高洪志，哈尔滨工业大学华德应用技术学院计算机应用技术系主任、中国计算机学会高级会员、黑龙江职业技术院校计算机学会副主任委员。多年从事计算机教学和科研工作，具有丰富的教学经验c已出版教材5部，发表学术论文l0余篇，并多次获奖。作为项目主要负责人，申报并承担了两项国家级子课题，2007年荣获得黑龙江省高等院校教学成果奖二等奖，荣获黑龙江省职教学会教学成果三等奖。

    《21世纪高等学校计算机规划教材：MCS-51单片机原理及应用技术教程》以MCS-51单片机为学习平台，从应用角度出发，系统地讲解了单片机的组成原理、各功能模块的使用方法及扩展方法。
    全书共10章。内容包括单片机的种类、功能及用途；MCS-51单片机的组成；MCS-51单片机指令系统和汇编语言程序设计；单片机内部各种硬件资源的组成、工作原理及编程使用方法；C语言在单片机编程中的使用方法；单片机扩展和接口技术，包括I/O扩展、存储器扩展、人机接口扩展以及模拟接口扩展；串行通信技术，并给出了案例；系统设计开发方法、调试方法和抗干扰技术以及用C51语言编写了单片机课程的部分实训案例。
    《21世纪高等学校计算机规划教材：MCS-51单片机原理及应用技术教程》可作为高等院校本科相关专业教材，也可供高职、高专相关专业学生使用。

    1.1 单片机概述
    单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）简称单片机，其以体积小、重量轻、抗干扰能力强、对应用环境要求不高、价格低廉、维护简单、使用方便、稳定可靠、灵活性好、二次开发容易，以及较高的性能价格比，受到社会的重视和青睐。目前，单片机应用领域从航空、航天、仪器、仪表、家用电器已经普及到国计民生的各个领域。单片机的应用标志着人类社会向自动控制领域前进了一大步。
    1.什么是单片机
    单片机是在一个硅片上集成了中央处理器（CPU）、只读存储器（ROM）、随机存储器（RAM）和各种输入／输出接口、定时器／计数器、串行通信口以及中断系统等多种资源，这样的一个集成电路就构成了一个完整的微型计算机。因为它的结构及功能是按照工业过程控制设计的，所以单片机也被称为微控制器（Microcontroler）。
    在单片机的结构设计上，它的硬、软件系统及I／O接口控制能力等方面都有独到之处，具有很强的有效功能。从其组成、逻辑功能上来看，单片机具备微型机系统的基本部件。但需要指出的是，单片机毕竟只是一个芯片，只有在配置了应用系统所需的接口芯片、输入／输出设备后，才能构成实用的单片机应用系统。
    由于大规模与超大规模集成电路技术的快速发展，微型计算机技术形成了两大分支：微处理器（Micro Processor Unit，MPU）和微控制器（Micro Controller Unit，MCU）。
    MPU是微型计算机的核心部件，它的性质决定了微型计算机的性能。通用的计算机已从早期的数值计算、数据处理发展到今天的人工智能阶段，它不仅可以处理文字、字符、图形、图像等信息，还可以处理语音、视频等信息，并向多媒体、人工智能、虚拟现实、网络通信等方向发展。它的存储容量和运算速度正在以惊人的速度发展，高性能的32位、64位微型计算机系统正在向大、中型计算机发出了挑战。
    MCU主要用于控制领域，由它构成的检测控制系统具有实时、快速的外部响应功能，能快速地采集大量数据，在作出正确的逻辑推理和判断后实现对被控对象参数的调整与控制。

第1章 单片机概论
1.1 单片机概述
1.2 单片机的历史与发展
1.2.1 单片机的发展概况
1.2.2 单片机的发展趋势
1.3 常用单片机简介
1.3.1 MCS-51系列单片机
1.3.2 AT89系列单片机
1.4 单片机的应用领域
1.5 单片机中使用的数制及常用的语言
习题

第2章 MCS-51单片机的硬件结构
2.1 MCS-51单片机的硬件组成
2.1.1 MCS-51单片机硬件结构图
2.1.2 MCS-51单片机的引脚信号
2.2 MCS-51单片机的微处理器
2.2.1 运算器
2.2.2 控制器
2.2.3 CPU时序
2.3 MCS-51单片机存储器
2.3.1 片内RAM结构及其地址空间分布
2.3.2 片外RAM的扩展
2.3.3 程序存储器
2.4 时钟电路和复位电路
2.4.1 时钟电路
2.4.2 复位电路
习题

第3章 MCS-51单片机指令系统与程序设计
3.1 概述
3.1.1 机器码指令
3.1.2 汇编语言指令
3.2 寻址方式
3.2.1 立即寻址
3.2.2 寄存器寻址
3.2.3 RAM寻址
3.2.4 程序存储器中数据的寻址
3.2.5 I/O端口中数据的寻址
3.2.6 程序的寻址
3.2.7 位寻址
3.3 指令系统
3.3.1 数据传送类指令
3.3.2 算术运算类指令
3.3.3 逻辑操作类指令
3.3.4 位操作类指令
3.4 汇编语言程序设计基础
3.4.1 顺序程序设计
3.4.2 循环程序设计
3.4.3 分支程序设计
3.4.4 子程序及其调用
习题

第4章 MCS-51单片机片内功能模块的使用
4.1 并行I/O接口的输入与输出
4.1.1 在MOV指令下可直接输入/输出的P1口
4.1.2 在MOVX指令下由系统总线进行输入/输出的P0和P2口
4.1.3 具有特殊功能的P3口
4.2 数据输入/输出的控制方式
4.2.1 查询传送方式
4.2.2 中断传送方式
4.3 中断系统
4.3.1 中断系统的结构
4.3.2 中断源和中断请求标志
4.3.3 系统对中断的管理
4.3.4 中断的响应过程
4.3.5 中断程序的编程方法
4.4 片内定时器/计数器
4.4.1 定时器/计数器的内部结构及工作原理
4.4.2 定时器/计数器的工作方式
4.4.3 定时器/计数器的应用设计
4.5 串行接口
4.5.1 串行口的内部结构
4.5.2 串行口的工作方式
4.5.3 串行口的波特率
4.5.4 SMOD位对波特率的影响
4.5.5 MCS-51单片机串口通信应用
习题

第5章 单片机的C语言编程
5.1 C及C51语言概述
5.1.1 C及C51语言的特点
5.1.2 C51的数据类型
5.1.3 C51对内部资源的定义
5.1.4 常量与变量
5.1.5 C51绝对地址访问
5.2 运算符和表达式
5.2.1 关系运算符与关系表达式
5.2.2 逻辑运算符与逻辑表达式
5.2.3 算术运算符与算术表达式
5.2.4 位运算符和复合赋值运算符
5.2.5 条件运算符和指针运算符
5.2.6 强制类型转换运算符
5.2.7 表达式语句
5.3 分支程序设计
5.3.1 if语句
5.3.2 switch 语句
5.4 循环程序设计
5.4.1 while语句
5.4.2 do-while 语句
5.4.3 for 语句
5.4.4 break与continue语句
5.5 函数
5.5.1 函数的定义
5.5.2 函数的调用
5.5.3 中断函数
5.6 数组及指针的使用
5.6.1 数组的使用
5.6.2 指针的使用
5.7 C51的编程规范与技巧
5.7.1 编程规范
5.7.2 C51的开发技巧
习题

第6章 MCS-51单片机系统扩展
6.1 MCS-51单片机的扩展总线
6.1.1 MCS-51单片机的最小应用系统
6.1.2 MCS-51单片机的系统总线
6.1.3 外扩芯片的片选和地址分配
6.2 程序存储器扩展
6.2.1 EPROM扩展
6.2.2 E2PROM扩展
6.3 数据存储器扩展
6.3.1 常用的数据存储器芯片
6.3.2 访问外部数据存储器的读/写操作时序
6.3.3 常用的扩展数据存储器的接口电路
6.4 Flash存储器的扩展
6.4.1 Flash存储器的分类
6.4.2 常用的Flash存储器芯片
6.4.3 常用的Flash存储器扩展电路
6.5 并行I/O接口的扩展
6.5.1 简单I/O接口扩展
6.5.2 可编程8255A扩展I/O接口
6.5.3 可编程8155扩展I/O接口
习题

第7章 MCS-51单片机接口技术应用
7.1 键盘接口电路
7.1.1 键盘的工作原理
7.1.2 独立式键盘
7.1.3 矩阵式键盘
7.1.4 键盘的编码
7.２ 可编程8279接口芯片及应用
7.2.1 8279的内部结构及基本工作原理
7.2.2 8279的引脚功能
7.2.3 8279的工作方式
7.2.4 8279的命令字
7.2.5 MCS-5l单片机和8279的接口设计
7.2.6 8279应用举例
7.3 LED显示接口电路
7.3.1 LED显示器和显示器接口
7.3.2 LED显示器接口技术
7.4 LCD显示接口电路
7.4.1 概述
7.4.2 组成结构图
7.4.3 模块接口说明
7.4.4 模块的主要硬件构成
7.4.5 指令说明
7.4.6 读写时序图
7.4.7 应用举例
7.5 D/A转换接口电路
7.5.1 D/A转换接口电路的基本原理
7.5.2 D/A转换器的主要特点与技术指标
7.5.3 DAC 0832芯片
7.5.4 DAC 0832与MCS-51的接口设计
7.5.5 DAC 0832应用电路
7.6 A/D转换接口电路
7.6.1 A/D转换接口电路的基本原理
7.6.2 A/D转换器的主要技术指标
7.6.3 ADC 0809芯片
7.6.4 ADC 0809与MCS-51单片机的接口设计
习题

第8章 MCS-51单片机的串行通信技术
8.1 串行通信基础
8.1.1 串行通信分类
8.1.2 串行通信的制式
8.1.3 接收/发送时钟
8.1.4 信号的调制与解调
8.1.5 通信数据的检测和校正
8.1.6 串行通信接口电路UART、USRT和USART
8.2 计算机与单片机之间数据通信
8.2.1 异步通信适配器
8.2.2 计算机与单片机之间的通信技术
8.3 串行通信总线标准
8.3.1 RS-232C总线标准与应用
8.3.2 RS-449、RS-422A及RS-423A接口总线标准与应用
8.3.3 RS-485标准总线接口
8.3.4 20mA电流环路串行接口
8.3.5 I2C总线接口
8.3.6 DS18B20单线数字温度传感器
习题

第9章 单片机应用系统设计与调试
9.1 单片机应用系统设计
9.1.1 单片机应用系统设计步骤
9.1.2 单片机应用系统硬件设计
9.1.3 单片机应用系统软件设计
9.2 单片机应用系统的开发与调试
9.2.1 单片机应用系统的开发
9.2.2 单片机应用系统的调试
9.3 单片机应用系统的抗干扰技术
9.3.1 干扰源概述
9.3.2 硬件抗干扰技术
9.3.3 软件抗干扰技术
9.4 单片机在线编程技术
9.4.1 单片机在线编程概述
9.4.2 ISP技术
9.4.3 AT89S51单片机在线编程的实现
习题

第10章 C51应用实训
实训1 初识C51
实训2 单色灯闪烁
思考题
实训3 走马灯
思考题
实训4 流水灯
思考题
实训5 外部中断
思考题
实训6 定时器
思考题
实训7 双芯灯实验
思考题
思考题
实训8 P1口输入/输出实验
实训9 直流电机实验
思考题
实训10 步进电机实验
思考题
实训11 串口实验
思考题
实训12 单片机扩展实验
实训13 人机接口实验
思考题
思考题
实训14 A/D、D/A转换实验
思考题
思考题
附录A MCS-51系列单片机
指令表
附录B ASCII码表
附录C C51库函数
参考文献