本书以Keil C51及Proteus虚拟仿真技术为基础阐述8051单片机原理与应用，对8051单片机基本结构、中断系统、定时器、串行口等功能部件的工作原理做了完整介绍。在介绍8051指令系统的基础上，阐述Keil C51高级语言程序设计方法；详细介绍8051单片机片内集成功能及其编程方法、系统扩展、键盘与显示器接口技术、模数与数模转换接口技术等；给出大量Proteus虚拟仿真和C51应用程序范例，所有范例均在Proteus软件平台上调试通过。本书配有微课视频、教学课件（PPT）、程序代码、教学大纲、电子教案、配套试卷等资源，获取方式见前言。
本书可作为高等学校电子信息、自动化、电子测量仪器、计算机应用等相关专业“单片机原理与应用”课程的教学用书，也可供广大从事单片机应用系统开发的工程技术人员阅读。

徐爱钧，长江大学教授，中国科协湖北省自动化学会理事，湖北省精品课程“单片机原理及应用”负责人。长期从事自动化及单片机与嵌入式系统应用的教学、科研工作，获得湖北省科学技术进步奖等多项奖励。公开出版《智能化测量控制仪表原理与设计》（第3版）、《Keil Cx51 V7.0单片机高级语言编程与μ Vision2应用实践》（第2版）、《单片机原理实用教程》（第3版）、《ARM嵌入式应用技术》、《IAR EWARM V5嵌入式系统应用编程与开发》等教材十余部。在《仪器仪表学报》等核心期刊上发表学术论文60多篇。

第1章 8051单片机基本结构（视频讲解：52分钟，4集）
1.1 8051单片机的特点与基本结构
1.2 8051单片机的存储器结构
1.3 CPU时序
1.4 复位信号与复位电路
1.5 并行I/O端口结构
复习思考题
第2章 Proteus虚拟仿真（视频讲解：12分钟，2集）
2.1 集成环境ISIS
2.2 绘制原理图
2.3 创建汇编语言源代码仿真文件
2.4 在原理图中进行源代码仿真调试
2.5 原理图与Keil环境联机仿真调试
复习思考题
第3章 指令系统与汇编语言程序设计（视频讲解：45分钟，3集）
3.1 指令助记符和字节数
3.2 寻址方式
3.2.1 寄存器寻址
3.2.2 直接寻址
3.2.3 立即寻址
3.2.4 寄存器间接寻址
3.2.5 变址寻址
3.2.6 相对寻址
3.2.7 位寻址
3.3 指令分类详解
3.3.1 算术运算指令
3.3.2 逻辑运算指令
3.3.3 数据传送指令
3.3.4 控制转移指令
3.3.5 位操作指令
3.4 汇编语言程序设计
复习思考题
第4章 Keil C51应用程序设计（视频讲解：62分钟，7集）
4.1 Keil C51程序设计的基本语法
4.1.1 Keil C51程序的一般结构
4.1.2 数据类型
4.1.3 常量、变量及其存储模式
4.1.4 运算符与表达式
4.2 C51程序的基本语句
4.2.1 表达式语句
4.2.2 复合语句
4.2.3 条件语句
4.2.4 开关语句
4.2.5 循环语句
4.2.6 goto、break、continue语句
4.2.7 返回语句
4.3 函数
4.3.1 函数的定义与调用
4.3.2 中断服务函数与寄存器组定义
4.4 Keil C51编译器对ANSIC的扩展
4.4.1 存储器类型与编译模式
4.4.2 关于bit、sbit、sfr、sfr16数据类型
4.4.3 一般指针与基于存储器的指针及其转换
4.4.4 C51编译器对ANSIC函数定义的扩展
4.5 C51编译器的数据调用协议
4.5.1 数据在内存中的存储格式
4.5.2 目标代码的段管理
4.6 与汇编语言程序的接口
4.6.1 参数传递规则
4.6.2 C51与汇编语言混合编程举例
4.7 绝对地址访问
4.7.1 采用扩展关键字“_at_”或指针定义变量的绝对地址
4.7.2 采用预定义宏指定变量的绝对地址
4.8 Keil C51库函数
4.8.1 本征库函数
4.8.2 字符判断转换库函数
4.8.3 输入输出库函数
4.8.4 字符串处理库函数
4.8.5 类型转换及内存分配库函数
4.8.6 数学计算库函数
复习思考题
第5章 中断系统（视频讲解：21分钟，3集）
5.1 中断的概念
5.2 中断系统结构与中断控制
5.3 中断响应
5.4 中断系统应用举例
5.4.1 中断源扩展
5.4.2 中断嵌套
复习思考题
第6章 定时器/计数器（视频讲解：37分钟，8集）
6.1 定时器/计数器的工作方式与控制
6.2 定时器/计数器应用举例
6.2.1 初值和最大定时时间计算
6.2.2 定时器方式应用
6.2.3 计数器方式应用
6.3 利用定时器产生音乐
复习思考题
第7章 串行口（视频讲解：48分钟，8集）
7.1 串行通信
7.2 串行口的工作方式与控制
7.3 串行口应用举例
7.3.1 串口/并口转换
7.3.2 单片机之间的通信
7.3.3 单片机与PC之间的通信
7.3.4 修改底层函数实现printf()重新定向
复习思考题
第8章 键盘与显示器接口技术（视频讲解：98分钟，12集）
8.1 LED显示器接口技术
8.1.1 7段LED数码显示器
8.1.2 单个74HC595驱动多位LED数码管
8.1.3 串行接口8位共阴极LED驱动器MAX7219
8.2 键盘接口技术
8.2.1 编码键盘接口技术
8.2.2 非编码键盘接口技术
8.3 8279可编程键盘/显示器芯片接口技术
8.3.1 8279的引脚排列
8.3.2 8279的数据输入、显示输出及命令格式
8.3.3 8279的接口方法
8.4 LCD液晶显示器接口技术
8.4.1 LCD显示器的工作原理
8.4.2 点阵字符型LCD显示模块
8.4.3 直接方式接口
8.4.4 间接方式接口
8.4.5 4位数据总线接口
8.4.6 12864点阵图形LCD显示模块
8.4.7 12864 LCD与单片机的接口
8.4.8 T6963C点阵图形LCD显示模块
8.4.9 T6963C LCD与单片机的接口
复习思考题
第9章 数模与模数转换接口技术（视频讲解：41分钟，11集）
9.1 转换器的主要技术指标
9.2 数模转换器接口技术
9.2.1 无内部锁存器的DAC接口方法
9.2.2 DAC0832与8051单片机的接口方法
9.2.3 DAC1208与8051单片机的接口方法
9.2.4 串行DAC与8051单片机的接口方法
9.2.5 利用DAC接口实现波形发生器
9.3 模数转换器接口技术
9.3.1 比较式ADC0809与8051单片机的接口方法
9.3.2 积分式ADC7135与8051单片机的接口方法
9.3.3 串行ADC与8051单片机的接口方法
复习思

单片机在一块芯片上同
时集成了CPU、ROM、RAM
以及多种外围功能接口，以
单片机为核心设计各种智能
化电子设备已成为电子设计
中最为普遍的应用手段。由
于单片机本身的特点，传统
教学方法很难体现其实际运
行过程，教学效果不好。英
国Labcenter公司推出的
Proteus软件为单片机学习
带来了新的契机。Proteus
以其特有的虚拟仿真很好地
解决了单片机及其外围电路
设计和仿真调试问题，可以
在没有单片机实际硬件的条
件下，利用PC进行虚拟仿
真实现单片机系统的软、硬
件协同设计。Proteus软件
平台涵盖了8051等多种微
处理器模型，以及各种常用
电子元器件，包括74系列、
CMOS4000系列集成电路、
各种A/D和D/A转换器、键
盘、LCD显示器，还提供示
波器、逻辑分析仪、电压/
电流表等各种虚拟仪器，用
于虚拟仿真时能够立即观察
到单片机应用系统的输入输
出效果。采用Proteus虚拟
仿真技术，通过PC来展现
整个单片机系统的运行过程
，使单片机的学习过程变得
形象、直观。
早期单片机应用开发大
多采用汇编语言编程，汇编
语言是一种直接针对硬件的
机器语言，其编程效率不高
，程序不易移植和维护。现
在已经普遍采用C语言进行
单片机应用编程，C语言具
有类似自然语言的特点，它
既能直接操作机器硬件，又
可以极大地提高编程效率。
德国Keil公司推出的C51被
公认为是一种最有效的单片
机C语言编程工具。Proteus
虚拟硬件平台可以与Keil
C51完美结合，在原理图中
直接调入C语言编写的应用
程序进行源代码仿真调试，
实现对系统性能的综合评估
，验证各项技术指标。
本书在第1版的基础上进
行了修订，在构思及选材上
，注意尽量符合单片机应用
系统的发展要求，突出先进
性和实用性，给出了多个
C51应用编程和Proteus虚拟
仿真设计范例,并在每一章
中提供了相应的微课视频讲
解，读者可以直接扫码观看
，提高学习兴趣及效率。
全书共分为11章。
第1章阐述8051单片机的
基本组成、存储器结构、并
行I/O及CPU时序。
第2章阐述Proteus虚拟硬
件平台，介绍在ISIS集成环
境中绘制原理电路图、与
Keil C51联机实现源代码仿
真调试方法。
第3章阐述8051单片机的
指令系统与汇编语言程序设
计。
第4章阐述Keil C51应用
程序设计，介绍C51的基本
语句、数据类型、Keil C51
对ANSI C的扩展以及库函
数等。
第5～7章分别阐述8051
单片机的中断系统、定时器
/计数器以及串行口的工作
原理与应用方法。
第8章阐述键盘与显示器
接口技术，介绍矩阵键盘、
数码管、点阵字符和图形液
晶显示器及其与单片机的接
口方法。
第9章阐述数模与模数转
换接口技术，介绍并行及串
行D/A、A/D转换器芯片及
其与单片机的接口方法。
第10章阐述单片机系统
扩展，介绍存储器扩展、
I/O端口扩展以及I2C总线扩
展原理和方法。
第11章给出了6个
Proteus虚拟仿真设计实例
及其完整的C51源程序。
本书配套资源：
·教学课件（PPT）、程
序代码、教学大纲、电子教
案、配套试卷等，可以扫描
下方二维码下载，也可以到
清华大学出版社网站本书页
面下载。
配套资源
·微课视频（70集，共
470分钟），请扫描本书各
章节中对应位置的二维码观
看。
由于作者水平有限，书
中难免会有错误和不妥之处
，恳请广大读者批评指正，
读者可在本书配套资源中获
取作者联系方式，并与作者
联系。Proteus的DEMO软件
可到官方网站下载，或者与
国内代理商广州风标电子技
术有限公司联系购买正版软
件。
编者
2022年6月于长江大学