前言

目前，單片機開發的產品已被廣泛應用于家電、通信、工商業、航空、航天及軍事等方面。單片機的系列和型號有很多，但實際應用中最流行的是8051系列。這是因為它有眾多制造廠商支持，有適于各種應用特點的品種和非常豐富的學習資料。8051系列也是各大專院校（包括中專、中技和職高）單片機教學的首選機型，因為它是目前應用最廣泛、使用人數最多的單片機，事實上它已成為單片機領域的實際標準。

隨著電子技術的發展，單片機的開發工具也有了長足的進步。傳統的開發工具是程序編譯軟件、仿真器和編程器（又稱寫入器）等。這種開發方法的特點是：在開發期間，必須有單片機及外圍電路的硬件支持。近幾年來開發出的電子設計自動化（EDA）軟件，使單片機及其外圍電路的軟硬件設計和調試都能在計算機虛擬環境下進行。其開發步驟是：先把待開發單片機系統的電路原理圖畫好，再把配套運行的程序編好，然后就可以進入仿真調試環境。隨著程序的執行，運行結果可以在計算機屏幕上的電路原理圖上反映出來。比如，你要點亮電路圖上畫的某個發光二極管，或讓電路圖上畫的喇叭發聲，或讓電路圖上畫的直流電動機轉動，這些都可以實現。用這種方法調試完成后，再按照調試所用元器件清單把元器件購買回來，制出與調試時一致的印制電路板，組裝起來，把調好的程序下載或寫入到單片機里，一個單片機系統開發工作即告完成。用這種軟件進行開發的好處是：避免了用傳統方法開發時方案更換帶來的多次購買元器件及制版的麻煩，節約了時間和經費。

英國Labcenter公司開發的電路分析與實物仿真軟件Proteus ISIS就是這樣一種軟件。它運行于Windows操作系統上，可以仿真、分析（SPICE）各種模擬元器件、集成電路和眾多的單片機系統。Proteus ISIS軟件既可以用于設計電路原理圖，又可以畫印制電路板（PCB）圖，并可以實現交互可視化仿真。Proteus ISIS軟件提供了30多個元器件庫，上萬個元器件。元器件涉及電阻、電容、二極管、三極管、MOS管、變壓器、繼電器、放大器、各種激勵源、300多種微控制器、TTL和CMOS集成電路等。Proteus ISIS軟件提供了多個虛擬儀表，包括示波器、邏輯分析儀、定時器/計數器、虛擬終端、信號發生器、圖形發生器、交直流電壓表、交直流電流表等。總之，Proteus ISIS這個交互可視化仿真軟件一經使用，便給人以耳目一新的感覺。

本書是用Proteus軟件調試和仿真51系列單片機及外圍電路的實例集。實例部分介紹了51單片機和外圍器件接口方法，每一實例選用一種或幾種接口芯片。介紹的次序如下：首先是該單片機接口芯片功能簡介，其次是該芯片與單片機連接電路原理，該芯片匯編語言程序，該芯片C51語言程序，該芯片的調試和仿真，最后是使用該芯片的注意事項（部分章節沒有這一項）。

本書共分23章，第1章介紹Keil C51集成開發環境及其用法；第2章介紹單片機仿真軟件Proteus的用法。第3～15章是單片機和外圍芯片連接的例子，共13個。第3章介紹8位串行輸入、串行或并行輸出的移位寄存器74HC595的用法；第4章介紹串行E2PROM芯片AT24C02的用法；第5章介紹帶RAM存儲器的實時時鐘芯片PCF8583；第6章介紹帶RAM存儲器的串行I2C實時時鐘芯片DS1307；第7章介紹單通道12位串行A/D轉換器MAX1241；第8章介紹11路12位串行A/D轉換器TLC2543；第9章介紹串行8通道多量程12位A/D轉換器MAX127；第10章介紹單路8位串行D/A轉換器MAX517；第11章介紹單路10位串行D/A轉換器MAX515；第12章介紹I2C總線8位遠程I/O擴展口芯片PCF8574；第13章介紹SPI串行總線E2PROM X25040；第14章介紹鐵電存儲器（FRAM） FM24C64；第15章介紹鐵電存儲器（FRAM）FM24C256。第16～23章是單片機和常用集成電路芯片接口的例子，共8個。第16章介紹譯碼器；第17章介紹七段顯示譯碼器；第18章介紹優先編碼器；第19章介紹觸發器；第20章介紹鎖存器；第21章介紹移位寄存器；第22章介紹數據選擇器；第23章介紹模擬電子開關。

電子資料包中的內容仍以書中章節為單位，每一章（第3～23章）下都有1個文件夾，內有多個文件。其中，擴展名為“DSN”的文件是Proteus仿真原理圖文件，在Proteus軟件已安裝在計算機中的前提下，雙擊具有“DSN”擴展名的文件，就可進入顯示電路原理圖畫面，也就是Proteus的調試狀態；擴展名為“ASM”的是51系列匯編語言程序；擴展名為“C”的是C51語言程序；擴展名為“UV2”的是Keil C51工程文件；擴展名為“HEX”的是用Keil C51軟件對上述匯編語言程序（或C51語言程序）編譯生成的十六進制文件。在原理圖的單片機上雙擊鼠標左鍵，在彈出的“編輯元件”對話框內的“Program Files”文本框中輸入“XXX.HEX”，單擊“確定”按鈕即完成十六進制程序文件載入，之后，就可以仿真和調試。書中的應用程序都已在Proteus環境下調試通過，讀者既可以原封不動地執行程序，也可以邊改邊試。讀者可以登錄電子工業出版社電子技術出版分社網站 http://yydz.phei.com.cn，到“資源下載”欄目下載電子資料包。

本書適合51系列單片機開發的技術人員閱讀，也可作為高等學校相關專業的教學用書。

在編寫過程中，得到了電子工業出版社張劍編輯的指導和幫助，同時，也得到杜菲、姜鴻斌等同志的協助。在此，向以上單位和同志表示衷心感謝。

由于編著者水平有限且時間倉促，書中難免存在缺點和錯誤，懇請讀者批評指正。作者E-mail: dushuchun@263.net。

編著者

2011年7月29日