本教材针对地方高校培养具有鲜明特色的技术技能型人才的目标，把CDIO工程教育理念融入其中，各章针对每个知识点，都设置了相应的CDIO项目实例。这些项目实例内容新颖，贴近生活，能激发学生学习单片机技术的兴趣。教材中的每个CDIO项目实例都从构思( Conceive) 、设计( Design ) 、实现( Implement) 和运作( Operate) 四方面进行了详细的讲解。本教材符合CDIO 教育模式倡导的以工程为背景，以项目为载体，以培养学生的工程实践能力、创新能力、团队沟通能力和合作能力为目标，集知识、能力及素质于一体的工程化的新型人才培养模式。

为响应教育部全面推进高等学校课程思政建设工作的要求，本教材挖掘了单片机原理及应用课程的思政元素，逐步培养学生正确的思政意识，树立肩负建设国家的重任，从而实现全员、全过程、全方位育人。学生树立爱国主义情感，能够积极学习单片机技术，立志成为社会主义事业建设者和接班人。

　

第1章 单片机概述……………………… 1
1.1 微型计算机与单片微型计算机…… 1
1.2 单片机的历史与发展概况………… 4
1.3 单片机的特点……………………… 5
1.4 单片机的应用……………………… 6
1.5 常用单片机简介…………………… 7
1.6 单片机中的数与编码…………… 10
本章小结………………………………… 15
思考与练习题…………………………… 16
第2章 MCS-51单片机的体系结构…… 17
2.1 外形及引脚功能………………… 17
2.2 内部结构及CPU ……………… 20
2.3 存储器结构……………………… 23
2.4 时钟及CPU 时序……………… 27
2.5 低功耗工作方式………………… 29
2.6 并行I/O 接口的结构和功能…… 30
本章小结………………………………… 35
思考与练习题…………………………… 37
第3章 MCS-51单片机的指令系统…… 39
3.1 概 述…………………………… 39
3.2 寻址方式………………………… 41
3.3 数据传送类指令………………… 44
3.4 算术运算类指令………………… 48
3.5 逻辑运算和循环移位类指令…… 52
3.6 程序转移类指令………………… 54
3.7 子程序调用和返回指令………… 57
3.8 位操作类指令…………………… 59
3.9 伪指令…………………………… 62
本章小结………………………………… 65
思考与练习题…………………………… 66
第4章 MCS-51单片机的C语言……… 69
4.1 概 述…………………………… 69
4.2 数据类型………………………… 69
4.3 变量的定义……………………… 71
4.4 函数的定义……………………… 76
4.5 运算符和表达式………………… 77
4.6 语句和控制结构………………… 81
4.7 编程实例………………………… 86
4.8 Keil μVision4简介……………… 87
本章小结………………………………… 95
思考与练习题…………………………… 95
第5章 MCS-51单片机的仿真技术…… 96
5.1 ISIS编辑界面…………………… 96
5.2 电路原理图的设计……………… 99
5.3 ISIS系统仿真………………… 104
5.4 仿真实例………………………… 108
本章小结……………………………… 111
思考与练习题………………………… 112
第6章 MCS-51单片机的中断系统… 113
6.1 概 述…………………………… 113
6.2 中断系统的结构与相关SFR … 114
6.3 中断处理过程…………………… 119
6.4 外部中断源的扩展……………… 121
6.5 外部中断CDIO 项目实例……… 122
本章小结……………………………… 126
思考与练习题………………………… 127
第7章 MCS-51单片机的定时器/计数器… 128
7.1 定时器/计数器的结构………… 128
7.2 定时器/计数器的工作模式…… 129

7.3 定时器/计数器的编程………… 134

7.4 定时器/计数器CDIO项目实例… 138
本章小结……………………………… 143
思考与练习题………………………… 143
第8章 MCS-51单片机的串行接口… 145
8.1 数据通信的方式………………… 145
8.2 串行接口的结构及原理………… 147
8.3 串行接口的工作方式及应用…… 150
8.4 串行接口CDIO 项目实例……… 155
本章小结……………………………… 161
思考与练习题………………………… 162
第9章 MCS-51单片机的并行总线扩展… 163
9.1 并行总线的结构………………… 163
9.2 并行I/O 设备的扩展………… 164
9.3 片外RAM 的扩展……………… 166
9.4 并行总线扩展CDIO项目实例…… 170
本章小结……………………………… 173
思考与练习题………………………… 173
第10章 MCS-51单片机的开关量接口… 175
10.1 开关量输入接口……………… 175
10.2 矩阵式键盘接口……………… 181
10.3 开关量输出接口……………… 186
10.4 开关量接口CDIO 项目实例… 191
本章小结……………………………… 197
思考与练习题………………………… 198
第11章 MCS-51单片机的显示接口…… 199
11.1 LED数码管显示接口………… 199
11.2 LED点阵显示接口…………… 211
11.3 LCD液晶显示接口…………… 215
11.4 显示接口CDIO 项目实例…… 222
本章小结……………………………… 229
思考与练习题………………………… 230
第12章 MCS-51单片机的模拟量接口… 231
12.1 A/D转换器及其接口………… 231
12.2 D/A 转换器及其接口………… 239
本章小结……………………………… 247
思考与练习题………………………… 248
第13章 MCS-51单片机的串行总线扩展
接口…………………………… 249
13.1 I2C总线接口………………… 249
13.2 SPI总线接口………………… 260
13.3 单总线接口…………………… 273
本章小结……………………………… 285
思考与练习题………………………… 286
第14章 MCS-51单片机的应用系统设计… 287
14.1 设计原则与过程……………… 287
14.2 基于光纤通信的电机遥控系统… 291
14.3 光控数字温度时钟…………… 299
本章小结……………………………… 312
思考与练习题………………………… 313
参考文献………………………………… 314