前言

“單片機原理及應用”是電氣與電子信息類、機械類等眾多工科專業的必修課。在以往的教學安排中，很多學校都是將“微機原理”作為基礎必修課，將“單片機原理及應用”作為專業課來開設的，這樣，微型計算機的基礎理論和實用技術都得以完整體現。隨著高等學校教學改革的深入和本科生教學總學時的減少，許多高校計算機類專業以外的其他相關專業已經將這兩門課程壓縮成了一門課程，并且從偏向于實用性角度出發，這門課程一般也命名為“單片機原理及應用”或相關名稱。雖然課程名稱未變，但教學內容和教學目標都發生了很大變化。為了能在較少的學時內使讀者既能掌握單片機技術以直接解決工程實際問題，又能較系統地獲取微機原理的基礎知識與基礎理論，為今后進一步拓展微機應用的深度和廣度打下基礎，這就要求對教學內容和教材做出改革。本教材正是基于這樣一種思路編寫的。在具體內容的組織安排上，重點考慮了如下幾個問題。

（1）在內容安排上，本書以數字電子技術為起點，以單片微型計算機技術的學習為主線，圍繞這條主線補充微機原理的基礎理論，從而將“微機原理”和“單片機原理及應用”這兩門課程的內容有機地結合在一起，達到了理論性與實用性兼具的要求。這樣安排既有利于讀者掌握單片機技術，又有利于讀者系統地掌握微型計算機的基礎知識和基本理論。

（2）技術的發展使得單片機的開發工具不斷推陳出新，如Keil μVision、Proteus這些單片機軟/硬件的調試及仿真軟件目前已得到廣泛應用。這些軟件既是單片機開發者的強大工具，也是單片機技術學習者得力的學習助手。因此，本書著力引入了這些新的技術與工具。本書盡量靠前安排這些工具軟件的教學內容，以便學生能盡早將這些工具軟件用于本課程的學習。除此以外，在所有涉及硬件的例題中給出Proteus的仿真方案，供教師用于演示，從而起到將實驗室搬入課堂的作用，同時也能達到活躍課堂氣氛、提高學生學習興趣的目的。

（3）考慮到匯編語言在單片微機原理學習上的重要性，本書依然把它作為基本的編程語言，并在教學內容體系上保持獨立完整，不受C51語言程序設計部分的影響。同時，考慮到C51語言在單片機開發工程中的廣泛使用，本書也引入了C51程序設計的知識，并在編程例題中同時提供匯編語言和C51語言的程序清單，以便對照學習。這部分內容作為基礎教學內容的拓展部分加以星號標識，供教師根據學時數的情況選講或交由學生自學。

（4）單片機作為嵌入式微控制器，在工業測控系統、智能儀器和家用電器中得到了廣泛應用。市場上單片機的品種繁多，但51系列單片機仍不失為單片機中的主流機型。其內部結構相對簡單，是初學者學習單片機技術的最好對象，掌握了51系列單片機再延伸到其他單片機就比較容易了。而且51系列單片機有豐富的教學參考資料和價廉質優、易于獲取的開發工具相配合，開發工具所提供的優秀的軟/硬件仿真功能，為初學者學習單片機工作原理及提高程序設計和調試能力帶來很大的便利。因此，本書以51系列單片機為核心，以系列中最具典型性、代表性的AT89S51為具體分析產品，系統地介紹單片微型計算機原理及應用。

（5）由于課時和篇幅所限，本書不可能做到面面俱到，因此，在內容的安排上側重于把基本原理和基本方法講清講透。同時，為了拓寬讀者的視野，本書對單片機應用的新技術和新器件也做了介紹，這部分知識作為拓展部分加星號標識，供教師選用。

（6）為了達到強化基礎、突出應用和便于自學的目的，本書力求文字精練、通俗易懂、深入淺出。書中提供了大量例題和應用實例，并對其進行了詳盡的說明和論述，在每章最后設計了針對性較強的練習與思考題，以幫助學生更好地鞏固、理解課堂所學的內容。

（7）單片機原理及應用是一門實踐性很強的課程，實驗在課程的教學中起著非常重要的作用。但是，不同專業的側重點不一樣，不同學校的實驗條件也可能不一樣，因此，很難設置一套完美的實驗方案普適所有的用戶。本書作者準備另外編寫單獨的實驗與課程設計指導書，供用戶自由選用。

（8）為減輕教師的教學負擔，本書配套完整的教學支持資源，包括多媒體電子課件、調試通過的例題源程序文件、供教師課堂演示用的Proteus仿真的項目文件，以及練習與思考題的參考答案。教師可通過華信教育資源網（http://www.hxedu.com.cn）注冊下載。

本書深入淺出，層次分明，實例豐富，突出實用，可操作性強，特別適合作為普通高等學校非計算機類專業相關課程的教材，亦可作為高職高專或培訓班的教材。

全書共分為16章。第1章主要以一個簡單易懂的應用實例展示單片機應用系統設計所要面對的基本問題，從而為讀者的學習指明方向；第2章介紹微型計算機的基礎知識和基本原理，為單片機技術的學習打下基礎；第3～10章詳細介紹51系列單片機（AT89S51）的硬件結構、指令系統、程序設計方法、軟/硬件模擬調試方法及片內各功能部件的原理與使用；第11～15 章介紹單片機系統擴展技術和各種常用硬件接口及軟件設計；第16章結合實例介紹單片機應用系統的設計與調試。全書的參考學時數為48～72學時。教師可根據實際情況，對各章節所講授的內容進行取舍。

本書由華東交通大學徐春輝擔任主編，陳忠斌老師、曹暉高級工程師、陳鵬展博士、張永賢副教授參編，本書第1～5章、第14章、附錄、全部電子課件和部分仿真程序由徐春輝編寫；第7～9章及第11～13章由陳忠斌和徐春輝共同編寫；第6、10章由徐春輝和曹暉編寫；第15、16章由曹暉、陳鵬展、張永賢和徐春輝共同編寫。袁慧林等同學為本書的習題和程序調試工作付出了辛勤的勞動。李宋、高彥麗兩位副教授及吳翔老師對本書的編寫也提出了寶貴的建議。全書最后由徐春輝統稿和整理。

本書在編寫過程中得到了國家級科學技術獎評審專家、“新世紀百千萬人才工程”國家級人選、華東交通大學楊輝教授的大力支持，在此表示衷心感謝。

由于計算機技術的發展日新月異，作者水平有限，書中疏漏和不足之處敬請讀者批評指正。

編者

2013年8月于華東交通大學