前言
單片機的應用價值已是不言而喻的了,現在幾乎所有的機電類專業都開設了單片機的課程,單片機的教材也難以計數,但要找到一本不僅方便教、更方便學的教材,可實在不容易,主要問題存在于:
1.把單片機作為一種純理論的課程,因而教材也就按照所謂的“體系”去安排內容,差不多把整本教材翻完了也沒有建立單片機的具體形象,只得死記一些枯燥、生硬的術語,如累加器、寄存器、存儲器、I/O接口等。
2.按照“滿堂灌”的課堂教學模式安排所謂的知識點,其實是完全違背了人類的學習規律,把實實在在的東西變成抽象、難懂的一些概念。
3.過于講究系統與全面,介紹一大堆東西,結果是把學生/讀者搞蒙了。
其實,對于單片機的學習,只要讓學生/讀者掌握一些自學(練習)的手段和具備一些必要的條件即可,并不需要面面俱到、“完全搞懂”,讓學生/讀者在探究中學習,在探索中搞懂,有挑戰、有成功,這樣的學習既有樂趣,又進步得快,還學習得牢固。
在中國,80C51幾乎就是單片機的代名詞,因為它是事實上的單片機“標準”,得益于早年相對低廉的開發手段。在80C51誕生后的很長一段時間幾乎是獨霸天下。在20世紀90年代初期,80C51受到眾多其他架構單片機的挑戰,如AVR,PIC,Motorola等,幾乎被這些后起之秀所淹沒。30年河東、30年河西,到21世紀伊始,80C51在ADI公司推出集成ADC等模擬接口和可以在線仿真的ADuC8××,TI推出低功耗、具備24b ADC等強大功能的80C51內核(兼容)全新單片機之后,具備各種各樣功能的80C51幾乎可以用目不暇接、日新月異來形容了??梢哉f,在當今80C51仍然是單片機的霸主。
80C51最早誕生于國際著名的Philips公司,也就是現在NXP(恩智浦)公司。如今,80C51仍然是NXP的主流產品。與時俱進,今日NXP公司生產的80C51的性能已非早年產品可比的了。特別是新近發展起來的在系統中編程(In System Program,ISP)和在應用中編程(In Application Program,IAP)的功能,不僅為產品的研發和升級帶來了難以想象的便捷,更為單片機的學習提供了極為有利的條件,不再需要昂貴、嬌氣的仿真器,只用十幾元的實驗板就可以進行單片機的實驗了。
綜上所述,本教材的目的就是要提供一種高效、便捷的學習方法,幫助學生/讀者迅速掌握單片機并能夠應用到實際中去。
根據作者十幾年的教學和應用地體會,并吸取許多教師、專家的寶貴意見和建議,力圖采用全新的方式來講授和學習單片機,把學習單片機變成一個輕松愉快的經歷,又快又好地學習單片機。編寫本教材就是實現這一目標的重要舉措:
1.采用通俗易懂的語言,使用舉例和比喻方便自學。
2.使學生/讀者先有興趣,再有興趣,更有興趣……越學越有興趣,越學越想學,越學越輕松,越學越快。
3.首先模仿,取得感性認識,然后升華到理性認識,不去追求所謂完整、嚴謹的理論體系。
4.學生可先在老師的指導下學習到最起碼的基礎知識(如先修微機基礎的課程則更好),然后在沒有老師的情況下也能學習,在有老師的指導下則學得更快。
5.只要求讀者先“一知半解”,不求多,不求快,不求“全面”,更不求“系統”,但緊跟教材的主線,獨立完成每一個實驗。
6.請讀者牢記“實踐是檢驗真理的唯一標準”這一至理名言。本教材所給出的任何實驗、程序都可以通過實驗來檢驗。自己有任何想法,都可以去實驗。實驗結果與自己的設想、與書本的敘述、與老師的解釋不符時,也應該通過更多的實驗去檢驗:改變實驗條件,改變指令……
上述六條也可以說是本教材編寫的指導思想。作者希望通過本教材和相應的單片機學習板為廣大學生和讀者快速、扎實掌握單片機技術提供條件。因此,本教材特別強調“邊干邊學”,不論是自學、還是有教師上課,都應人手一套單片機學習板,這樣在學習時才能事半功倍,既有效率,又扎扎實實。
為了讓讀者盡快具備學習的基礎和初步開發單片機的應用系統的能力,本教材沒有刻意去強調系統與全面,而是介紹一些必備的知識和提供一些基本的實驗:如何運用P89V51制作一個開發系統;實現遠程升級等。同樣原因,本教材的軟件僅限于匯編指令與程序,目的是讓讀者更好地了解和掌握單片機的硬件。
其次,為了讓讀者能更具體、形象地了解和掌握單片機的應用,本教材選取了一些應用實例,在第13單元介紹給讀者,精選這些實例的原則是既覆蓋測、控兩個方面,也兼顧各種通信、人機對話等方面的內容。因參考資料較多,在此不一一列舉,但對原作者表示誠摯的謝意。
課題組的多位研究生參加了編寫本教材和設計實驗板、調試程序的工作,他們是劉近貞、王慧泉、趙喆、周梅、吳紅杰、李哲、崔南。作者借此機會向他們致謝。
由于采用了一種全新的思維和方式來編寫本教材,加上作者的水平有限,時間又緊,難免會出現這樣或那樣的不足、乃至錯誤,希望能夠得到讀者的批評與建議,以便今后再版時使本教材更加完善。
作者
2011年于天津大學北洋園