本书借鉴CDIO工程教育理念，采用项目驱动，紧密结合单片机应用实际情况，以实训项目为主线，理论联系实际，充分体现了高等教育的应用特色和能力本位，突出人才应用能力的创新素质的培养，内容丰富，实用性强。从技术和工程应用的角度出发，为适应不同层次、不同专业的需要，全书共设计12个项目，主要介绍单片机开发系统、单片机并行端口的应用、定时器/计数器、中断系统、串行通信技术、接口技术以及单片机应用系统设计方法等内容。以实例系统地介绍了单片机技术基础和技能实训内容。突出了工程实践能力的培养，可用于学生的理论与实训学习、课程设计与毕业设计。
本书适合作为高等学校、成人教育的自动化、电子信息、计算机、机械控制、数控应用技术等相关专业单片机课程的教材，也可作为广大工程技术人员培训和学习参考用书。

为了适应社会经济和科学技术的迅速发展及高等教育教学改革的需要，注重以先进的科学发展观调整和组织教学内容，增强认知结构与能力结构的有机结合，强调培养对象对职业岗位（群）的适应程度，我们经过广泛调研组织编写了本书。
本书主要特色如下：
（1）借鉴CDIO工程教育理念，采用“项目驱动”的编写思路，突出技能培养在课程中的主体地位。以解决实际项目的思路和操作为编写主线，贯穿多个知识点，使理论从属于技能培养。教会学生如何完成工作任务，关注学生能做什么，想学什么，知识、技能的学习，结合工作任务的完成过程来进行。在内容的选取方面，将理论和实训合二为一，以“必需”与“够用”为度，将知识点做了较为精密的整合，内容深入浅出，通俗易懂。既有利于教，又有利于学，还有利于自学。
（2）既适合教学，又符合企业实际工作需要。注重采用企业真实工作任务，贴近企业岗位实际需求。本书在拉近单片机教学与职业岗位需求距离的同时，兼顾知识的系统性和完整性。
（3）在结构的组织方面大胆打破常规，以项目为教学主线，通过设计不同的工程任务，将知识点和技能训练融于各个项目之中，各个项目按照知识点与技能要求循序渐进编排，突出技能的提高，边学边做，学练结合，努力符合职业教育的工学结合，达到真正符合职业教育的特色。
（4）全新的仿真教学模式，C语言编程。本书打破了传统教材原有界限，与职业岗位基本技能融合在一起，引入Proteus仿真软件（软件仿真图中的电气元件图形符号与国家标准图形符号不同，二者对照关系参见附录B），采用C语言编程，将学生从单片机复杂的硬件结构中解放出来，侧重学生技能和动手能力的锻炼，实现了在计算机上完成单片机电路设计、软件设计、调试与仿真。真正实现了从概念到产品的完整设计，使学生理解和掌握从概念到产品的完整过程。
本书由运城学院赵润林、畅福善任主编，运城学院朱铭琳、钮玉杰任副主编，运城学院杨晓敏、王晓丽，运城职业技术学院王建参与了编写。本书编写过程中得到了运城学院领导的关心与帮助，亦得到了中国铁道出版社的大力支持，在此一并表示衷心感谢。
由于时间仓促，加上编者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请广大读者批评指正。


编者2018年3月

项目1发光二极管LED控制与实现1
学习目标1
项目描述1
知识链接1
11单片机技术认识1
111单片机的概念1
112单片机的历史及发展概况1
113单片机的特点及应用领域2
114单片机的分类3
115STC系列单片机简介4
12单片机应用系统的开发过程5
121单片机应用系统设计过程5
122单片机应用系统的传统开发方式——在线仿真技术5
123单片机应用系统的新开发方式——在线编程技术6
13逻辑数据的表示6
14单片机中数制的表示方法7
141十进制数、二进制数、十六进制数7
142数制转换8
143二进制数的运算10
144原码、反码、补码12
1458421BCD码14
146ASCII码15
15单片机应用系统入门的有效方法和基本条件15
项目实施16
自我测试19
项目2单片机软件开发过程和LED的闪烁控制20
学习目标20
项目描述20
知识链接20
21仿真软件Proteus的使用20
211Proteus的主要功能特点20
212Proteus仿真设计快速入门21
22Keil C51软件的使用28
221Keil C51软件概述28
222Keil C51软件的使用步骤28
23单片机烧写器及烧写软件的使用37
231烧写及烧写器37
232烧写软件38
24C51语言源程序的结构特点39
241概述39
242C51语言的基本程序结构40
243C51语言标识符与关键字42
项目实施44
目录自我测试48
项目3STC89C52RC单片机的并行I/O口49
学习目标49
项目描述49
知识链接49
31STC89C52RC单片机的内部结构和功能49
32STC89C52RC单片机引脚的定义及功能50
33STC89C52RC单片机存储器的空间配置及功能结构51
331程序存储器52
332数据存储器52
333特殊功能寄存器54
34STC89C52RC单片机I/O接口及工作原理56
341P0口的结构56
342P1口的结构57
343P2口的结构58
344P3口的结构59
345并行I/O接口的负载能力60
35C51语言的数据类型与运算符60
351C51语言的数据类型60
352C51语言的运算符与表达式62
项目实施68
自我测试75
项目4LED数码管显示控制与实现76
学习目标76
项目描述76
知识链接76
4174HC573锁存器77
41174HC573锁存器的内部结构及工作原理77
41274HC573锁存器的特点77
42LED数码管接口的原理和接口电路78
43C51常量和变量81
431常量的数据类型81
432变量82
433局部变量与全局变量83
434C语言的基本语句84
44C语言的数组88
441数组的定义与引用88
442字符数组89
项目实施89
自我测试126
项目5键盘及显示设备的使用127
学习目标127
项目描述127
知识链接127
51键盘接口的工作原理127
511独立式键盘的工作原理128
512矩阵键盘的工作原理129
52字符型LCD液晶接口130
项目实施134
自我测试176
项目6单片机的定时器/计数器综合应用177
学习目标177
项目描述177
知识链接177
61定时器/计数器的基本概念177
62定时器/计数器的结构及工作原理179
63定时器/计数器的控制180
64C语言的指针184
65C语言的函数186
651函数的定义186
652函数的调用187
项目实施188
自我测试197
项目7单片机中断系统与外部中断源的扩展199
学习目标199
项目描述199
知识链接199
71单片机中断系统的概念199
72中断系统的结构及控制202
73外部中断源的扩展205
731定时器扩展法205
732中断加查询扩展法205
项目实施206
自我测试222
项目8单片机串行通信的设计与实现224
学习目标224
项目描述224
知识链接224
81串行通信的概念224
82串行通信的控制228
83单片机点对多数据传输232
831STC-51单片机多机通信技术232
832单片机数据传输电路设计233
项目实施233
自我测试246
项目9I2C总线应用与温度采集监控电路设计247
学习目标247
项目描述247
知识链接247
91I2C总线器件及应用248
92DS18B20温度传感器250
921认识DS18B20250
922DS18B20的内部结构及功能252
项目实施255
自我测试283
项目10模拟量、数字量输入/输出设计与实现284
学习目标284
项目描述284
知识链接284
101模/数（A/D）转换器件的基本知识284
102数/模（D/A）转换器件的基本知识287
项目实施289
自我测试300
项目11家用智能豆浆机系统设计与实现301
学习目标301
项目描述301
知识链接301
111家用智能豆浆机的机械结构301
112家用智能豆浆机的控制系统302
项目实施303
项目12多功能电子时钟的设计与实现309
学习目标309
项目描述309
知识链接309
121多功能电子时钟的主控电路309
122多功能电子时钟的显示部分309
项目实施309
附录ASTC单片机选型说明315
一、 STC89C52RC/STC89C58RD单片机的特点315
二、 STC12C2052/STC12C4052 主要性能315
三、 STC单片机选型表316
附录B图形符号对照表318

赵润林，男，1960年10月生，1983年毕业于太原理工大学，1983年-1990年工作于太原矿山机械厂从事计算机应用与开发工作，1990年-2000年工作于运城南风化工集团从事计算机应用与开发工作，2000年至今在运城学院计算机科学与技术系任教，现任计算机科学与技术系副主任，副教授。近年出版的著作十余部，发表文章20余篇，主持承担教学与科研项目8项，获得专利5项。畅福善，1962年生，工学学士，副教授。1983年毕业于太原工学院获工学学士学位,1998年晋升为副教授。从事电子技术、嵌入式系统应用等方面的教学和科学研究工作。主讲课程《模拟电子技术》、《EDA技术》、《数字电子技术》、《单片机原理及应用》。主编专著1部，参编教材2部，发表科技论文10余篇，主持省级及横向项目20余项。全国电子大赛，获省级一、二等奖各一次，三等奖各三次，省级电子大赛一等奖一次，二等奖二次，三等奖3次；获国家专利111项，其中发明专利34项。