前    言

單片微型計算機簡稱單片機，又稱為微控制器（Micro-Controller Unit，MCU），它的出現是計算機發展史上的一個重要裡程碑。其以體積小、功能全、性價比高等諸多優點而獨具特色，在工業控制、尖端武器、通信設備、信息處理、家用電器等嵌入式應用領域中獨占鼇頭。51繫列單片機是目前國內應用廣泛的8位單片機之一。經過三十多年的推廣與發展，51繫列單片機形成了一個規模龐大、功能齊全、資源豐富的產品群。隨著嵌入式繫統、片上繫統等概念的提出及其被普遍接受和應用，51單片機的發展又進入了一個新的階段。許多專用功能芯片的內核集成了51單片機，與51繫列單片機兼容的微控制器以IP核的方式不斷地出現在FPGA的片上繫統中。因此，目前國內眾多高校仍以51單片機作為單片機課程或微機原理課程的基本機型。近年來，基於51單片機的嵌入式實時操作繫統的出現與推廣，表明了51繫列單片機在今後的許多年中依然會活躍如故，而且在很長一段時間中將占據嵌入式繫統產品的低端市場。

如果說C語言程序設計課程是軟件設計的基礎課，那麼單片機以其繫統硬件構架完整、價格低廉、易於動手等特點，成為工科學生硬件設計的基礎課。本書以51繫列單片機為背景，介紹嵌入式繫統應用軟件、硬件設計的基本技術。

內容編排由淺入深，方便自學。以“必須”、“夠用”、“適用”、“會用”為度，通過大量的典型例題，使學生重點掌握基本原理、基本的分析方法和軟、硬件的設計方法，全書將表格、示意圖和語言描述相結合，使基本理論的表述一目了然，便於掌握和記憶。

理論聯繫實際。引導學生掌握以單片機為核心的嵌入式繫統的開發技術。書中的例題或習題，學生自己在實驗室或家中就能動手做實驗。書中設計了單片機實驗指導，介紹了單片機開發軟件的使用方法，安排的實驗可以與ISP實驗板結合使用，也可和任意外購實驗平臺結合使用，還可以用面包板自行搭建電路（此時需另購編程器，附錄中有集成電路引腳圖）。總之，該實驗指導具有普遍指導意義，可作為獨立的實驗教程。

采用彙編語言和C語言對照的編程方法。對於IT行業工程師來說，兩種語言的編程方法都必須掌握。這是因為彙編語言的代碼效率高，適時性強，從中可以理解單片機的工作機理，而且目前很多資料使用的是彙編語言。但是對於復雜的運算或大型程序，用彙編語言的編程花費時間遠比C語言多，這就降低了開發效率；而C語言的編程無須考慮具體的寄存器或存儲器的分配等細節，由C51編譯繫統安排，從而可以加快開發者的編程速度，縮短開發周期。為了發揮兩種語言的長處，書中以較多的例題介紹了C語言和彙編語言的混合編程方法。對於學過C語言的讀者，編C語言的程序是輕而易舉的事情。為了照顧沒學過C語言的讀者，本書對C語言的基本語法也做了介紹，學習以後，也能編出高質量的C語言程序。對於兩種編程語言的教學，教學單位可根據情況取舍，另一種語言可以讓學生參考或自學。

詳細描述了串行總線。隨著非總線擴展芯片的增多，書中專門對串行總線做了詳細描述，並介紹了一些新型的串行器件，如串行D/A、串行A/D等，使讀者適應單片機技術的新發展。

本書是作者在總結多年科研經驗和長期從事單片機教學工作的基礎上編寫的，並獲得了四川理工學院教材資助，是學校“單片機原理與應用”精品課程建設的成果體現。內容由淺入深、條理清晰，有一定的先進性、繫統性和實用性。本書的編寫注重層次分明，語言簡練。每章都配有小結和思考題，便於理論教學。第10章是實驗與課程設計，便於學校開展實踐性教學。書末還附有常用集成電路引腳圖，以便讀者查閱。

本書的配套教學資源包括教學課件和習題解答等，可以通過華信教育資源網（http://www.hxedu.com.cn）注冊免費下載。

全書由朱文忠統稿，並編寫了第1、2、6章，第3、4、5章由蔣華龍編寫，第7章由汪小威編寫，第8、9章由符長友編寫，第10章由達內科技集團的馮華編寫。在此，對他們的辛勤勞動表示感謝。另外，還要感謝本書的主審老師賈金玲教授，他在百忙之中認真、負責地審閱了全書內容，感謝梁金明教授對本書提出的寶貴意見和建議。

由於計算機發展日新月異，作者學識水平有限，本書不當之處敬請廣大讀者批評指正。作者E-mail：zwz@suse.edu.cn。

        
編  者   

       
2017年1月