前言

当今社会，单片机已渗透到人们日常生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机在工业、农业、仪器仪表、航空航天、军事、家电等领域的应用越来越广泛，同时，生产单片机的厂家也很多，产品种类也不计其数。在单片机家族的众多成员中，MCS51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性、高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。世界各大单片机厂商普遍在MCS51上投入了大量的资金和人力，围绕51内核，增强51单片机的各种功能，衍生出许多品种。MCS51家族是目前在单片机领域发展最快的品种之一。市场上流行的具有51内核的产品很多，如Atmel公司的AT89C系列，Philips公司的8XC51系列，Winbond公司的W77/78系列，STC公司的STC系列单片机等。又如，C8051F系列单片机是Cygnal公司推出的高速单片机，它与80C51系列单片机指令集兼容，但比后者增加了许多资源，为嵌入式系统的开发提供了极大方便。

“单片机”课程是电气、机电一体化、信息类重要的专业课程，是一门实践性、工程性很强的技术课程。它的教学效果直接影响学生就业以及将来个人专业上的发展。然而，目前相关的单片机教材普遍存在一些问题，表现如下： ①现行教材的内容偏重于知识体系的完整性，忽略了人的认知规律。虽然市场上不乏“单片机”教材，但多是以单片机的结构功能为主线，让初学者难以理解，教材的内容没有充分联系工程实践； ②理论内容比重偏大，实例偏少，应用部分讲解得不透彻，造成教材没有充分体现单片机技术的趣味性和实用性； ③软、硬件结合不够完善，使初学者感到内容庞杂，枯燥无味，无法形成单片机应用系统的完整概念，很容易使学生丧失学习信心，当然更不谈培养能力； ④教师很难挑选一本好讲好用的教科书，课前备课较为困难。因此，教师和学生都迫切希望拥有一本符合人们认知规律、通俗易懂的单片机教材。基于以上原因，我们打破现有教材以知识体系为主线的传统思路，编写了一本理论与实践相结合，实用性较强的单片机教材。

本书特点鲜明，内容丰富，通俗易懂，实用性强，采用“案例式教学”的理念，按照认知规律进行讲解。全书围绕22个综合案例目标、7个综合设计实例、14个知识点应用举例以及7个科技竞赛创新实例为主线，兼顾理论知识。读者开篇即可明确主题，然后围绕目标，寻求解决问题的方法，思路较为清晰。本书结合作者多年教学、科研及指导学生参加各类科技竞赛总结的经验，以实际应用为主线，将案例贯穿于各知识点中，边学边做，注重培养学生的实践能力。书中所有例子均来自创新实验室科研、竞赛的成果或项目工程实践，且调试通过。本书的学习不是针对某个特定的开发板，而是侧重学生对知识的系统掌握，同时提高动手操作，设计硬件、软件，以及解决各种问题的能力。

本书特别适合渴望学好单片机的读者！为了使广大的单片机爱好者能够较容易地学习单片机，我们毫无保留地将6年的工程实践及科技竞赛的成果展现给大家，让大家感兴趣，便于快速入门。全书按照案例与任务驱动教学法的思想，基本采用“设定任务—知识点讲解—任务思路—硬件结构—原理图—软件流程—程序编写—实物效果展示—程序分析”的思路进行阐述，目的是让读者根据鲜活的实例，激发学习兴趣，快速掌握知识点，达到学以致用的目的。本书附录部分包含了针对书中大部分实例设计开发的STC89C52单片机最小系统、STC15F2K60S2单片机最小系统以及综合开发板的PCB实物，供读者借鉴。

随着科技创新日益普及和不断发展，单片机课程成为工科类的主干专业课之一。前期课程主要为“C语言程序设计”“模拟电子技术”“数字电子技术”等。后续课程随着专业的不同有所区别，如“ARM嵌入式”“DSP技术”“FPGA”等。

本课程的实践性很强，教师可根据情况设计理论学时和实践学时。学习单片机要理论与实践同步，建议在机房授课，使教、学、做相结合。本书的宗旨是发挥学生潜能，提高设计和分析能力。教师在教学的过程中，可以让学生明确原理后自行制作相应的系统，或使用预先准备的开发板，或使用Proteus进行仿真。应注重培养学生的动手能力，尽量提供配置完备的硬件环境。通过课程设计、实训、毕业设计、科技竞赛等方面的教学环节，使本书的内容充分展现。在教学上，采用项目驱动的方式，使学生掌握设计、分析和解决问题的基本技能。本书配有PPT和课后习题答案。

本书可作为大学本科(或较高层次专科)电子信息、电气工程、物联网、计算机、机电一体化等相关工科专业单片机课程教材，也可作为电子科技竞赛以及工程技术人员的参考书。

本书为黑龙江省高等教育教学改革项目研究成果(JG2014010962)。全书由王强统稿。王强担任第一主编，修建新担任第二主编，马玉志、赵龙、张东岳担任副主编，兰文宝、宋长奇、张立坤、郭俊凤参加了编写工作。全书各章节的编写分工如下： 第1、2章由宋长奇编写； 第3章由修建新编写； 第4章、第5章、第10.1节由马玉志编写； 第6章、第7章、第8章由兰文宝编写； 第9.1节、10.2节、10.3节由赵龙编写； 第9.2节、9.6节、9.7节、9.8节及第9章习题由张东岳编写； 第9.3节、9.4节、9.5节由张立坤编写； 第11章、第12.1节、12.2节、12.3节、12.4节及前言部分由王强编写； 第12.5节、12.6节、12.7节及附录由郭俊凤编写。

在此，特别感谢哈尔滨工程大学黄凤岗教授，哈尔滨工业大学孙铁成教授、刘思久教授、王艳副教授在本书编写过程中提出了宝贵意见，还要感谢创新实验室的学生们对本书的关注。我们会不断地完善本书内容。限于编者的水平，书中难免有不足和疏漏之处，恳请读者批评指正。(作者邮箱： w_q_@163.com)