前言

在电子技术日新月异的今天，各类生产活动和产品中都可以看到单片机应用的实例，如仪器仪表、机电设备、车辆船舶、通信系统、制造工业、过程控制、航空航天、军事领域和家电产品等，单片机已成为各类机电产品的核心控制部件。作为一个完整的数字处理系统，单片机具备了构成计算机的核心单元，并集成了大量的外围功能器件，使得用单片机实现某个特定的控制功能变得十分方便。单片机的应用使得产品的硬件成本大大降低，设计工作灵活多样，往往只需要改动部分软件程序，就可以增加和改善产品的功能和性能。

单片机的神奇功效，给人一种神秘莫测、难以驾驭之感。学习单片机技术需要加强实践，初学者应树立在“学中做”，在“做中学”的思想。先学习单片机硬件结构、存储结构、指令系统和中断系统，然后学习单片机芯片内集成的定时器/计数器和通信等各种接口功能，再进一步学习使用并行或串行扩展方法去扩展各种应用接口。从最小系统板开始，结合实验板进行控制硬件的编程练习，不断循序渐进，进而逐步掌握单片机的应用技术。

单片机的型号和种类繁多，MCS-51单片机在中小型应用中极为常见，已经成为单片机领域的实际标准。20世纪80年代中期，Intel公司将MCS-51内核使用权以专利互换或出售的形式转让给世界许多著名的IC制造厂商，使得MCS-51得到众多制造厂商的支持，发展出上百个品种，成为一个大家族。到目前为止，其他任何一个单片机系列均未发展到如此规模。正是由于MCS-51单片机技术的成熟和以51单片机技术为内核的众多单片机品种的广泛应用，以及丰富的51系列单片机技术资料和教学资源，51系列单片机已经成为人们学习单片机技术的很好选择。本书从介绍MCS-51单片机的结构、原理和扩展方法入手，使读者掌握51内核单片机的应用技术。

本书在第1版的基础上，结合编者在单片机技术方面多年的教学和应用经验，对本书内容做了修订、补充和完善。本书编写的主导思想是以51系列单片机技术知识为基础，在讲清讲透51系列单片机系统原理的基础上，增加目前较为流行的串行接口扩展新技术，如I2C总线技术、SPI总线技术，以及IC卡技术和短距离无线通信技术等，使读者能达到以当今主流技术开发单片机应用产品的目的。补充和新增内容有：

（1）以串行接口技术扩展存储器、I/O接口、键盘、显示器、A/D转换、D/A转换、日历时钟芯片和IC卡的方法；

（2）点对点无线通信和ZigBee无线网络等短距离无线通信技术；

（3）单片机系统供电电源解决方案及方法；

（4）应用Proteus电路分析仿真软件和Keil C51进行仿真调试的方法；

（5）专门为初学者学习单片机开发技术而设计的单片机实验开发系统（学习板）硬件原理图和PCB的设计资料及软件源程序包，供读者搭建一个实际开发环境进行开发训练，以增强实际开发能力。

本书共分为15章。第1章，介绍单片机的结构、特点和应用，以及51内核单片机系列，并从一个实例出发说明单片机的应用及其设计方法；第2章，以MCS-51为例介绍单片机的硬件结构；第3章，介绍MCS-51的指令系统；第4章，介绍MCS-51汇编语言程序设计；第5章，介绍MCS-51单片机C51程序设计；第6章，以MCS-51为例介绍单片机的中断系统；第7章，以MCS-51为例介绍单片机的内部定时/计数器和串行通信接口等；第8章，介绍单片机系统的存储器、并行接口、键盘、显示器、打印机等基本并行扩展技术；第9章，介绍I2C和SPI等常用串行总线协议、串行存储器扩展、串行/并行I/O接口扩展、串行键盘和LED显示器扩展等单片机系统常用串行扩展技术；第10章，介绍并行和串行接口的模拟量输入/输出扩展、日历时钟芯片和IC卡接口等扩展技术；第11章，介绍点对点无线通信和ZigBee无线网络通信等单片机系统短距离无线扩展技术；第12章，介绍单片机系统供电电源解决方案和典型实用的电源电路；第13章，介绍单片机应用系统抗干扰技术；第14章，介绍应用Proteus和Keil C51等工具软件进行单片机应用系统设计的硬件和软件仿真调试及分析方法；第15章，给出了与本书配套的实验指导和课程设计选题与要求。每章都配有适量的习题与思考题。本书配有电子课件、习题答案、例题源程序包、单片机实验开发系统（学习板）硬件设计资料及软件源程序包等教学资源，读者可以登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）免费注册下载。

本书教学安排40～60学时（含实验12～20学时），具体教学内容可根据实际情况取舍。建议第1～7章作为基本教学内容，以使学生掌握单片机的基本结构和原理，其中第4～5章程序设计方法应侧重于C51语言编程一章；第8章是传统的并行接口扩展，为的是让学生了解利用地址、数据和控制三总线扩展接口的方法，可根据教学时数取舍；第9章和第10章中的串行接口扩展部分是目前较为流行和广泛应用的技术，可作为重点内容介绍，第10章中的并行A/D、D/A内容可同第8章作同样处理；第11章无线扩展可根据学时取舍；第12～13章留给学生自学；第14章的仿真调试可做简要介绍；第15章可在实验和课程设计中选择安排。

本书由太原理工大学李晓林、牛昱光、阎高伟共同主编，太原理工大学李丽宏、温景国、武娟萍、张兴忠、马春燕、陈泽华、山西大学尹王保、广东工业大学许鸥、中北大学苏淑靖、太原科技大学田启川、潘峰、太原工业学院郭芸俊等参与编写。李晓林编写第3章，牛昱光编写第5章，阎高伟编写第10章，李丽宏编写第14章，温景国编写第8章，武娟萍编写第7章，张兴忠编写第13章，马春燕编写第15章，陈泽华编写第2章，尹王保编写第1章，许鸥编写第9章，苏淑靖编写第6章，田启川编写第11章，潘峰编写第12章，郭芸俊编写第4章。本书的多媒体课件、源程序包、习题答案和单片机实验开发系统（学习板）设计资料及软件源程序等教学资源由牛昱光、李晓林、阎高伟、石兵、李闯勤等负责开发设计和制作。全书由李晓林、牛昱光和阎高伟负责整理和统稿。

太原科技大学李临生教授负责审稿，为本书提出了许多宝贵意见和建议。广东梅州嘉应学院朱向庆对本书的编写提出了许多宝贵意见。石兵和李闯勤等多位硕士研究生为本书的多媒体课件、习题答案和单片机实验开发系统（学习板）的设计和制作做出了很大贡献。编者在此一并表示衷心感谢。

由于单片机技术的发展日新月异，且编者的水平有限，书中难免有不尽如人意之处，敬请广大读者提出意见和建议。编者电子信箱：niuyuguang@tyut.edu.cn。

编者

2010年12月