本书以MCS-51及其兼容单片机为例，介绍单片机的组成结构、指令系统、常用汇编语言程序设计、简单应用电路设计、内部功能、常用接口电路及扩展技术等。

本书一开始就讲解了单片机常用伪真软件（WAVE伪真软件、KeilC51伪真软件和Proteus伪真软件）的使用方法，并将这几个软件的应用贯穿了整本书中。

本书既保持了单片机各知识点结构的完整性，又融入了大量的实际工程应用项目，很好地实现了项目性与知识性的有机结合，充分体现了当前高等职业技术教育的先进教学方法。书中的绝大部分项目均经作者亲自设计验证，配有完整的电路图 。

第1章 单片机结构及常用开发设计软件

1.1 概述

1.1.1 什么是单片机

1.1.2 单片机发展概况

1.1.3 单片机的特点

1.1.4 单片机的应用

1.1.5 单片机的类型

1.2 单片机结构

1.2.1 单片机组成

1.2.2 单片机引脚

1.2.3 单片机工作条件

1.2.4 单片机输入输出端口

1.3 存储器

1.3.1 存储器配置

1.3.2 程序存储器

1.3.3 数据存储器

1.3.4 常用特殊功能寄存器

1.3.5 单片机存储器总体分配

1.3.6 单片机各部分存储器的功能及使用注意事项

1.4 WAVE仿真软件应用

1.4.1 仿真器设置

1.4.2 新建、编辑及保存文件

1.4.3 新建及保存项目

1.4.4 程序编译

1.4.5 程序调试

1.5 Keil C51仿真软件应用

1.5.1 新建及保存项目

1.5.2 新建及保存文件

1.5.3 项目中加入文件

1.5.4 项目设置

1.5.5 项目编译

1.5.6 程序调试

1.6 Proteus仿真软件应用

1.6.1 新建设计文件

1.6.2 保存设计

1.6.3 选取元器件

1.6.4 放置元器件

1.6.5 放置电源和地

1.6.6 连线

1.6.7 电路仿真

思考与练习

第2章 单片机指令系统

2.1 概述

2.1.1 指令分类

2.1.2 指令表示形式

2.1.3 指令格式

2.1.4 指令中的常用符号

2.2 寻址方式

2.2.1 立即寻址

2.2.2 直接寻址

2.2.3 寄存器寻址

2.2.4 寄存器间接寻址

2.2.5 变址寻址

2.2.6 相对寻址

2.2.7 位寻址

2.2.8 七种寻址方式

2.2.9 不同存储器空间的寻址方式

2.3 指令系统

2.3.1 数据传送类指令

2.3.2 算术运算类指令

2.3.3 逻辑运算类指令

2.3.4 控制转移类指令

2.3.5 位操作类指令

2.4 伪指令

2.4.1 起始地址伪指令ORG

2.4.2 汇编结束伪指令END

2.4.3 赋值伪指令EQU

2.4.4 定义字节伪指令DB

2.4.5 定义字伪指令Dw

2.4.6 定义存储空间伪指令DS

2.4.7 定义位地址伪指令BIT

思考与练习

第3章 单片机常用汇编语言程序设计

3.1 概述

3.1.1 汇编语言程序设计步骤

3.1.2 汇编语言程序结构

3.2 延时程序设计

3.2.1 延时程序设计

3.2.2 延时时间计算

3.2.3 延时程序循环变量初值确定

3.3 输入输出程序设计

3.3.1 仿真电路设计

3.3.2 程序设计

3.3.3 电路仿真

3.4 代码转换程序设计

3.4.1 二进制数转换为BCD码程序设计

3.4.2 BCD码转换为二进制数程序设计

3.4.3 十六进制数转换为ASCII码程序设计

3.4.4 ASCII码转换为十六进制数程序设计

3.4.5 BCD码转换为七段码程序设计

3.5 数据排序程序设计

3.5.1 数据排序方法

3.5.2 程序设计

3.6 算术运算程序设计

3.6.1 加法运算程序设计

3.6.2 减法运算程序设计

3.6.3 BCD码加法运算程序设计

3.6.4 乘法运算程序设计

3.6.5 除法运算程序设计

思考与练习

第4章 单片机简单应用电路设计

4.1 喷泉彩灯控制电路设计

4.1.1 电路设计

4.1.2 程序设计

4.1.3 电路仿真

4.1.4 Proteus与Keil C5l联合调试

4.2 步进电机控制电路设计

4.2.1 步进电机简介

4.2.2 电路设计

4.2.3 程序设计

4.2.4 电路仿真

4.3 LED点阵汉字滚动显示电路设计

4.3.1 8×8 LED点阵显示器工作原理

4.3.2 电路设计

4.3.3 程序设计

4.3.4 电路仿真

4.4 交通灯控制电路设计

4.4.1 LED显示器接口

4.4.2 电路设计

4.4.3 程序设计

4.4.4 电路仿真

思考与练习

第5章 单片机内部功能

5.1 中断系统及其应用

5.1.1 中断概念

5.1.2 中断系统

5.1.3 中断控制

5.1.4 中断处理过程

5.1.5 具有中断的程序编程结构

5.1.6 外部中断应用电路设计

5.2 定时/计数器及其应用

5.2.1 定时/计数器结构

5.2.2 定时/计数器控制

5.2.3 定时/计数器工作方式

5.2.4 定时/计数器初始化

5.2.5 定时/计数器应用电路设计

5.3 串行通信及其应用

5.3.1 串行通信概念

5.3.2 串行接收和发送

5.3.3 串行口结构

5.3.4 串行口控制

5.3.5 串行口工作方式

5.3.6 串行口初始化

5.3.7 串行通信应用电路设计

思考与练习

第6章 单片机常用接口电路

6.1 显示器接口电路及其应用

6.1.1 LED显示器的显示方式

6.1.2 计数器设计

6.2 键盘接口电路及其应用

6.2.1 独立式键盘和矩阵式键盘结构

6.2.2 按键号显示电路设计

6.3 模/数转换接口电路及其应用

6.3.1 模/数转换器的主要性能指标

6.3.2 A/D转换器与单片机的接口

6.3.3 数字温度计电路设计

6.4 数/模转换接口电路及其应用

6.4.1 数/模转换器的主要性能指标

6.4.2 D/A转换器与单片机的接口

6.4.3 调压电路设计

思考与练习

第7章 单片机系统扩展

7.1 并行扩展

7.1.1 单片机的三总线结构

7.1.2 地址锁存器

7.1.3 RAM的并行扩展

7.2 串行扩展

7.2.1 RS232接口

7.2.2 I2C总线

7.2.3 SPI接口

7.2.4 One-wire总线

7.2.5 Microwire总线

7.3 LCD液晶显示应用电路设计

7.3.1 1602液晶显示模块

7.3.2 LCD控制器指令系统

7.3.3 LCD液晶显示应用电路设计

7.4 基于I2C总线的E2PROM电路设计

7.4.1 I2C总线器件地址

7.4.2 AT24C系列E2PROM

7.4.3 基于I2C总线的E2PROM电路设计

7.5 基于SPI接口的D/A转换电路设计

7.5.1 SPI接口的D/A转换器MAX515

7.5.2 基于SPI接口的D/A转换电路设计

7.6 基于Microwire总线的E2PROM电路设计

7.6.1 93C系列Microwire总线E2PROM

7.6.2 基于Microwire总线的E2PROM电路设计

7.7 基于One-wire总线的应用电路设计

7.7.1 One-wire总线数字温度传感器DS18820

7.7.2 基于One-wire总线的应用电路设计

思考与练习

附录 51系列单片机指令表

参考文献

2100433B

• 配套教材

《单片机原理及应用（第4版）》配套有《单片机原理及应用（第4版）习题解答、基础实验及课程设计》电子书，电子书的主要内容为与主教材配套的各章习题与解答，用于考试的16套试题及其参考答案，以及22个基础实验题目和87个课程设计题目。

• 课程资源

《单片机原理及应用（第4版）》的数字课程资源包括与全书配套的电子教案（PPT文件）、Proteus 总体功能介绍、Proteus ISIS演示视频文件和25个案例运行文件。此外，读者也可以登录中国大学MOOC网站或爱课程网站学习由哈尔滨工业大学开设的“单片机原理及应用”MOOC。

该书是在《单片机原理及应用（第3版）》的基础上修订而成的，融入了哈尔滨工业大学自动化测试与控制研究所教学以及开发工作的经验体会。

该书由张毅刚担任主编，完成了第1、2、3、5、7章的编写以及全书统稿。副主编由赵光权（第4章、第6章）与刘连胜（第9~14章）担任。该书由哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院李东教授担任主审，其为提高书稿的质量提出了修改意见。

2021年9月6日，《单片机原理及应用（第4版）》由高等教育出版社出版发行。