本书系统地介绍了80C51系列单片机的基本原理与工程应用，从工程应用的角度出发，较为全面地介绍了单片机工程应用设计中的技术和技巧。全书共12章，内容分别是： 单片微型计算机概述； 80C51单片机的结构及原理； 80C51的指令系统和程序设计； 80C51的定时器/计数器与中断系统； 80C51单片机的串行接口技术； 80C51单片机的系统扩展； 80C51单片机接口技术； 80C51单片机的C51程序设计； 单片机工程应用技术； 单片机应用系统工程设计与实例； Proteus ISIS、KeilμVision2的使用与实例； 80C51单片机实验与工程应用实例。为了解决学生在学习单片机原理与工程应用中的难点，书中对重点内容进行了详细描述，

对个别内容进行归纳和总结，力求理论和实践相结合，同时注重工程应用的设计方法和能力的培养。

本书可作为高等院校机电、自动化、电子信息、计算机科学与技术、仪器仪表、通信工程等相关专业学生的单片机原理、接口与工程应用课程教材，本书对工程技术人员也具有参考价值。

单片机技术课程是一门工程应用性很强的专业课，其理论与实践是高等院校电气自动化、机电一体化、通信、计算机等专业学生们不可缺少的知识和技能。本书根据高等院校培养人才的指导思想，严格按照高等院校教学大纲而编写的本书特点如下所示。

1. 采用经典机型

本书以当今最流行的、应用最普遍的80C51系列单片机为主线，将系统地介绍80C51系列单片机的基本原理与工程应用，全书系统结构清晰、内容新颖、文字简练。

2. 强化三基、精选实例

在编写过程中，编者认真总结了多年教学经验，同时博采众长，汲取了其他书籍的精华，强调基本概念、基本原理和基本分析方法的论述，采用教、学、做相结合的教学模式，既能使学生掌握好基础，又能启发学生思考，培养动手能力。同时精选实例(书中实例大部分提供Proteus ISIS软件仿真，详见教学资源)，将知识点融入实例中，增强了实用性、操作性和可读性。

3. 注重工程应用

单片机在工程上应用非常广泛，本书从工程应用的角度出发，较为系统地介绍了单片机在工程应用设计中的技术、方法、步骤和技巧，书中采用了实际应用项

目实例，力求理论和实践零距离结合，同时着重培养学生解决工程实际问题和综合应用的能力。为了加强工程应用，书中介绍了C语言编程和工程实例。最后一章为实验实训与工程实例内容（提供了Proteus ISIS软件仿真），配有上机操作指导，有助于对学生动手能力的培养和锻炼。

4. 体现新技术发展

在新技术发展方面，本书紧跟世界潮流和先进水平，介绍了一些新机型、新技术和新手段，反映了当今单片机发展趋势，为学生学习嵌入式系统打下基础。

5. 适合作教材

为了配合理论教学，本书在内容的编排上力求循序渐进、由浅入深、重点突出，使教材具有理论性、实践性、工程应用性和先进性，做到理论知识够用、注重工程应用的原则，着重培养学生解决工程实际问题和综合应用的能力。为了便于学习，每章增加了学习目的、重点、难点、小结和练习题，通过典型项目分析，使学生容易抓住知识点和重点内容，掌握基本原理和分析方法，达到举一反三的目的。本书课堂讲授与实验总学时约50～70学时。 

本书可作为高等院校、成人高校的电气自动化、机电一体化、通信、计算机及相关专业的教材。

本书是在清华大学出版社《高等院校计算机系列教材》编委会的统一部署下完成的。

本书由杨居义、马宁、靳光明和王益斌编著。杨居义编写第1章、第2章、第4章、第6章、第9章、第10章和附录A、附录B、附录C，马宁编写第3章、第5章和第12章，靳光明编写第7章、第8章和第11章。全书由杨居义统稿。作者在编写过程中参考了本书末尾所列的文献资料，在此谨向其作者表示感谢。

由于作者水平有限，书中难免有错误和不妥之处，恳请读者批评指正。选用本书作为教材的老师可向清华大学出版社（http://www.tup.com.cn）索取授课电子课件和书中例题仿真。

编者2008年8月

第1章单片微型计算机概述

1.1微型计算机概述

1.1.1微型计算机的组成及应用形态

1.1.2单片机内部结构及单片机应用系统组成

1.1.380C51单片机系列

1.2单片机的发展过程及产品近况

1.2.1单片机的发展过程

1.2.2单片机的产品近况

1.3单片机的特点及应用领域

1.3.1单片机的特点

1.3.2单片机的应用领域

1.4单片机的发展趋势

本章小结

思考题与习题

第2章80C51单片机的结构及原理

2.180C51单片机的结构与原理

2.1.180C51单片机系列

2.1.280C51单片机的结构

2.1.380C51单片机的内部结构

2.1.480C51单片机的引脚及功能

2.280C51单片机的存储器组织

2.2.180C51单片机的程序存储器ROM

2.2.280C51 ROM低地址特殊单元

2.2.380C51单片机的数据存储器RAM

2.2.4特殊功能寄存器（SFR）简介

2.380C51的并行输入/输出端口结构与操作

2.3.180C51 P0～P3接口功能简介

2.3.2P0口

2.3.3P1口

2.3.4P2口

2.3.5P3口

2.3.6P口带负载能力及注意事项

2.3.7P口应用实例

2.480C51时钟电路与时序

2.4.1时钟电路

2.4.2时序

2.580C51复位电路

2.5.180C51复位电路

2.5.280C51单片机复位后的状态

2.6常用8位单片机系列介绍

2.6.1AT系列单片机

2.6.2Motorola公司的8位单片机

2.6.3Microchip（微芯）PIC系列单片机

2.6.4台湾Winbond（华邦）公司W78E51系列单片机

2.716位单片机介绍

2.7.1Intel公司的16位单片机

2.7.2Motorola公司的16位单片机

2.832位单片机介绍

2.8.1Motorola公司的32位单片机

2.8.2Hitachi公司的32位单片机

本章小结

思考题与习题

第3章80C51的指令系统和程序设计

3.1指令概述

3.1.1指令分类

3.1.2指令的格式

3.1.3指令中的符号意义说明

3.2寻址方式

3.2.1立即寻址

3.2.2直接寻址

3.2.3寄存器寻址

3.2.4寄存器间接寻址

3.2.5变址寻址

3.2.6相对寻址

3.2.7位寻址

3.380C51的指令系统

3.3.1数据传送类指令

3.3.2算术运算类指令

3.3.3逻辑操作类指令

3.3.4控制转移类指令

3.3.5位操作指令

3.3.6常用伪指令

3.480C51汇编程序设计

3.4.1顺序结构程序设计

3.4.2分支结构程序设计

3.4.3循环结构程序设计

3.4.4子程序设计

本章小结

思考题与习题

第4章80C51的定时器/计数器与中断系统

4.180C51定时器/计数器

4.1.1定时器/计数器的结构

4.1.280C51定时器/计数器的原理

4.280C51定时器/计数器的控制

4.2.1定时器/计数器方式寄存器TMOD

4.2.2定时器/计数器控制寄存器TCON

4.2.3定时器/计数器的初始化

4.380C51定时器/计数器的工作方式及应用

4.3.1方式0

4.3.2方式1

4.3.3方式2

4.3.4方式3

4.3.5定时器/计数器的编程应用

4.480C51的中断系统

4.4.1中断的概念

4.4.2中断的特点及功能

4.4.380C51中断系统的结构及中断源

4.4.480C51中断的控制

4.580C51中断处理过程

4.5.1中断响应与中断响应时间

4.5.2中断响应过程

4.5.3中断处理

4.5.4中断返回

4.680C51外部中断扩展与中断系统的应用

4.6.1用定时器作外部中断源

4.6.2中断和查询相结合

4.6.3中断系统的应用

本章小结

思考题与习题

第5章80C51单片机的串行接口技术

5.1串行通信概述

5.1.1串行通信的分类

5.1.2串行通信制式

5.1.3串行通信接口标准

5.280C51的串行接口及工作方式

5.2.180C51的串行接口的结构

5.2.280C51的串行接口的控制寄存器

5.380C51串行口的工作方式及波特率

5.3.1方式0

5.3.2方式1

5.3.3方式2和方式3

5.3.4串行口的初始化

5.3.5串行口的应用编程方法

5.480C51之间的通信

5.4.1MCS51双机通信技术

5.4.2MCS51多机通信技术

5.5PC与80C51的通信

5.5.1MSComm控件的属性

5.5.2MSComm控件的通信处理方法

5.6I2C串行扩展总线

5.6.1I2C总线的结构原理

5.6.2I2C串行扩展应用实例

5.7SPI串行扩展接口

5.7.1SPI总线的结构原理

5.7.2SPI总线的软件模拟

本章小结

思考题与习题

第6章80C51单片机的系统扩展

6.1程序存储器扩展

6.1.1扩展总线

6.1.2常用程序存储器芯片

6.1.3程序存储器扩展实例

6.2数据存储器扩展

6.2.1常用数据存储器芯片

6.2.2数据存储器扩展实例

6.3简单并行I/O接口的扩展

6.3.1简单I/O接口扩展芯片

6.3.2简单并行I/O接口扩展实例

6.48255可编程并行接口扩展

6.4.1Intel 8255A的结构与功能

6.4.2Intel 8255A的控制字

6.4.3Intel 8255A的工作方式

6.4.48255A与单片机89S51的连接

6.4.58255A可编程并行接口扩展应用实例

6.58155/8156可编程并行接口扩展

6.5.18155的结构和引脚

6.5.28155的工作方式

6.5.380C51单片机与8155的连接

6.5.48155可编程并行接口扩展应用实例

本章小结

思考题与习题

第7章80C51单片机接口技术

7.1键盘接口技术

7.1.1键的特性

7.1.2独立键盘接口技术

7.1.3编码键盘接口技术

7.1.4键盘扩展技术

7.2数码显示接口技术

7.2.1数码显示原理

7.2.2静态显示技术

7.2.3动态显示技术

7.3液晶显示接口技术

7.3.1液晶显示器简介

7.3.2LCD1602液晶显示器与单片机接口

7.4D/A转换器与单片机接口技术

7.4.1D/A转换器概述

7.4.2D/A转换器的主要技术指标

7.4.3DAC0832接口芯片

7.4.4DAC0832与单片机接口

7.4.5DAC0832应用实例

7.5A/D转换器与单片机接口技术

7.5.1A/D转换器的工作原理

7.5.2A/D转换器的主要技术指标

7.5.3ADC0809接口芯片

7.5.4ADC0809与单片机的接口

7.5.5ADC0809应用实例

7.5.6AD574A芯片与单片机接口

7.5.7ADC芯片与单片机接口小结

本章小结

思考题与习题

第8章80C51单片机的C51程序设计

8.1单片机的C语言

8.1.1C51程序开发概述

8.1.2C51程序结构

8.2C51的数据类型

8.2.1C51的标识符和关键字

8.2.2数据与数据类型

8.2.3C51数据的存储类型

8.2.480C51硬件结构的C51定义

8.3C51的运算符、表达式及其规则

8.3.1算术运算符和算术表达式

8.3.2关系运算符、关系表达式及优先级

8.3.3逻辑运算符和逻辑表达式及优先级

8.3.4C51位操作及其表达式

8.4C51流程控制语句

8.4.1C51的顺序结构

8.4.2C51的选择结构

8.4.3C51的循环结构

8.5C51的数组

8.5.1一维数组

8.5.2二维数组

8.5.3字符数组

8.5.4查表

8.6指针

8.6.1指针的基本概念

8.6.2指针变量的使用

8.6.3数组指针和指向数组的指针变量

8.6.4指向多维数组的指针和指针变量

8.6.5关于Keil C51的指针类型

8.7C51的函数

8.7.1函数的分类

8.7.2函数的参数传递和函数值

8.7.3函数的调用

8.7.4C51函数的定义

8.8C51编程实例

8.8.180C51内部资源的编程

8.8.28051输出控制的C编程

8.8.38051数据采集的C编程

8.8.48051人机交互的C编程

本章小结

思考题与习题

第9章单片机工程应用技术

9.1单片机应用系统的抗干扰技术

9.1.1单片机应用系统硬件抗干扰的设计

9.1.2单片机应用系统软件抗干扰的设计

9.1.3单片机自身的抗干扰措施

9.2模拟信号放大器和线性参数标度变换

9.2.1模拟信号放大器

9.2.2标度变换

9.3常用接口驱动电路

9.3.1光电耦合隔离器接口电路

9.3.2三极管驱动电路

9.3.3继电器驱动电路

9.3.4可控硅（SCR）驱动电路

9.3.5固态继电器驱动电路

9.3.6电机控制接口电路

9.3.7步进电机控制接口电路

9.4温度传感器检测电路

9.4.1集成温度传感器μPC616及其应用

9.4.2AD590温度传感器简介

9.5三端集成稳压器

9.5.1三端集成稳压器外型、符号及引脚

9.5.2三端集成稳压器的典型用法

9.5.3三端集成稳压器的扩展用法

本章小结

思考题与习题

第10章单片机应用系统工程设计与实例

10.1单片机应用系统概述

10.1.1单片机应用系统的结构

10.1.2单片机应用系统工程设计的基本要求

10.2单片机应用系统工程设计的步骤和方法

10.2.1单片机应用系统工程设计的步骤

10.2.2单片机应用系统工程设计的方法

10.3单片机温度控制系统工程设计实例

10.3.1明确要设计应用系统的功能和技术指标

10.3.2确定单片机应用系统总体方案

10.3.3硬件设计

10.3.4软件设计

10.3.5系统调试

10.4单片机控制步进电机实例

10.4.1明确要设计应用系统的功能和技术指标

10.4.2确定单片机应用系统总体方案

10.4.3硬件设计

10.4.4软件设计

本章小结

思考题与习题

第11章Proteus ISIS和K

eil μVision2的使用与实例

11.1Proteus软件概述

11.2Proteus ISIS编辑环境

11.2.1操作界面

11.2.2菜单栏和工具栏

11.2.3编辑环境的设置

11.3电路图的绘制

11.4电路分析与仿真

11.4.1实时仿真

11.4.2微处理器的仿真

11.5Keil C51集成开发环境

11.5.1建立一个Keil C51程序

11.5.2新建A51汇编工程

11.6在Keil C51下调试程序

11.6.1进入仿真状态

11.6.2认识各个仿真窗口

11.6.3程序的运行控制

11.6.4外围设备访问

11.7Proteus 6.9与Keil C51 V7.50的联调

11.7.1Proteus 6.9与Keil C51 V7.50的整合

11.7.2Keil C51与Proteus 6.9联调举例

本章小结

思考题与习题

第12章80C51单片机实验与工程应用实例

12.1单片机实验与工程应用开发环境介绍

12.1.1Lab6000P仿真实验系统

12.1.2基于Proteus的ISIS虚拟仿真环境

12.2WAVE6000集成开发环境介绍

12.3工程设计实例

12.3.1体育比赛计分显示控制系统

12.3.2基于80C51的数据采集控制系统

12.4实验指导

12.4.1利用Lab6000仿真实验系统

12.4.2利用Proteus ISIS虚拟仿真系统

附录AMCS51指令表

附录BASCII码（美国信息交换标准码）表

附录C常用集成芯片引脚图

参考文献