随着单片机技术的不断发展，人们逐步从普遍使用汇编语言转到用高级语言来开发，其中又以C语言为主，几乎常见的单片机都有其C语言开发环境。本书以可视化单片机系统仿真软件Proteus和51系列单片机C语言开发软件Keil μVision2为开发平台，从实验、实践和实用的角度，以翔实、全面的案例，以模块化、进阶式的方式由浅入深地介绍了单片机嵌入式系统的基本原理及其应用。

本书采用国内主流单片机8051系列中的经典AT89C51作为控制主体来讲解。全书分三部分，共10章，第一部分介绍单片机的基本原理及其开发平台；第二部分介绍单片机的基本功能及应用；第三部分介绍单片机的扩展模块与应用系统的研制。

本书既可以作为普通院校和高职高专的单片机课程教材，也可作为相关电子技术人员的参考书。

随着电子信息技术的迅猛发展，单片机系统以其体积小、功能全、性价比高等诸多优点在工业控制、生产自动化、机电一体化设备、航空航天、汽车电子等领域得到了广泛的应用。单片机系统开发技术已成为电子信息类专业学生、技术人员必须掌握的技术。

本书主要特色如下。

1. 由浅入深，循序渐进

本书在内容编排上采用模块化、进阶式的安排，由浅入深，由易到难，从最初的51单片机开发平台，到单片机基本功能的应用，再到单片机外围部件扩展直至嵌入式系统的整体设计。这样的编排可让读者根据自己的情况选择阅读起点。

2. 采用C51编程

为增加单片机应用系统程序的可读性和可移植性，本书采用Keil C51环境下的C语言进行编程。同时，由于使用C51编译器，对单片机内部结构掌握的要求降低，从而降低了读者的入门门槛，增强了读者的学习信心，这对高职高专的学生尤为重要。

3. 软硬结合，虚拟仿真

本书模拟实际单片机开发流程，先由编译软件（如Keil）编写程序并生成.HEX文件，然后在Proteus中画好硬件电路图（相当于硬件电路的搭建），最后用Proteus加载.HEX文件进行可视化虚拟仿真（相当于软硬件联调）。这样，“所见即所得”，提高了读者的学习积极性；此外，免去了硬件的焊接和装调工序，节省了时间，提高了学习效率，又节约了学习成本。

4. 淡化原理，注重实用

本书淡化原理而注重实际应用，采用任务驱动的完整的项目形式，将理论分解到各个项目中讲解，且以够用为度，不一味追求理论的系统性。为紧随技术的发展，在编写过程中还注重知识的新颖性和实用性，本书中讲解了I2C总线、1-Wire总线及RS-485总线等知识，使读者学习的知识能够紧随时代的发展。

担任本书主审的上海同济大学徐安教授认真审阅了全书，并提出了指导性的建议；中国电子科技集团公司第五十二研究所蒋水秀高工、杭州职业技术学院吴弋敏高工/副教授、杭州远智科技有限公司俞荣德总经理、杭州瑞瑟科技有限公司范俊杰工程师为本书提供了重要的帮助，谨在此一并表示诚挚的感谢。

本书由杭州职业技术学院的张铮老师主编并统稿，骆炜、黄睿、彭斐老师参加了部分章节的编写与多媒体课件的制作。

限于编者水平，书中错误和不妥之处在所难免，恳请各位读者批评指正。联系地址：zae888@163.com。

编者

第一部分单片机的基本原理及其开发平台

第1章轻松认识51单片机

1.1单片机概述

1.1.1单片机名称的由来

1.1.2单片机的应用

1.1.3常用单片机的分类

1.1.4入门级单片机的选择

1.280C51单片机基础知识

1.2.1AT89C51的封装与引脚

1.2.2AT89C51单片机硬件最小系统

1.2.3AT89C51单片机的存储器

1.2.4单片机的几种工作方式

第2章80C51单片机开发平台快速入门

2.1Proteus 7.5 ISIS软件快速入门

2.2Keil μVision2软件快速入门

2.2.1Keil μVision2集成开发环境

2.2.2创建项目

2.3Keil C51与Proteus ISIS的联调仿真

2.3.1联调环境的设置

2.3.2联合调试

第3章Keil C51语言入门

3.1使用C语言的原因

3.2Keil C51程序的基本结构

3.2.1指定头文件

3.2.2声明区

3.2.3主程序

3.2.4函数定义及程序的注释

3.3C51 与ANSI C的比较

3.3.1C51关键字

3.3.2C51数据类型

3.3.3C51数据的存储

3.3.4C51的指针类型与“_at_”关键字

3.3.5中断函数

3.3.6可重入函数

3.4程序的优化

单片机与嵌入式系统基础与实训

第二部分单片机的基本模块及其应用

第4章I/O口原理及应用

4.1认识I/O口

4.2流水灯

4.2.1任务要求与效果呈现

4.2.2相关知识及任务分析

4.2.3硬件与软件设计

4.2.4仿真与调试

4.3独立按键键盘控制蜂鸣器、继电器

4.3.1任务要求与效果呈现

4.3.2相关知识及任务分析

4.3.3硬件与软件设计

4.3.4仿真与调试

4.4数码管静态与动态显示比较

4.4.1任务要求与效果呈现

4.4.2相关知识及任务分析

4.4.3硬件与软件设计

4.4.4仿真与调试

第5章定时器/计数器与中断模块

5.1定时流水灯（查询方式）

5.1.1任务要求与效果呈现

5.1.2相关知识及任务分析

5.1.3硬件与软件设计

5.1.4仿真与调试

5.2定时流水灯（中断方式）

5.2.1任务要求与效果呈现

5.2.2相关知识及任务分析

5.2.3硬件与软件设计

5.2.4仿真与调试

5.3脉冲频率计

5.3.1任务要求与效果呈现

5.3.2相关知识与任务分析

5.3.3硬件与软件设计

5.3.4仿真与调试

5.4外中断及优先级控制

5.4.1任务要求与效果呈现

5.4.2相关知识及任务分析

5.4.3硬件与软件设计

5.4.4仿真与调试

第6章串行口模块

6.1认识数据通信

6.1.1并行通信和串行通信

6.1.2异步通信和同步通信

6.1.3通信方向

6.2双机串行通信

6.2.1任务要求与效果呈现

6.2.2相关知识及任务分析

6.2.3硬件与软件设计

6.2.4仿真与调试

6.3多机RS485串行通信

6.3.1任务要求与效果呈现

6.3.2相关知识及任务分析

6.3.3硬件与软件设计

6.3.4仿真与调试

6.4移位式并行数据转串行输入

6.4.1任务要求与效果呈现

6.4.2相关知识及任务分析

6.4.3硬件与软件设计

6.4.4仿真与调试

6.5移位式串行数据转并行输出

6.5.1任务要求与效果呈现

6.5.2相关知识及任务分析

6.5.3硬件与软件设计

6.5.4仿真与调试

第三部分单片机扩展模块与应用系统研制

第7章模数与数模转换原理及应用

7.1用串行A/D芯片TLC2543组成简易模拟温度报警系统

7.1.1任务要求与效果呈现

7.1.2相关知识与任务分析

7.1.3硬件与软件设计

7.1.4仿真与调试

7.2用串行数模转换芯片TLC5615 构成简易波形发生器

7.2.1任务要求与效果呈现

7.2.2相关知识及任务分析

7.2.3硬件与软件设计

7.2.4仿真与调试

第8章电机控制

8.1矩阵键盘的键号显示

8.1.1任务要求与效果呈现

8.1.2相关知识及任务分析

8.1.3硬件与软件设计

8.1.4仿真与调试

8.2矩阵键盘控制的直流电机PWM调速

8.2.1任务要求与效果呈现

8.2.2相关知识及任务分析

8.2.3硬件与软件设计

8.2.4仿真与调试

8.3步进电机转速转向控制

8.3.1任务要求与效果呈现

8.3.2相关知识及任务分析

8.3.3硬件与软件设计

8.3.4仿真与调试

第9章简易温度监测系统的研制

9.1用字符型LCD模块1602显示字符

9.1.1任务要求与效果呈现

9.1.2相关知识及任务分析

9.1.3硬件与软件设计

9.1.4仿真与调试

9.2点阵式128×64 LCD显示汉字及字符

9.2.1任务要求与效果呈现

9.2.2相关知识及任务分析

9.2.3硬件与软件设计

9.2.4仿真与调试

9.3用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度

9.3.1任务要求与效果呈现

9.3.2相关知识及任务分析

9.3.3硬件与软件设计

9.3.4仿真与调试

9.4对I2C器件AT24C02读写温度数据操作

9.4.1任务要求与效果呈现

9.4.2相关知识及任务分析

9.4.3硬件与软件设计

9.4.4仿真及调试

9.5用DS1302设计数字钟

9.5.1任务要求与效果呈现

9.5.2相关知识及任务分析

9.5.3硬件与软件设计

9.5.4仿真及调试

9.6简易温度监测系统的研制

9.6.1任务要求与效果呈现

9.6.2相关知识及任务分析

9.6.3硬件与软件设计

9.6.4仿真及调试

第10章基于80C51单片机的嵌入式控制系统

10.1嵌入式控制系统

10.2使用嵌入操作系统的原因

10.3RTX51实时操作系统

10.3.1RTX51简介

10.3.2RTX51 Tiny工作机制

10.3.3RTX51 Tiny配置

10.3.4RTX51 Tiny下的程序编制

10.3.5RTX51 Tiny系统函数

10.4基于RTX51 Tiny的应用系统实例（一）

10.4.1任务要求与效果呈现

10.4.2相关知识及任务分析

10.4.3硬件与软件设计

10.4.4仿真与调试

10.5基于RTX51 Tiny的应用系统实例（二）

10.5.1任务要求与效果呈现

10.5.2相关知识及任务分析

10.5.3硬件与软件设计

10.5.4仿真与调试

10.68051单片机嵌入式控制系统的开发流程

10.6.1总体设计

10.6.2硬件设计

10.6.3软件设计

10.6.4可靠性设计

参考文献