本书是根据高等教育“单片机原理与接口技术”课程教学基本要求而编写的。本书以目前使用最广泛的MCS-51系列单片机为主，介绍其工作原理、内部各功能部件的结构、应用编程及外部扩展技术。本书的特色是采用汇编语言和C语言相对照的编写方式，同时通过实例介绍汇编语言和C语言的混合编程。本书的另一特色是介绍很多新型的接口器件，如串行EPROM、串行D/A、串行A/D、V/F、F/V、μP监控器等，能使读者尽快适应以单片机为控制核心的嵌入式开发技术的新发展。本书附有实验指导，其以可在系统编程（ISP）的51系列单片机为核心实验板作为读者的实践环节。本书是在作者总结多年的科研经验和长期单片机教学经验的基础上编写的，内容由浅入深、条理清晰；每章均有大量的应用实例，并附有习题和习题解答，书末附有常用集成电路引脚图，以方便读者查阅。本书既可作为计算机专业和电子信息类各专业的本科生或高职高专相关专业的教材或教学参考书，也可供相关工程技术人员参考。本书前言单片微型计算机简称单片机，又称为微控制器（MCU），它的出现是计算机发展史上的一个重要里程碑，它以体积小、功能全、性价比高等诸多优点而独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一。经过20多年的推广与发展，51系列单片机形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍接受及应用，51单片机的发展又进入了一个新的阶段。许多专用功能芯片的内核集成了51单片机，与51系列单片机兼容的微控制器以IP核的方式不断地出现在FPGA的片上系统中。因此，目前国内众多高校仍以51单片机作为单片机课程或微机原理课程的基本机型。近年来，基于51单片机的嵌入式实时操作系统的出现与推广，表明了51系列单片机在今后的许多年中依然会活跃如故，而且在很长一段时间中将占据嵌入式系统产品的低端市场。如果说C语言程序设计课程是软件设计的基础课，那么单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点，成为工科学生硬件设计基础课。本书以51系列单片机为背景，介绍嵌入式系统应用软件、硬件设计的基本技术。1.在内容的编排上注意由浅入深，方便自学，以“必须”、“够用”、“适用”、“会用”为度，通过大量的典型例题，使学生重点掌握基本原理、基本的分析方法和软、硬件的设计方法，全书将表格、示意图和语言描述相结合，使基本理论的表述一目了然，方便掌握和记忆。2.注意理论联系实际，使学生掌握以单片机为核心的嵌入式系统的开发技术。书中的例题或习题，都是采用学员自己在实验室或家中能动手做实验的元器件（当然最基本的要求要有一台电脑）。书中编有单片机实验指导，并提供一套价格低廉的在系统可编程（ISP）实验板作为一个实践平台供读者配套使用。该板兼实验功能和编程器功能于一体，使读者在家中也能做硬件实验。实验指导中介绍了单片机开发软件（仿真软件和在系统编程软件）的使用方法，安排的实验可以与ISP实验板结合使用，也可和任意外购实验平台结合使用，还可以用面包板自行搭建电路（此时需另购编程器，附录有集成电路引脚图）。总之，该实验指导具有普遍指导意义，可作为独立的实验教程。3.本书力图反映单片机领域的新技术、新器件。（1）采用汇编语言和C语言对照的编程方法。对于IT行业工程师来说，两种语言的编程方法都必须掌握。这是因为汇编语言的代码效率高，适时性强，从中可以理解单片机的工作机理，而且目前很多资料使用的是汇编语言。对复杂的运算或大型程序，用汇编语言的编程时间远比C语言花费多，这就降低了开发效率；而C语言的编程无需考虑具体的寄存器或存储器的分配等细节，由C51编译系统安排，从而可以加快开发者的编程速度，缩短开发周期。为了发挥两种语言的长处，书中以较多的例题介绍了C语言和汇编语言的混合编程方法。对于学过C语言的读者，编C语言的程序是轻而易举的事情。为了照顾没学过C语言的读者，本书对C语言的基本语法也做了介绍，学过以后，也能编出高质量的C语言程序。对于两种编程语言的教学，教学单位可根据情况取舍，另一种语言让学生参考或自学。（2）随着非总线扩展芯片的增多，书中专门对串行总线做了详细论述，并介绍了一些新型的串行器件，如串行的EPROM、串行D/A、串行A/D等。书中还以一定的篇幅介绍V/F（电压/频率转换）、F/V（频率/电压转换）、增强型单片机中的定时/计数器2、μP监控器及看门狗等，以使读者适应单片机技术的新发展。为了使没有先修微机原理的读者顺利学习本课程，本书安排了预备知识一章，因此该教材也可作为微机原理课程教材。在教学中，可根据学时、对象安排教材的教学内容，其中标有*的内容为任选，可作为毕业设计或应用设计的参考资料。本书由李群芳主笔，张士军副教授、肖看博士、黄建博士、丁国荣工程师参与编写了其中某些章节，李熠、冷岩松、张炜然、陶云彬做了实验验证工作，姚方、姚园等人完成了书中部分例题和习题的文字录入及电路绘制等工作。在此，对他们的辛勤劳动表示感谢。感谢本书的主审谢瑞和教授，他在百忙之中抽出时间认真地审阅了全书，感谢杨明老师对本书提出了宝贵的意见和建议。由于计算机的发展日新月异，本人水平有限，教材有很多不尽人意之处，敬请读者批评指导。本书备有多媒体课件，如果采用本书作为教材，可向老师提供。多媒体课件、配套ISP实验板的索取及意见和建议请寄至：430074武汉市华中科技大学电子与信息工程系李群芳联系电话：027-87543581李群芳E-mail：call_lqf@163.com编者2005年元月
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