本书遵循教育部教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。

　　本书详细介绍了美国Atmel公司的AT89S51/AT89S52单片机内部硬件组成及工作原理，重点介绍单片机应用的各种功能实现，包括键盘输入、信息输出、外部中断、定时计数、串行口通信、串行扩展相关应用及单片机控制系统的典型应用等。同时，本书介绍了软件开发工具Keil C51及虚拟仿真工具Proteus的安装、综合调试等，也对基于单片机的C51编程语言进行了说明。书中给出了部分设计案例，可为读者系统学习单片机接口设计实现功能应用提供参考和借鉴。本书为新形态教材，重点内容处以二维码的形式链接了知识点讲解视频，便于学生课前预习和课后复习。
　　本书可作为各类工科院校、职业技术学院的电气工程及其自动化、电子信息工程、测控技术与仪器、机电一体化、车辆工程、智能制造等相关专业学生的教材及参考用书，也可供相关技术人员参考。
　　

前言
第1章　绪论 1
1.1　微型计算机的分类与组成 1
1.1.1　微型计算机系统的基本构成 1
1.1.2　微型计算机系统的分类 2
1.2　单片机概述 4
1.2.1　单片机的概念 4
1.2.2　单片机的发展历史 4
1.2.3　单片机的应用 5
1.2.4　单片机的特点 6
1.2.5　MCS-51系列单片机简介 7
1.2.6　AT89S5x系列单片机简介 7
1.2.7　其他类型的单片机 9
本章小结 10
思考题与习题 10
第2章　AT89S51单片机的硬件
结构 11
2.1　AT89S51单片机的内部结构 11
2.1.1　中央处理器（CPU） 12
2.1.2　存储器 13
2.1.3　总线 21
2.1.4　I/O端口 21
2.2　AT89S51单片机的引脚功能 25
2.3　AT89S51单片机的指令时序 27
2.3.1　AT89S51单片机的典型指令及执行时序 27
2.3.2　外部程序存储器读时序 28
2.3.3　外部数据存储器读时序 29
2.3.4　最小系统 30
本章小结 30
思考题与习题 31
第3章　单片机的C语言程序设计 32
3.1　C51语言程序设计基础 32
3.1.1　C51语言的数据类型与存储
类型 32
3.1.2　常量与变量 38
3.1.3　C51语言的绝对地址访问 41
3.1.4　C51语言的运算符与表达式 43
3.2　C51语言的基本语句 48
3.2.1　表达式语句和复合语句 48
3.2.2　选择语句 49
3.2.3　循环语句 52
3.3　C51语言的数组 57
3.3.1　一维数组 57
3.3.2　二维数组 59
3.3.3　字符型数组 61
3.3.4　数组与存储空间 62
3.3.5　数组的应用 62
3.4　C51语言的指针 63
3.4.1　通用指针 63
3.4.2　存储器指针 64
3.5　C51语言的函数 64
3.5.1　函数的分类 64
3.5.2　函数的定义 66
3.5.3　函数调用 67
3.5.4　函数的返回值 68
本章小结 68
思考题与习题 69
第4章　开发与仿真工具 71
4.1　Proteus集成开发环境 71
4.1.1　Proteus软件介绍 71
4.1.2　Proteus的主要功能 71
4.1.3　Proteus可模拟的元器件和仪器
以及联合仿真 72
4.1.4　Proteus软件的安装 72
4.1.5　Proteus的新建工程介绍 74
4.1.6　主工具栏 76
4.2　Keil C51集成开发环境实例 77
4.2.1　Keil C51集成开发环境安装 77
4.2.2　Keil C51集成开发环境介绍 80
4.2.3　Keil C51使用实例 86
4.3　Proteus应用案例 89
4.3.1　流水灯案例 89
4.3.2　静态数码管案例 93
4.3.3　LED模拟交通灯案例 96
4.3.4　LED步进电动机案例 98
本章小结 100
思考题与习题 100
第5章　单片机I/O端口的应用 102
5.1　输出端口的应用 102
5.1.1　单片机控制LED 102
5.1.2　LED数码管显示器的设计 110
5.1.3　单片机控制蜂鸣器 114
5.2　输入端口的应用 117
5.2.1　单片机输入端口的结构和功能
特点 117
5.2.2　按键的输入电路设计 119
5.2.3　一键多功能信号灯的设计 123
5.3　单片机I/O端口的高级应用 127
5.3.1　LED数码管显示方式和单片机与LED数码管动态显示接口 127
5.3.2　键盘扫描 129
5.3.3　单片机与字符型液晶显示器接口
的设计 133
5.3.4　时钟/日历芯片DS1302 142
5.3.5　设计案例：多功能数字电子
时钟/日历的设计 145
本章小结 154
思考题与习题 155
第6章　单片机中断系统的应用 156
6.1　单片机中断系统概述 156
6.1.1　中断的概念 156
6.1.2　中断源 156
6.1.3　中断的特点 157
6.1.4　中断优先级 158
6.2　51系列单片机的中断系统 161
6.2.1　单片机的外部中断触发方式 161
6.2.2　单片机的中断处理过程 161
6.2.3　单片机的中断请求的撤销 163
6.3　51系列单片机中断系统软件设计
方法 164
6.3.1　中断系统的初始化编程 164
6.3.2　中断服务程序的编写 165
6.4　设计案例：带应急信号处理的交通灯
控制器的设计 169
本章小结 170
思考题与习题 170
第7章　单片机定时器/计数器的
应用 171
7.1　定时器/计数器的结构和工作原理 171
7.1.1　定时器/计数器工作方式
寄存器（TMOD） 172
7.1.2　定时器/计数器控制
寄存器（TCON） 172
7.2　定时器/计数器的4种工作方式 173
7.2.1　方式0 173
7.2.2　方式1 174
7.2.3　方式2 174
7.2.4　方式3 175
7.2.5　初值计算 176
7.3　定时器/计数器的应用案例 176
7.3.1　定时器的应用 177
7.3.2　计数器的应用 181
7.3.3　利用T1控制P1.7发出1kHz的
音频信号 183
7.3.4　LED数码管秒表 185
7.3.5　门控位的应用—测量脉冲
宽度 187
7.4　AT89S52单片机的定时器/计数器
T2 190
7.4.1　T2相关的寄存器 190
7.4.2　T2的工作方式 191
本章小结 195
思考题与习题 196
第8章　单片机串行口的应用 197
8.1　串行通信基础 197
8.1.1　同步通信和异步通信 198
8.1.2　串行通信的传输方式 199
8.1.3　串行通信的错误校验 199
8.1.4　传输速率与传输距离 200
8.2　串行口的结构 200
8.2.1　串行口控制寄存器（SCON） 201
8.2.2　电源控制寄存器（PCON） 203
8.3　串行口的工作方式 203
8.3.1　方式0 203
8.3.2　方式1 206
8.3.3　方式2和方式3 207
8.4　串行口波特率的确定方法 208
8.4.1　波特率的计算 209
8.4.2　波特率的选择 209
8.4.3　串行口初始化步骤 210
8.5　串行口的多机通信 210
8.5.1　多机通信工作原理 210
8.5.2　多机通信工作过程 211
8.6　串行口的应用案例 211
8.6.1　串行通信标准接口简介 212
8.6.2　单片机与单片机间方式1通信
设计 214
8.6.3　单片机与单片机间方式2/
方式3通信设计 220
8.6.4　单片机与PC串行通信 222
本章小结 227
思考题与习题 227
第9章　单片机串行扩展的应用 229
9.1　单总线扩展技术 229
9.1.1　单总线扩展的典型应用—DS18B20的温度测量系统 229
9.1.2　DS18B20的使用方法 230
9.1.3　设计案例：单总线DS18B20
温度测量系统 236
9.2　I2C总线的串行扩展 239
9.2.1　I2C总线系统的基本结构 239
9.2.2　I2C总线的数据传送规定 240
9.2.3　AT89S51的I2C总线扩展系统 243
9.2.4　设计案例：利用I2C总线扩展EEPROM AT24C02的IC卡
设计 244
本章小结 252
思考题与习题 252
第10章　单片机控制系统的典型
应用 254
10.1　单片机控制直流电动机 254
10.2　单片机控制步进电动机 258
10.3　单片机控制舵机 262
10.4　电话键盘及拨号系统的模拟应用 267
本章小结 278
思考题与习题 279
参考文献 280