本教材选择美国Atmel公司生产的AT89C51单片机作为学习对象，主要介绍AT89C51单片机的原理和单片机与外部设备的接口技术。

全书分为3个部分。第一部分包括第1~第6章，主要介绍单片机与微控制系统的基本知识、AT89C51单片机的内部功能部件、AT89C51汇编语言指令系统、汇编语言程序设计、微控制系统设计的基本原理。第二部分包括第7~第10章，主要内容是对单片机最小系统进行扩展，重点介绍单片机与外部设备的接口技术。第三部分即第11章，介绍单片机应用系统开发的基本原则、步骤、注意事项等，并以模拟交通灯控制系统和电子时钟的设计与实现为例，详细叙述单片机应用系统开发的过程。

本教材具有以下特色。

（1） 单片机选择恰当。本教材选择传统的AT89C51单片机作为学习对象。AT89C51单片机功能较全，技术成熟，内部功能部件的配置具有典型性，扩展容易，具有一定的实用性，市场上有成熟的配套实验箱，开展实验容易。

（2） 原理叙述清楚。本教材主要介绍AT89C51单片机的原理和单片机与外部设备的接口技术。为了使读者真正理解单片机与外部设备连接的原理与理论依据，本书在原理叙述方面力求清楚、严谨，为将来从事嵌入式系统设计的读者奠定坚实的理论基础。

（3） 以实际应用为目标。学习单片机离不开实际的硬件系统设计。本教材安排了相当多关于实际硬件系统设计方面的内容，并鼓励学生自己动手，制作一些简单的控制系统，为学生学习嵌入式系统、自动控制系统、物联网的设计与开发做准备。

（4） 简明易懂，便于教学。客观地说，单片机的教学工作并不容易。除了课程内容难度较大外，缺乏合适的教材也是一个重要原因。为了解决这个问题，作者对所选的内容进行反复梳理，条分缕析，使得本书选材恰当，重点突出，结构合理，条理清楚。这样处理将大大减轻学生阅读和理解的负担，降低学习难度，提高学习效率，使大部分学生能够保持学习单片机的兴趣和热情。

（5） 精选习题，有助于读者复习提高。每章后配有题型多样、覆盖面较广、难度适中的习题，帮助读者理解、消化、总结、复习、巩固所学的内容。

关于单片机的学习，作者提出以下的看法与建议，供读者参考。

（1） 提高认识，坚定信念。在IT行业中，有多少曾经热极一时的技术都已成为明日黄花，风光不再，而单片机和嵌入式系统的应用却日益广泛，热度不减。目前，物联网已经成为IT业界甚至整个社会的热门话题，被认为是下一个极具潜力的经济增长点。物联网的核心是传感器、计算机与网络，其中，传感器与单片机构成对物体进行控制的嵌入式系统，是物联网的终端，因此，在物联网的发展过程中，单片机与嵌入式系统必将扮演举足轻重的角色，并将得到长足的发展。学习单片机，有着广阔的发展前景。提高对单片机发展前景的认识，有助于激发学习单片机的热情，并逐步培养对单片机的兴趣。

（2） 重视理论，掌握原理。要想学好单片机，并能够利用单片机作为核心芯片设计出嵌入式控制系统，必须理解单片机以及相关外设的基本原理，只有具备坚实而深厚的理论基础，才能真正进入嵌入式控制系统的设计领域。

（3） 突出实践，培养技能。理论很重要，实践更重要。要想学好单片机，除了具备坚实而深厚的理论基础外，还必须亲自动手，从最简单的微控制系统开始，在掌握原理的基础上，大胆尝试，逐步深入，反复试验，积累经验，吸取教训，不断提高。

（4） 抓住重点，追求效率。粗略地说，基于单片机的微控制系统设计是一种开放性的实践活动，为了实现某一控制功能，不同的设计者有不同的思路，根据其设计思路会选择不同的元器件。例如，在扩展模数转换器时，可以选择ADC0809、AD1674或MC14433等ADC芯片，而这些芯片有很多相似之处，因此，在学习模数转换器扩展时，可以选择其中一个芯片ADC0809作为重点，熟悉该芯片的引脚功能、逻辑结构和工作过程，理解AT89C51与ADC0809接口设计的理论依据，掌握单片机控制ADC0809工作的程序设计方法。在深刻领会AT89C51与ADC0809接口设计技术的基础上，可以快速地学习AT89C51、AD1674与MC14433等芯片的接口设计方法，从而达到举一反三、触类旁通的效果。有鉴于此，我们把某些内容标上星号（*），读者可以在深入学习相关知识之后快速阅读这些内容。

（5） 依据原理，勇于创新。为了突出应用，本教材给出了很多微控制系统设计的实例，既有硬件系统设计的电路原理图，也有软件系统设计的程序框图。需要指出的是，这些设计实例只是为读者提供一些思路和方法，而不是标准答案，更不是唯一答案。这些设计方法或许不是最好的，甚至还有缺陷。读者在阅读这些实例时，应该把注意力集中在接口设计的原理上，并能够逐步把这些原理应用到自己设计的微控制系统中。可以说，基于单片机的微控制系统的设计思路是广阔的、发散的、没有疆界的，没有最好，只有更好，只有勇于创新，才能不断推出有特色的设计成果。

本教材是作者在多次教学实践的基础上，参考相当多文献资料，经过多次编写、反复修改而成的，在正式出版之前，作为校本教材在本科计算机科学与技术专业使用过多次。据使用本教材的教师和学生反映，本教材理论联系实际，体系完整，结构合理，层次清楚，难度适中，循序渐进，便于教学，教学效果显著。

本教材既可以作为高等院校计算机科学与技术、自动化、嵌入式系统、物联网等专业的专业课教材，也可以作为有志于从事嵌入式系统设计、物联网工程的IT工程技术人员的参考资料。

在编写本教材的过程中，作者参考了相当多关于单片机、嵌入式系统、控制论、计算机、通信、网络等方面的教材和其他文献资料，详见参考文献。在此谨向这些文献的作者致以诚挚的谢意！

为了便于教学，我们为使用本教材的教师制作了电子课件以及例题的源程序和习题的参考答案，需要者可以到清华大学出版社网站（http://www.tup.com.cn）免费下载，或者直接与作者（Email： sunbaofa@sohu.com）联系。

由于作者水平有限，书中错漏在所难免，敬请广大读者批评指正。我们将认真听取大家的意见和建议，并加以改进。谢谢大家的支持！

孙宝法

2014年5月于安徽三联学院