本書是配合本科生單片機教學而編寫的實驗教材，側重基本知識與概念，強調程序的調試過程，注重開發學生分析問題與解決問題的能力，培養學生的創新實踐與工程設計的能力。本書采用Keil集成調試軟件，對於學習MCS-51單片機具有一定的參考價值。__eol__本書中的每個實驗內容包含了相關模塊的知識點分析、相關SFR初始化方法以及應用電路和編程思想的描述，讀者可以參考在實驗臺上的實際電路以及對應的程序來進一步加深對內容的理解和掌握。本書中每個實驗都分為驗證性實驗和思考題編程兩部分。前者的實驗程序已經給出，便於讀者學習、掌握；後者則需要讀者在驗證性實驗的基礎上進行適當修改，獨立編寫出所要求的程序，這種方法有利於讀者更好地掌握和靈活地運用單片機的相關知識。

本書按不同層次、不同要求設置實驗內容，其中驗證型內容與課程內容同步對應，可以鞏固相關理論知識；設計型內容則具有一定工程應用價值。教程中每一個實驗都分為驗證性實驗和思考性編程兩個部分。前者的實驗程序已經給出，便於讀者學習，後者則需要讀者在驗證性實驗的基礎上進行適當的修改，獨立編寫出所要求的程序。這種方法有利於讀者更好地掌握和靈活地運用單片機的相關知識，而且培養了學生發現、分析和解決問題等實踐創新能力。

秦曉梅，大連理工大學電工電子實驗中心教師，多年從事計算機原理實驗和單片機原理與實驗的教研工作，2016年獲全國虛擬仿真實驗建設成果獎二等獎。

第1章 單片機實驗繫統簡介 （1）
1．1 實驗繫統的構成 （1）
1．1．1 硬件調試平臺 （1）
1．1．2 軟件調試平臺 （3）
1．2 實驗臺各個功能模塊介紹 （4）
第2章 Keil C51集成調試軟件使用簡介 （24）
2．1 模擬仿真模式 （24）
2．2 在線調試模式 （36）
2．3 在線調試步驟速查表 （38）
第3章 MCS-51（AT89C51）單片機的基本結構及最小繫統 （40）
3．1 MCS-51單片機內部的基本結構及特點 （40）
3．1．1 MCS-51單片機的基本結構 （40）
3．1．2 MCS-51單片機的主要特點 （40）
3．1．3 MCS-51單片機的存儲器配置 （42）
3．1．4 MCS-51單片機的特殊功能寄存器 （44）
3．2 MCS-51繫列單片機常用產品型號及主要規格 （47）
3．2．1 常見的MCS-51繫列單片機型號 （47）
3．2．2 MCS-51單片機的引腳定義 （47）
3．3 MCS-51單片機的最小繫統 （48）
第4章 MCS-51（AT89C51）單片機基本結構及典型接口實驗 （51）
4．1 MCS-51單片機數據存儲器（RAM）的結構及讀寫實驗 （51）
4．1．1 知識點分析 （51）
4．1．2 存儲器讀寫實驗 （51）
4．2 MCS-51單片機的並行接口結構及實驗 （53）
4．2．1 知識點分析 （53）
4．2．2 MCS-51單片機並行接口實驗（一）：輸入、輸出實驗 （57）
4．2．3 MCS-51單片機並行接口實驗（二）：流水燈驅動實驗 （59）
4．2．4 MCS-51單片機並行接口實驗（三）：直流電動機驅動實驗 （61）
4．2．5 MCS-51單片機並行接口實驗（四）：步進電動機驅動實驗 （64）
4．2．6 MCS-51單片機並行接口實驗（五）：LED數碼管動態掃描驅動實驗 （67）
4．2．7 MCS-51單片機並行接口實驗（六）：12864液晶顯示模塊驅動實驗 （76）
4．3 MCS-51單片機中斷繫統結構及外部中斷/INT0實驗 （88）
4．3．1 知識點分析 （88）
4．3．2 MCS-51單片機的外部中斷實驗（一）：/INT0中斷加1實驗 （92）
4．3．3 MCS-51單片機的外部中斷實驗（二）：中斷優先級實驗 （95）
4．4 MCS-51單片機的定時/計數器結構及實驗 （99）
4．4．1 知識點分析 （100）
4．4．2 定時/計數器實驗（一）：秒定時實驗 （103）
4．4．3 定時/計數器實驗（二）：蜂鳴器及蜂鳴器驅動實驗 （106）
4．4．4 定時/計數器實驗（三）：簡易電子琴設計實驗 （109）
4．4．5 定時/計數器實驗（四）：PWM電路及直流電動機調速實驗 （112）
4．4．6 定時/計數器實驗（五）：步進電動機調速實驗 （116）
4．5 MCS-51單片機的串行接口SBUF結構及實驗 （119）
4．5．1 知識點分析 （119）
4．5．2 MCS-51串行接口實驗（一）：單片機之間的點對點通信實驗 （122）
4．5．3 MCS-51串行接口實驗（二）：單片機與PC之間的通信實驗 （126）
4．5．4 MCS-51串行接口實驗（三）：通過藍牙透傳模塊實現無線通信 （131）
4．5．5 MCS-51串行接口實驗（四）：通過Wi-Fi透傳模塊實現無線通信 （135）
4．6 SPI接口的TLC549串行A/D轉換器接口芯片及編程實驗 （140）
4．6．1 知識點分析 （140）
4．6．2 SPI接口的TLC549串行A/D轉換實驗 （143）
4．7 SPI接口的TLC5620 D/A轉換器接口芯片及編程實驗 （146）
4．7．1 知識點分析 （146）
4．7．2 TLC5620實驗：雙通道信號發生器 （149）
4．8 單總線接口DS18B20智能溫度傳感器的特點及編程實驗 （154）
4．8．1 知識點分析 （154）
4．8．2 單總線接口DS18B20實驗 （160）
4．9 單片機的同步串行接口及I2C總線的結構、工作時序與模擬編程 （169）
4．9．1 知識點分析 （169）
4．9．2 I2C總線外圍器件實驗（一）：24繫列EEPROM芯片AT24C02存儲實驗 （181）
4．9．3 I2C總線外圍器件實驗（二）：ZLG7290B動態顯示驅動芯片編程實驗 （197）
4．9．4 I2C總線外圍器件實驗（三）：ZLG7290B鍵盤掃描實驗 （217）
4．9．5 I2C總線外圍器件實驗（四）：A/D轉換的十進制顯示實驗 （230）
4．9．6 I2C總線外圍器件實驗（五）：PCF8563T低功耗時鐘芯片編程實驗 （244）
第5章 遠程實體操控實驗應用舉例 （264）
第6章 單片機綜合設計題目 （267）
附錄A 由彙編語言編制的I2C總線通信子程序 （271）
附錄B MCS-51單片機指令繫統一覽表 （276）
附錄C 綜合設計報告書樣板示例 （281）
附錄D 虛實結合遠程實驗平臺使用說明 （285）
參考文獻 （307）

本書是配合本科生單片機教學而編寫的實驗教材，側重基本知識與概念，強調程序的調試過程，注重開發學生分析問題與解決問題的能力，培養學生的創新實踐與工程設計的能力。本書采用Keil集成調試軟件，對於學習MCS-51單片機具有一定的參考價值。

本書中的每個實驗內容包含了相關模塊的知識點分析、相關SFR初始化方法以及應用電路和編程思想的描述，讀者可以參考在實驗臺上的實際電路以及對應的程序來進一步加深對內容的理解和掌握。本書中每個實驗都分為驗證性實驗和思考題編程兩部分。前者的實驗程序已經給出，便於讀者學習、掌握；後者則需要讀者在驗證性實驗的基礎上進行適當修改，獨立編寫出所要求的程序，這種方法有利於讀者更好地掌握和靈活地運用單片機的相關知識。

彙編語言是一個面向單片機底層硬件的設計語言。從存儲器（RAM、ROM等尋址到程序的結構設計，嚴格而確切，是初學者最好的學習途徑。本書所有的實驗例程均采用彙編語言和C語言兩種方式編程，給讀者提供更多的選擇。

本書的內容如下。

第1章對實驗繫統的硬件和軟件調試平臺的運行模式進行了描述。

第2章介紹了Keil C51的使用步驟及不同的調試方法。

第3章介紹了MCS-51繫列單片機的主要特征、最小繫統的概念及組成。

第4章以MCS-51單片機內部各個功能模塊為基礎，描述了存儲器、並行接口、定時器、中斷繫統、串行接口等單片機內部基本模塊的組成、工作原理、初始化方法及其對應的大量的編程實驗。本章包含直流電動機的PWM調速、調向，LED數碼管動態掃描和矩陣鍵盤電路的程序設計，步進電動機控制，電子琴設計，12864 液晶顯示模塊的應用，單總線接口溫度采集技術，SPI接口的A/D與D/A轉換器接口芯片及編程實驗，I2C總線接口芯片的模擬編程等。本章還包含Wi-Fi通信模塊、ZigBee通信模塊和藍牙模塊等現代通信技術的實驗內容。

第5章介紹了遠程實體操控實驗應用舉例。

第6章介紹了基於實驗繫統上的綜合設計題目。

附錄提供了MCS-51單片機模擬I2C總線通信子程序、MCS-51單片機指令繫統一覽表、綜合設計報告書樣板示例等，這些資料可以供讀者在實驗編程時參考。

對於單片機的學習，我們強調兩點：一是注重理論，掌握單片機內部的尋址、功能模塊的組成結構和工作原理及特殊功能寄存器的初始化等；二是上機實踐，一個好的程序不是寫出來的，隻有經過不斷上機調試、尋找程序中的錯誤，纔能將程序的功能完善。所以學習單片機沒有任何捷徑可走，需要熟練地閱讀、編寫程序，在調試程序的過程中培養一種認真、堅韌的作風，而這個過程是每位讀者不能回避的重要環節。

工程技術人員也可以參考本書學習MCS-51單片機，在自己動手設計的PCB上進行編程實踐。我們也建議有條件的讀者自己設計、搭建一個“單片機最小繫統”，以提高動手實踐的能力，深化學習效果。

本書由秦曉梅、王開宇主編，巢明、趙權科副主編，孫鵬、商雲晶、程春雨、姜艷紅、陳育斌參編，其中秦曉梅和巢明完成了第4章的編寫，王開宇完成了第1章的編寫，程春雨完成了第2章的編寫，其餘各章由秦曉梅編寫，趙權科、孫鵬、商雲晶、姜艷紅、陳育斌也參與了部分書稿的討論、撰寫工作，秦曉梅和王開宇完成了統稿工作。感謝金明錄教授、盛賢君教授、王寧副教授和張立勇老師仔細審閱了初稿，並且提出了寶貴的修改意見。在編寫本書的過程中也參考了大量書籍及網上資料，同時還得到了南京潤眾科技有限公司陸輝總經理的協助，在此一並表示感謝。

本書所給出的實驗參考程序在實驗臺上均已調試通過。由於編者水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，敬請讀者批評指正。

編 者