•采用“任務驅動”的編寫方式，引入案例和啟發式教學方法

•從標準C起步學習C51，適合短學時的C51授課，內容濃縮精煉

•更新了單片機外圍芯片的應用，設計多個綜合實踐教程供讀者參考，提高開發技巧

•各程序實例均有詳細的說明和注釋，其中許多C函數可作為模塊資源加以利用

《單片機原理及應用設計》自2005年7月出版以來，多所高校的相關專業選用了本書，同時也得到了不少高校教師和學生的意見和建議。隨著教學改革的需要和發展，教材編制組根據本課程教學內容所提出的一些新要求，制定了第二版修訂方案，使本教材在原來的基礎上得到進一步的完善。

隨著電子技術的發展，單片機在國民經濟的各個領域得到了廣泛的應用。單片機以體積小、功能全、性價比高等諸多優點，在數據采集、工業控制、家用電器、通信設備、信息處理、航空、航天等各種領域得到廣泛應用。目前市場上單片機的品種繁多，單片機功能越來越多，速度越來越快，第一版教材中介紹的有些內容相對陳舊，已經不能夠滿足讀者的需求，為了讓讀者更好地了解市場上流行單片機的種類及特點，在第二版上增加了此部分內容。由于MCS-51單片機具有結構體系完整、指令系統功能完善和內部寄存器的規范化等特色，與其配套的各類開發系統和各類軟件也比較完善，因此在中國的單片機市場上一直是主流芯片，所以在第二版中依然保留了以MCS-51單片機的結構為例學習掌握單片機的應用技術的方法。

本版保留了第一版的組織結構，在此基礎上進行了修改和擴充，刪去了一些比較淺顯和累贅的內容，補充了部分應用實例，同時引入了一些實用技術。修改的主要內容為：將第1章的單片機系統基礎知識中的單片機常用邏輯電路一節介紹去掉，增加常用單片機的選擇及簡介，突出市場流行單片機的介紹；簡化了第2章中單片機內部結構的部分不常用電路的介紹；修改了第3章和第4章的部分例題和習題；對于第9章內容作了大幅度的調整，去掉一些目前單片機不常用的外圍接口電路的應用（8155A和9279），增加了串行總線芯片的應用（I2C總線、SPI總線）；對于第11章的單片機應用實例內容進行了進一步的優化，選取的例子都是具有代表性的，只給出設計方案，刪除了實例的程序；對于第12章的內容進行了更換，將單片機可靠性設計與抗干擾設計換成了單片機常用仿真工具介紹，充分滿足實踐教學的需求。

修訂后本書的特色如下：

（1）面向學習和一般應用，介紹51單片機的典型芯片，在掌握51單片機的使用的同時也了解市場上其他流行單片機的特點，更好的選擇單片機進行系統設計；

（2）介紹單片機的常用開發工具和開發手段，特別是對μVision下的調試資源和調試操作進行了較詳細的描述；

（3）從標準C起步學習C51，適合短學時的C51授課，內容比較濃縮精煉；

（4）更新了單片機外圍芯片的應用，提供了較多的參考資料，設計了多個綜合實踐教程，供學習者參考，提高開發技巧；

（5）每個程序實例都有詳細的說明和注釋，其中許多C函數可以作為模塊資源來加以利用。

本書共12章，以MCS-51系列單片機為機型，介紹單片機的基礎知識、基本原理結構、51指令系統、中斷、定時器/計數器、串行通信、C51程序設計、單片機的擴展、應用實例及單片機常用仿真工具等知識。學生通過學習可較全面地掌握單片機的應用技術。本書基本概念突出、邏輯性強、突出實踐性環節、結構新穎，注重理論與實際相結合，務求實用。

本教材參考學時為56個，各院校可根據具體情況進行講授。通過本課程的學習，能使學生在單片機應用技術方面具備一定的實用能力。

本書編寫人員都是長期從事單片機教學與科研的教師和工程技術人員，具有豐富的教學和科研經驗。本書由胡輝任主編，李葉紫、王曉任副主編。第1、2、5、6章由胡輝編寫，第3、4章由李葉紫編寫，第7～8章由王曉編寫，第9～10章由戴永成編寫，第11～12章由李宗睿編寫，附錄部分由郜文參、孟冬青、李萬軍編寫。全書由胡輝統稿。參加本書大綱討論的有孟慶敏、李文杰等。參加本書繪圖及校對工作的有宗文闖、杜春凱、楊路等。

由于編寫時間倉促，編者水平有限，書中難免出現一些錯誤和不妥之處，懇請廣大讀者和同仁批評指正。

再版前言

第1章 單片機系統基礎知識 1
本章學習目標 1
1.1 概述 1
1.1.1 單片機的基本概念 1
1.1.2 單片機的發展概況 3
1.1.3 單片機的特點和應用 5
1.2 單片機的數制表示法 6
1.2.1 二進制、十進制與十六進制 6
1.2.2 數制的轉換 7
1.2.3 原碼、反碼與補碼 8
1.2.4 計算機中常用的編碼 10
1.3 常用單片機的選擇及簡介 13
1.3.1 單片機的選擇 13
1.3.2 單片機系列產品簡介 14
本章小結 19
習題一 19
第2章 單片機的內部結構及工作原理 21
本章學習目標 21
2.1 單片機的內部結構 21
2.1.1 內部結構 21
2.1.2 引腳定義及功能 23
2.2 單片機的存儲器結構 25
2.2.1 內部數據存儲器及專用寄存器 25
2.2.2 外部數據存儲器 29
2.2.3 程序存儲器 30
2.3 單片機并行I/O口 32
2.3.1 P0口的結構及特點 32
2.3.2 P1口的結構及特點 33
2.3.3 P2口的結構及特點 34
2.3.4 P3口的結構及特點 34
2.4 單片機的時鐘與時序 35
2.4.1 時鐘電路 35
2.4.2 單片機的CPU時序 36
2.5 單片機的工作方式 38
2.5.1 程序執行方式 38
2.5.2 節電工作方式 38
2.5.3 復位 40
本章小結 41
習題二 42
第3章 單片機的指令系統 43
本章學習目標 43
3.1 單片機指令系統概述 43
3.1.1 指令格式 43
3.1.2 指令符號 44
3.1.3 指令分類 44
3.2 尋址方式 46
3.2.1 直接尋址 47
3.2.2 立即尋址 47
3.2.3 寄存器尋址 47
3.2.4 間接尋址 47
3.2.5 相對尋址 48
3.2.6 變址尋址 49
3.2.7 位尋址 49
3.3 指令系統 50
3.3.1 數據傳送類指令 50
3.3.2 算術運算類指令 54
3.3.3 邏輯運算指令 58
3.3.4 移位指令 58
3.3.5 控制轉移類指令 59
3.3.6 位操作指令 62
3.4 偽指令 64
3.4.1 起始地址偽指令 64
3.4.2 匯編結束偽指令 64
3.4.3 數據地址賦值偽指令 65
3.4.4 賦值偽指令 65
3.4.5 定義字節偽指令 65
3.4.6 定義字偽指令 65
3.4.7 位地址賦值偽指令 66
3.4.8 定義存儲區偽指令 66
本章小結 66
習題三 67
第4章 程序設計 70
本章學習目標 70
4.1 簡單匯編語言程序設計 70
4.1.1 分支程序 70
4.1.2 循環程序 73
4.1.3 延時程序 75
4.2 MCS-51常用子程序 76
4.2.1 代碼轉換類程序設計 76
4.2.2 查表程序設計 78
4.2.3 定點數運算子程序 80
4.2.4 浮點數運算子程序 83
本章小結 91
習題四 91
第5章 單片機的中斷系統 94
本章學習目標 94
5.1 中斷的概念 94
5.1.1 中斷的定義 94
5.1.2 中斷源 95
5.1.3 中斷的優先級 96
5.1.4 中斷控制 97
5.1.5 中斷響應 98
5.1.6 中斷響應的撤除 99
5.2 外部中斷的使用 100
5.2.1 外部中斷源的應用 100
5.2.2 利用定時器擴展外部中斷源 104
5.2.3 多級外部中斷的擴展 104
本章小結 107
習題五 107
第6章 單片機的定時器/計數器 108
本章學習目標 108
6.1 定時器/計數器 108
6.1.1 定時器/計數器的結構 108
6.1.2 定時器/計數器的控制寄存器 109
6.1.3 定時器/計數器的工作方式 110
6.2 定時器/計數器的應用 112
6.2.1 定時器方式0的應用 112
6.2.2 定時器方式1的應用 113
6.2.3 外部脈沖寬度的測量 114
6.2.4 單片機內部軟件看門狗的應用 115
本章小結 116
習題六 116
第7章 單片機的串行通信 117
本章學習目標 117
7.1 串行通信的概念 117
7.1.1 異步通信與同步通信 117
7.1.2 串行通信的波特率 118
7.1.3 串行通信的方式 118
7.2 單片機串行的通信原理及工作方式 119
7.2.1 單片機串行口的結構 119
7.2.2 單片機串行口的控制 120
7.2.3 單片機串行口的工作方式 121
7.3 單片機串行口的應用 123
7.3.1 串行口擴展顯示器 123
7.3.2 串行口擴展的鍵盤 125
7.3.3 雙機通信 126
7.3.4 多機通信 127
7.3.5 計算機與單片機的通信 133
本章小結 135
習題七 135
第8章 單片機C51程序設計 136
本章學習目標 136
8.1 C51的結構 136
8.1.1 C51的結構特點 137
8.1.2 C51的數據類型 137
8.1.3 C51的常量與變量 138
8.2 C51程序的格式 141
8.2.1 C51的運算符 141
8.2.2 C51的基本語句 148
8.3 C51程序設計 151
8.3.1 頭文件 151
8.3.2 特殊功能寄存器的讀寫 152
8.3.3 位的控制 153
8.3.4 基本I/O口 154
8.3.5 中斷的設計 155
8.4 C51程序應用 157
8.4.1 延時程序 157
8.4.2 I/O口的應用 159
8.4.3 LED顯示器的擴展 161
8.4.4 方波發生器 163
本章小結 164
習題八 164
第9章 I/O口的應用與擴展 166
本章學習目標 166
9.1 基本I/O的應用與擴展 166
9.1.1 P1口的應用 166
9.1.2 P0口的擴展 168
9.2 顯示器的擴展 169
9.2.1 基本LED顯示原理 169
9.2.2 LED的靜態顯示 171
9.2.3 LED的動態顯示 173
9.2.4 LCD顯示器的擴展 174
9.3 鍵盤的擴展 183
9.3.1 鍵盤概述 183
9.3.2 獨立式鍵盤的擴展 185
9.3.3 矩陣式鍵盤的擴展 186
9.4 I/O通用芯片8255A的擴展與應用 189
9.4.1 8255A概述 189
9.4.2 8255A的應用 193
9.5 串行總線芯片的擴展 197
9.5.1 I2C總線 197
9.5.2 SPI總線 204
本章小結 208
習題九 209
第10章 A/D、D/A轉換器的應用 210
本章學習目標 210
10.1 A/D轉換器的應用 210
10.1.1 8位逐次比較式A/D轉換器
ADC0809的應用 210
10.1.2 12位并行A/D轉換器AD574A
的應用 215
10.1.3 12位串行A/D轉換器TLC2543
的應用 219
10.2 D/A轉換器的應用 222
10.2.1 8位D/A轉換器DAC0832
的應用 223
10.2.2 12位串行D/A轉換器TLV5616
的應用 227
本章小結 230
習題十 230
第11章 單片機應用系統設計 232
本章學習目標 232
11.1 簡易電阻測量儀 232
11.1.1 設計目的 232
11.1.2 技術指標 232
11.1.3 設計方案 232
11.2 密碼鎖控制器 233
11.2.1 設計目的 233
11.2.2 技術指標 233
11.2.3 設計方案 233
11.3 簡易體育比賽計分器的設計 235
11.3.1 設計目的 235
11.3.2 技術指標 235
11.3.3 設計方案 235
11.4 IC卡讀寫器設計 237
11.4.1 設計目的 237
11.4.2 技術指標 237
11.4.3 設計方案 237
11.5 溫度檢測系統的設計 238
11.5.1 設計目的 238
11.5.2 技術指標 238
11.5.3 設計方案 238
11.6 簡易步進電機控制器的設計 243
11.6.1 設計目的 243
11.6.2 技術指標 243
11.6.3 設計方案 243
本章小結 244
第12章 單片機常用仿真工具 245
本章學習目標 245
12.1 單片機系統開發軟件Keil 245
12.1.1 Keil μVision4的安裝 246
12.1.2 Keil μVision4的工具軟件 246
12.1.3 Keil μVision4的菜單命令說明 247
12.1.4 Keil μVision4的軟件開發過程 250
12.1.5 Keil μVision4的模擬仿真 254
12.1.6 聯合仿真 255
12.2 單片機系統開發軟件WAVE 256
12.2.1 文件的建立 256
12.2.2 文件的編譯 258
12.3 STC單片機程序下載 259
12.3.1 STC單片機下載線的制作 260
12.3.2 單片機下載軟件 262
本章小結 263
附錄 MCS-51系列單片機指令集 264
參考文獻 268

1. 單片機應用技術項目教程（C語言版）（第三版） [主編　郭志勇]
2. 單片機原理及應用技術（C語言版） [周國運 魯慶賓 趙天翔 編著]
3. 單片機實用技術項目教程 [主編 周威 熊輝]
4. 單片機原理及應用項目化教程（C語言版） [主編 謝四連　王善偉　李石林]
5. 單片機應用技術項目教程（C語言版）（第二版） [主編 郭志勇]
6. 電子技術項目教程（Proteus版） [主編 郭志勇]
7. 單片機應用教程 [胡云冰 聶振華]
8. 單片機應用系統設計安裝與調試 [主編 田浩鵬]
9. 單片機原理及典型應用接口技術 [劉甫 陳健美 編著]
10. 單片機原理及應用教程（C語言版） [主編 周國運]
11. 單片微型計算機原理及接口技術實驗指導與實訓 [林軍 等編著]
12. 單片微型計算機原理及應用 [趙秀珍 單永磊 主編]