智能硬件作为单片机与嵌入式系统发展的新阶段，作为智能仪器、智能传感器、物联网终端等的新概称，其知识体系和课程建设是“智能+”新工科建设的核心任务之一。本教材以计算机的组成和工作原理为知识主线，以智能硬件设计知识为能力主线组织学习内容。本教材以单片机为模型机，将计算机原理的核心知识深度融入嵌入式微处理器的知识体系，通过汇编语言和C语言的对比学习和运用构建嵌入式软件编程能力，通过电子测量等项目实例对接工程应用，并加入了开源硬件内容。本教材通过将计算机原理、接口技术和嵌入式软硬件技术的相互融汇来构建智能硬件设计的知识结构和能力结构，突出工程教育和OBE理念，培养面向解决复杂工程问题的智能硬件工程师。
本教材可以作为电子信息类、仪器类、自动化类、电气工程类、机械类、计算机类等相关专业“计算机原理”“单片机技术”“嵌入式系统”等课程的教材或参考书，尤其适合不开设“计算机原理”课程而直接开设“单片机原理”或“嵌入式系统设计”课程的人才培养方案。此外，本教材也可供工程技术人员参考。

第1章 计算机与智能硬件
1.1 从有限状态机到数字计算机
1.2 计算机的组成及工作模型
1.2.1 计算机的存储器、系统总线及字长
1.2.2 CPU与程序的执行
1.2.3 函数调用与栈
1.3 计算机的体系结构
1.3.1 通用计算机与嵌入式系统
1.3.2 计算机的指令集体系结构
1.3.3 计算机的系统级存储器访问体系结构
1.4 嵌入式微处理器与智能硬件
1.4.1 嵌入式系统与智能硬件
1.4.2 嵌入式微处理器
1.5 51系列单片机
1.5.1 经典型51单片机
1.5.2 经典型51单片机的最小系统
1.6 51系列单片机的存储器结构
1.6.1 51系列单片机的存储器构成
1.6.2 51系列单片机的外设寄存器
习题与思考题
第2章 指令系统与汇编程序设计
2.1 汇编指令及伪指令
2.1.1 指令与汇编语言
2.1.2 指令系统与指令格式
2.1.3 伪指令
2.2 寻址方式
2.2.1 寻址方式及三种面向
2.2.2 数的寻址
2.2.3 指令寻址
2.3 数据传送指令
2.3.1 普通传送指令
2.3.2 数据交换指令
2.3.3 栈操作指令
2.3.4 位传送指令
2.4 算术运算指令
2.4.1 加法指令
2.4.2 减法指令
2.4.3 乘法和除法指令
2.5 逻辑运算指令
2.5.1 逻辑与、逻辑或和逻辑异或指令
2.5.2 累加器的逻辑运算指令
2.5.3 位逻辑操作指令
2.6 控制转移指令与汇编软件设计
2.6.1 无条件转移指令
2.6.2 子程序调用及返回指令
2.6.3 条件转移指令及应用
2.6.4 空操作指令与软件延时
习题与思考题
第3章 嵌入式C程序设计与开发调试
3.1 51系列单片机的C编译器
3.2 C51/Cx51的数据类型及定义
3.2.1 C51/Cx51的数据类型
3.2.2 C51/Cx51的存储类型
3.2.3 C51/Cx51的存储模式
3.3 C51/Cx51中绝对地址的访问
3.4 Keil μVision嵌入式集成开发环境
3.5 嵌入式开发工具与调试
3.5.1 嵌入式系统的开发工具
3.5.2 嵌入式系统的调试
习题与思考题
第4章 中断与中断系统
4.1 异步事件的查询工作方式和中断工作方式
4.1.1 异步事件的查询工作方式
4.1.2 异步事件的中断工作方式
4.2 计算机的中断系统及中断响应过程
4.2.1 中断系统
4.2.2 中断响应过程
4.3 51系列单片机的中断系统及软件设计方法
4.3.1 经典型51单片机的中断源和中断系统
4.3.2 51系列单片机中断程序的编制
4.4 外中断
4.4.1 外中断及其中断请求触发方式
4.4.2 经典型51单片机的外中断及软件设计
4.4.3 多外部中断源查询中断系统设计
4.5 外设及存储器的DMA工作方式
习题与思考题
第5章 GPIO及人机接口技术初步
5.1 微处理器的GPIO
5.1.1 GPIO的基本结构
5.1.2 GPIO的输出驱动电路
5.2 经典型51单片机的GPIO
5.3 LED数码管显示器接口技术
5.3.1 LED数码管显示器及译码方式
5.3.2 LED数码管的显示驱动方式
5.4 机械键盘接口技术
5.4.1 键盘的工作原理
5.4.2 矩阵式键盘及驱动接口
5.4.3 键盘的工作方式
习题与思考题
第6章 系统总线与系统扩展技术
6.1 系统总线及时序
6.1.1 微处理器的系统总线
6.1.2 经典型51单片机的系统总线
6.1.3 经典型51单片机的系统总线时序
6.2 系统级存储器的综合扩展
6.2.1 系统总线的共享原则
6.2.2 相同控制信号系统级器件的综合扩展
6.2.3 同时扩展程序存储器与数据存储器
6.3 基于系统总线扩展系统级外设
6.3.1 基于系统总线扩展系统级GPIO
6.3.2 基于系统总线扩展系统级外设举例：扩展A/D转换器（ADCO809）
6.4 1602字符液晶及其6800时序接口技术
6.4.1 6800系统总线及时序模拟
6.4.2 1602字符液晶及软件驱动设计
习题与思考题
第7章 嵌入式微处理器的定时/计数器及应用
7.1 嵌入式微处理器的定时/计数器外设
7.2 Timer0和Timerl
7.2.1 Timer0、Timerl的结构及相关SFR
7.2.2 Timer0和Timerl的16位计数方式
7.3 定时/计数器的自动重载工作方式
7.3.1 Timer0和Timerl的8位自动重载工作方式
7.3.2 Timer2及16位自动重载工作方式
7.3.3 利用自动重载计数器扩展外中断的原理和方法
7.4 基于定时器的周期信号发生技术
7.4.1 基于定时器产生PWM波的原理
7.4.2 基于DDS原理和DAC产生波形
7.5 时间间隔、时刻差测量与Timer2的捕获工作方式
7.5.1 GATE位与脉宽测量
7.5.2 脉宽测量项目——双积分型A/D转换器（ICL7135）接口技术
7.5.3 Timer2的捕获工作方式与时刻差测量
7.5.4 时刻差测量的典型应用项目及分析
7.6 矩形波的频率测量
7.6.1 频率的直接测量方法——