本书以实用为目的，以AT89C51单片机为主讲机型，循序渐进地讲解了单片机的工作原理、应用技术，以及简单的C语言编程基础和Proteus仿真软件应用等内容。全书共分8章，分别为绪论、C51语言与实验环境、单片机的并行接口与应用、单片机的中断、定时/计数器、串行通信、A/D与D/A应用、单片机应用扩展。本书适合作为高职高专非计算机专业单片机课程的教材，也可作为高校成人教育培训教材或自学参考书，还可作为单片机爱好者的快速入门书籍。

单片机是一种应用十分广泛的微型计算机。它将计算机的主要部件都集成在一块芯片上，因
其体积小、功耗低、控制能力强、扩展灵活、使用方便，被广泛应用于各个领域，可以说大到卫
星、飞船，小到儿童玩具，到处都有单片机的身影。
单片机的出现不仅使我们的生活变得更加方便、舒适，充满了智能的享受，而且它还从根本
上改变了传统控制系统的设计和实现方法。借助于单片机等智能核心使用软件编程手段进行设备
控制已经成为发展的趋势，并在很大程度上取代了使用模拟或数字电路的硬件控制技术。现在不
管我们是否直观地看到了单片机，在形式千变万化的各种高、精、尖智能设备，以及普通家用电
器当中，都有其作为智能核心的存在，它们已经是我们生活中不可或缺的一部分了。单片机功能
强大，应用广泛，自身结构和工作原理又相对简单，便于人们学习和研究。正因为如此，大多数
高等院校的自动控制、通信信号、计算机、物联网、电子等专业都将单片机作为专业核心课程之
一。而且学习单片机的基础理论、工作原理和实践操作等内容，会涉及数学、物理、计算机信息
技术、电子技术等多学科知识，十分有利于学生的知识重组，有利于提高其综合运用知识的能力
并促进创新思维的形成。可以说单片机是一门有趣、有用、有价值的重要课程。
但是，目前的一些讲授单片机课程的高职高专教材大多脱胎于本科教材，只做了简单的知识
精简，仍过多地侧重于理论知识，忽视了高职高专学生的自身特点，尤其是应用汇编指令等又增
加了学习的难度，令很多学生望而却步，学习的兴趣常止步于萌芽阶段。其实，对于非计算机专
业的学生而言，学习单片机的目的就是为了应用，学习原理就是为了更好的应用。如何应用单片
机才是学习的目的所在。正是基于这种认识我们编写了本书，力求有所突破和创新，让学生能快
速理解和掌握单片机，激发其学习兴趣，促进其创新思考。
本书在写作上有几个特点：
（1）突出应用。理论知识的选取完全为应用服务，以够用为度，不做过多的渲染。本书的
读者定位于高职高专学生或单片机的初学者，以激发兴趣，启迪思考为目的，突出单片机的应
用功能。
（2）仿真实践。不可否认，使用学习板实践是学习单片机的最佳方法，但对于初学者，不论
是资金还是操作能力都还具有一定难度。而应用虚拟仿真软件来模拟单片机运行，不仅可以降低
学习难度和学习成本，并且和应用学习板一样，能达到同样的实践体会。应用仿真实践对初学者
而言是一种最经济高效的学习方法。应用实践检验理论，应用实践体验功能，应用实践强化记忆。
本书的全部实例均采用Proteus仿真实践，使学生在课堂上边学边练，趁热打铁，有助于激发兴趣，
提高学习效果。
（3）一体化学习。学习单片机，离不开语言编程。理论需要用编程来解读，应用需要用语言
来实现。没有编程语言基础也是很多学生学不好单片机的另一个重要原因。针对这种情况，本书
将单片机理论、C51语言以及Proteus仿真结合为一体。在理论应用过程中，涉及多少学多少。随
FOREWORD 前 言
着课程的深入，逐步增加C 语言和Proteus 仿真软件的应用内容，使学生在一体化的学习过程中
不知不觉地提高了能力。
（4）举一反三。本书每章都配备了实验环节和丰富的习题资源，供学生在每章学习结束之后
辅助学习，动手实践，起到举一反三、巩固学习效果的作用。并且，附录中还提供了部分习题的
答案，供学生自我检查使用。
本书由赵旭辉、张胜平任主编，杨虹（辽宁警察学院）、孟飞（铁岭卫生职业学院）、于申申
（辽宁省农业经济学校）、吴晓鹏（本溪市桓仁职教中心）、刘霄宇（鞍山信息工程学校）等老师参
与了本书部分内容的编写，全书由赵旭辉统稿。
本书在编写过程中，查阅、参考、借鉴、引用了大量的同类书籍和互联网上的相关信息，并
得到了相关网络社区热心网友的无私帮助，在此一并表示感谢。感谢这些热心于传播知识的人，
正是他们的无私才使得人类现有的知识不断得以传承、丰富和发展。
由于时间仓促，加之编者水平所限，疏漏和不足之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

第1 章 绪论........................................ 1
1.1 单片机概述....................................1
1.2 单片机中的常用术语.....................7
1.3 二进制及其运算........................... 12
习题......................................................16
第2 章 C51 语言与实验环境.............. 18
2.1 C51 语言初步............................... 18
2.2 Keil 软件的使用........................... 26
2.3 Proteus 软件的使用...................... 30
实验 Keil+Proteus 仿真模拟实验........32
习题......................................................35
第3 章 单片机的并行接口与应用....... 36
3.1 单片机的并行接口....................... 36
3.2 使用并行接口点亮数码管........... 40
3.3 使用并行接口驱动键盘............... 48
实验 单片机并口控制发光
二极管实验.................................56
习题......................................................59
第4 章 单片机的中断......................... 60
4.1 中断的概念.................................. 60
4.2 单片机的中断结构....................... 62
4.3 中断的响应过程........................... 66
4.4 编写中断服务程序....................... 67
实验 使用中断模拟汽车转向灯..........72
习题......................................................75
第5 章 定时/计数器........................... 77
5.1 单片机的定时/计数器.................. 77
5.2 单片机定时/计数器的结构.......... 79
5.3 定时/计数器的控制寄存器.......... 79
5.4 定时/计数器的4 种工作方式...... 81
5.5 定时/计数器应用..........................84
实验 定时/计数器及中断应用设计...... 92
习题...................................................... 94
第6 章 串行通信............................... 97
6.1 串行通信与并行通信...................97
6.2 串行通信的基本知识...................98
6.3 单片机的串行通信..................... 100
6.4 串行通信接口标准..................... 105
6.5 串行通信应用举例..................... 110
实验 单片机与PC 串口通信............. 115
习题.................................................... 119
第7 章 A/D 与D/A 应用...................123
7.1 D/A 转换器................................. 123
7.2 A/D 转换器................................. 130
实验 使用ADC0808 实现温度
报警实验.................................. 136
习题.................................................... 140
第8 章 单片机应用扩展....................142
8.1 LED 点阵与LCD 显示................ 142
8.2 实时时钟DS1302 ....................... 151
8.3 数字温度传感器DS18B20 ......... 159
实验 使用LED 显示16 点阵汉字..... 165
习题.................................................... 168
附录A 部分习题答案........................170
附录B 常用Proteus 元器件中英文
名称对照表...........................181
附录C 常用数码管码表....................183
附录D 常用波特率初值表................184
附录E 图形符号对照表（节选） ......185
参考文献............................................186
目 录 CONTENTS

主要著译者顺序姓名学历职称学科专长通讯地址1 赵旭辉本科 副教授 工作单位辽宁铁道职业技术学院 邮政编码 电话 2张胜平 本科副教授 工作单位辽宁铁道职业技术学院 邮政编码 电话 3 工作单位 邮政编码 电话 审校者（主审者） 学历 工作单位 邮政编码 电话 职称 工作单位 邮政编码 电话 赵旭辉，辽宁铁道职业技术学院计算机教研室主任，副教授、系统分析师、网络工程师。计算机科学与技术专业 工学硕士 从事计算机应用开发及教学工作。任教年限20年，先后教授计算机应用基础、C语言程序设计、单片机原理、JAVA程序设计等2013年开发《计算机应用基础多媒体课程》获辽宁省教育软件大赛二等奖2014年《基于微信、微社区和微课程视频的计算机基础课程资源建设项目》获得辽宁省教育成果三等奖张胜平，辽宁铁道职业技术学院计算机系主任，主编教材《计算机应用基础》《大学计算机基础》《Linux应用基础》等多部教材。参与省、校科研项目多项，在《铁道计算机应用》等期刊发表多篇学术论文