本书以“大课程”、“理实融合”和“引导式”教学为宗旨,将常规的三门课程(C语言、单片机和嵌入式系统)有机地融为一体,这样不仅提高了教学效率,还能使课程教学变得更为系统、生动。本书共分9章,主要内容包括:单片机与嵌入式系统概述,MCS-51系列单片机基本原理,单片机开发与仿真环境搭建,C51语言程序设计,MCS-51系列单片机内部资源、常用接口及应用,ARM嵌入式微处理器及应用(基于STM32处理器),嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ概述,单片机应用中的典型技术,应用系统举例。 本书配套丰富的数字化资源,系统全面、有机动态建设和更新在线课程等教学资源,注重教材、实验(条件)、教学方法和教学手段有机结合。 本书适合作为高等院校电子信息类及相关专业的本科、研究生教材,也可作为相关工程技术人员的参考书。

单片机与嵌入式系统几乎无所不在,在各种各样的系统中起着核心的控制作用,如火箭、导弹、飞机、潜水艇、高铁、汽车、水表、电表和煤气表等。因而“ 单片机与嵌入式系统”是高等院校所有涉电专业———自动化、电子工程、生物医学工程、物联网、测控等专业的核心课程。同时,“单片机与嵌入式系统” 课程又与C 语言、操作系统等密不可分,具有内容庞杂的特点,但目前与其他课程一样,受到课时数大幅度压缩的影响,教学面临极为严峻的窘境。因此,急需一种全新的、适应当前教学改革的教材。该教材需要服从于教学要求,提供较为完整的知识体系,方便学生自学,而不是为“照本宣科”提供“本”。


基于此,编者提出了破解目前教学困境的思路:“大课程”、“理实融合”和“引导式”教学:


(1)“大课程”意味着在课程体系甚至专业学科的层面考虑课程设置、教学方法,破解


课程的割裂和重叠等难题。


(2)“理实融合”符合人类的认知规律,有助于学生提高学习效果和效率。


(3)“引导式”教学:授之以渔,培养学生的“ 科学思维” 和“ 工程思维”,打破“ 程式化”和“满堂灌”的形式主义教学惯性,培养具有全面素养的人才。具体到本书,主要体现在:


(1)大课程:本书将常规的三门课程,即C 语言、单片机和嵌入式系统有机地融为一体,这样不仅提高了教学效率,还能使课程教学变得更为系统、生动。


(2)理实融合:书中采用多种形式、难易不等的实验,既与知识点密切相关,又有一定自由发挥的空间。体现在:


实践诱发学习兴趣:学习的最高境界和最好状态;


实践提供感性认识:有助于理解和避免指鹿为马;


实践促进理论学习:书到用时方恨少;


实践检验学习成效:学以致用,体现学习的目的。


理实融合最重要的作用是提高学生“主动学习”的积极性和培养“自主学习”的能力。


(3)“引导式”教学:本书方便任课老师精心安排教学内容和方式,特别是对于“单片机与嵌入式系统”这样实践性极强的课程,可通过边教边实践、先实践后教和只实践(让学生自主完成探索式实践和学习) 等多种教学形式完成,教材只是为这样的教学提供有效支撑。


本书配套丰富的数字化资源[ 可登录中国铁道出版社教育资源数字化平台( https: / /www. tdpress. com/51eds)获取],系统全面、有机动态建设和更新在线课程等教学资源,注重教材、实验(条件)、教学方法和教学手段有机结合。


本书由天津大学李刚、林凌,广西医科大学陈妮,广州医科大学招展奇任主编,由天津农学院元伟、天津理工大学中环信息学院王似玉、长治医学院郝文延、湖南工业大学陈柱、广州医科大学刘洋、内蒙古医科大学李忠贤、天津理工大学张祖锋、天津大学孙敬来任副主编。


理想很丰满,实现却是异常艰难。编者尽了最大努力,力求编写一本全新的教材,为教改贡献我们的力量。如有不当之处,还请不吝指正。


编 者


2024 年12 月于北洋园

第1章单片机与嵌入式系统概述11.1单片机的基本概念11.1.1单片机的组成结构11.1.2单片机的工作原理21.1.3单片机的应用领域21.2嵌入式系统的基本概念21.2.1嵌入式系统的组成31.2.2嵌入式系统的特点31.2.3嵌入式系统的发展趋势41.3单片机与嵌入式系统的关系41.4单片机与嵌入式系统的发展历程51.4.1单片机的发展历程51.4.2嵌入式系统的发展历程5习题6第2章MCS-51系列单片机基本原理72.1MCS-51系列单片机简介72.1.1MCS-51系列单片机的发展72.1.2MCS-51系列单片机的型号及其功能、分类82.2MCS-51系列单片机的结构92.2.1MCS-51系列单片机的中央处理器9

李刚，天津大学。林凌，天津大学。陈妮，广西医科大学。招展奇，广州医科大学。

本书以“大课程”、“理实融合”和“引导式”教学为宗旨,将常规的三门课程(C 语言、单片机和嵌入式系统)有机地融为一体,这样不仅提高了教学效率,还能使课程教学变得更为系统、生动。本书共分9 章,主要内容包括:单片机与嵌入式系统概述,MCS-51 系列单片机基本原理,单片机开发与仿真环境搭建,C51 语言程序设计,MCS-51 系列单片机内部资源、常用接口及应用,ARM 嵌入式微处理器及应用(基于STM32 处理器),嵌入式实时操作系统μC/ OS-Ⅱ概述,单片机应用中的典型技术,应用系统举例。