdge.c（99）AvoidTableEdge.c是如何工作的（101）第6講C51定時器與機器人的距離檢測（104）用同樣的IR LED/探測電路檢測距離（104）推薦工具和原料（104）任務1 定時/計數器的運用（104）定時/計數器的控制（105）工作模式（106）定時/計數器初值的計算（106）例程：TimeApplication.c（106）TimeApplication.c是如何工作的（107）中斷（108）中斷優先級（109）任務2 測試掃描頻率（110）紅外線探測器頻率探測（110）用頻率掃描進行編程做距離探測（110）例程：TestLeftFrequencySweep.c（111）TestLeftFrequencySweep.c是如何工作的（112）例程：DisplayBothDistances.c（114）任務3 尾隨小車（114）對尾隨車編程（116）例程：FollowingRobot.c（117）FollowingRobot.c是如何工作的（120）任務4 跟蹤條紋帶（121）搭建和測試路線（121）需要的材料（121）測試條紋帶（122）絕緣帶路徑排錯（123）編程跟蹤條紋帶（124）例程：StripeFollowingRobot.c（124）第7講C51的UART與機器人串口通信（126）串口控制寄存器SCON（127）什么是波特率（127）波特率的計算（127）RS232電平與TTL電平轉換（128）任務1 編寫串口通信程序（129）例程：uart.h（129）uart.h是如何工作的（132）存儲器結構（132）串口工作流程（133）例程：HelloRoBot.c——printf("Hello,this is a message from your Robot\n")（134）例程：ControlServoWithComputer.c——scanf("%d",＆PulseDuration)（134）第8講 C51顯示接口編程與機器人應用（136）LED數碼管的介紹（136）任務1 數碼管顯示（136）任務目的（138）任務要求（138）元件清單（138）電路設計（138）陰極數碼管顯示的源程序（140）電路實物（141）LCD顯示器的介紹（142）任務2 認識LCD顯示器（142）LCD顯示器與C51單片機的連接（142）LCD控制器接口說明（143）任務3 編寫LCD模塊驅動程序（145）元件清單（146）線路連接（146）例程：LCDdisplay.c（146）LCDdisplay.c是如何工作的（150）指針（151）任務4 用LCD顯示機器人運動狀態（152）C語言的編譯預處理（152）例程：MoveWithLCDDisplay.c（156）MoveWithLCDDisplay.c是如何工作的（158）第9講多傳感器智能機器人（160）任務1 多傳感器信息與C語言結構體的使用和編程（160）結構體（160）例程：IRRoamingWithWithStructLCDDisplay.c（164）IRRoamingWithWithStructLCDDisplay.c是如何工作的（165）任務2 智能機器人的行為控制策略和編程（169）例程：NavigationWithSensors.c（171）NavigationWithSensors.c是如何工作的（173）第10講機器人循線競賽（175）競賽任務（175）任務1 QTI傳感器及其通信接口（176）任務2 安裝QTI傳感器到機器人前端（177）任務3 編寫QTI傳感器的測試程序（178）Test4QTI.c是如何工作的（180）任務4 設計算法實現機器人無接觸傳感器游中國（182）RobotTourChina.c是如何工作的（186）執行調試（187）任務5 修改算法實現機器人游中國（188）任務6 用數組實現機器人游中國比賽（193）任務7 改進運動執行程序提升執行的可靠性（199）函數（203）附錄A C語言概要歸納（208）C語言概述（208）數據類型、運算符與表達式（208）分支結構程序（210）循環控制（212）數組（214）函數（215）預處理命令（215）指針（217）結構體（218）位運算（219）附錄B 微控制器原理歸納（221）引言（221）一些概念（221）中央處理器（CPU）（222）RAM和ROM（223）地址總線、數據總線和控制總線（223）微處理器和微控制器（224）附錄C 無焊錫面包板（225）附錄D LCD模塊
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