前言

“單片機原理與應用”是電氣工程、自動化、電子信息、計算機、機械等工科專業非常重要的基礎課程，也是一門知識性、應用性、實踐性很強的綜合性技術課程。通過該課程，可以鍛煉學生獨自開發小型單片機應用系統的硬件設計、分析、制作與軟件編寫、調試的能力，提高學生的動手實踐能力，培養學生的創新意識與創造性思維，最終為學生在校期間參加全國性競賽（如大學生機器人大賽、智能車大賽等），以及學會采用單片機設計相關控制系統解決專業中的各種具體問題奠定堅實的理論與實踐基礎，使他們畢業時能獲得更好的就業機會與崗位，并成為未來工作中負責應用系統研究開發的技術骨干。可以說，“單片機原理與應用”是一門非常重要的課程。

傳統的單片機課程教學主要存在三大問題：一是教學模式采用“先理論講解，再動手實驗”，導致“教學-實驗”分離、“理論-實踐”不同步，不僅使學生理論理解困難，而且感覺枯燥乏味，使初學者感覺入門較難，難以培養興趣甚至厭學，最終造成單片機課程教學效果不理想；二是實驗教學采用統一的單片機實驗箱（板），存在硬件電路固定、實驗內容固定、學生不能隨意更改、程序無法實時在線仿真調試、與工程實際應用脫節等缺點，很難培養學生的實踐動手能力與創造性思維；三是缺乏對單片機系統化設計的培養，教學中通常將軟硬件分離介紹，加上實驗采用現成的電路板，大多只完成簡單、分塊的驗證性程序設計，基本不涉及硬件設計，導致學生硬件設計與復雜軟件設計能力薄弱，在構建實際的單片機應用系統時缺乏硬件平臺搭建與系統軟件調試能力，最終造成學生的單片機應用系統綜合設計能力嚴重不足。

鑒于傳統教學模式存在的不足，本書編者對單片機課程教學進行改革，提出了一種基于Proteus與Keil聯調及項目導向的新型單片機教學模式。它的核心思想是將單片機課程教學圍繞具體應用項目展開，使項目設計貫穿整個教學過程，授課時將每個應用項目分解為進階式的多個子模塊，按照模塊化思路講解相關軟硬件設計的知識點，并采用Proteus與Keil軟件構成虛擬實驗平臺，實現“教師邊講邊指導、學生邊學邊實踐”的教學形式，達到理論與實踐教學的同步。這種教學形式對學生來說，增強了單片機學習的直觀性和生動有趣的真實感，激發了他們的學習興趣與積極主動性，提高了他們的學習成就感，最終在整體上提高了學生的單片機綜合設計能力，使教學效率和教學質量得到大幅度提升；對教師來說，在普通機房或教室（學生自帶筆記本計算機）授課即可實現理論與實踐結合，不依賴于實驗室及其單片機開發板，并能及時了解學生學習單片機時存在的問題與不足，做到及時和有針對性的輔導，提高與鞏固教學效果。

本書以工程應用為主調，是編者在單片機教學與開發過程中，對教學模式與教學方法改革成果、實踐經驗教訓、心得感悟的總結和整理。全書圍繞“Keil+Proteus聯調技術”核心方法，通過多個“Keil+Proteus實際應用案例”幫助學生掌握所學內容，增強對單片機硬件資源的理解與使用，提高學生的實際硬件設計與編程調試能力，使學生在課后易于根據教材自行學習，并采用Keil與Proteus軟件進行單片機仿真實驗。

本書共11章，內容包括緒論、MCS-51單片機的硬件結構及工作原理、C語言基礎與C51程序設計、MCS-51中斷系統、MCS-51定時/計數器、MCS-51串行口、MCS-51系統擴展技術、MCS-51單片機接口技術、MCS-51單片機總線技術、Keil C51和Proteus仿真軟件及聯合調試技術、單片機應用系統設計實例。在每一章前列出了本章的學習目標或重要知識點，每章結尾給出本章小結，以便幫助讀者回顧和復習。需要說明的是，由于C語言是當今微控制器或微處理器應用系統的主要開發語言，因此本書不介紹匯編語言，僅在附錄列出MCS-51單片機的匯編指令，教師可根據講解單片機工作原理的需要，自行增加部分匯編語言的基本講解。

本書部分圖片保留了軟件固有的元器件符號，可能會與國家標準中的符號不一致，讀者可查閱相關資料。

本書獲得廈門理工學院教材建設基金資助。全書由陳志英副教授、徐敏教授主編，并參與全書的執筆編寫；林峰和曾漢超參編，并為本書做了許多校對工作，在此表示衷心的感謝。

本書編寫過程中參閱借鑒了一些相關教材和文獻，在此向其編著者表示謝意。由于編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，懇請讀者批評指正。

編者