单片微型计算机简称单片机，也称微控制器，是微型计算机的一个重要分支，其诞生可谓是计算机发展史上的一个重要的里程碑。由于单片机具有体积小、成本低、集成度高、功能强、性能稳定、控制灵活等诸多优点，因而在计算机外围设备、网络设备、通信、智能仪器仪表、过程控制、航空航天、家用电器乃至智能玩具等领域获得了日益广泛的应用，可谓无处不在，特别适合构成机、电、仪一体化的智能设备，具有广大的工业、农业、军工和民用市场。在当前日渐趋热的嵌入式应用系统中，单片机占有重要的地位，并充分显示出强大的生命力和广阔的应用前景。单片机目前的年产量数以亿计，其数量之大，应用之广，是其他任何类型的计算机所无法比拟的。

自从20世纪80年代以来，中国在单片机应用领域取得了辉煌的成就，单片机已然成为新产品设计和旧技术改造的首选，许多相关领域的技术人员都渴望能迅速迈进单片机应用和开发的大门。目前在实际应用设计中使用的单片机类型很多，不同的单片机在整体结构和指令系统上各不相同。本书以当前较为常见的MCS．51系列单片机为例，系统地介绍了单片机的结构原理和实际应用系统设计。全书共分为9章，第1章概述了计算机与单片机产生、发展及应用的情况，第2章介绍了单片机的系统结构及工作原理，第3章介绍了单片机的指令系统，第4章介绍了单片机汇编语言程序设计，第5章介绍了单片机的中断系统及定时器，第6章介绍了单片机的系统扩展与接口技术，第7章介绍了I2c总线及外围接口芯片的应用，第8章介绍了单片机应用系统设计，第9章介绍了单片机的C语言程序设计。

本书在编写过程中力求循序渐进、系统全面，论述深入浅出，注重理论联系实际。在具体的叙述中，尽量采用简洁易懂的语言进行解释和说明，并结合多年的教学和工程应用经验，尝试从新的角度解释一些概念，可以说是本书在编写过程中力求呈现出的特色，以使读者对单片机有一个直观而系统的认识，并为读者从事实际系统设计提供有效的帮助。尽管单片机对于初学者而言显得比较抽象难懂，只要遵循循序渐进的原则，特别是在学习的过程中，如能结合典型实例边学边做，一定会取得事半功倍的效果。2100433B

第1章 单片机概述

1.1 计算机的发展概况

1.2 计算机的特点和应用

1.3 计算机系统的组成

1.4 单片机概述

1.5 计算机中常用的数制与码制

习题

第2章 MCS.51系列单片机的组成与工作原理

2.1 MCS.51系列单片机的硬件结构及端子功能

2.2 单片机的CPU

2.3 时钟和时钟电路

2.4 复位和复位电路

2.5 存储器

2.6 并行输入/输出口

习题

第3章 MCS.51系列单片机的指令系统

3.1 指令系统概述

3.2 寻址方式

3.3 数据传送类指令

3.4 算术运算类指令

3.5 逻辑运算类指令

3.6 控制转移类指令

3.7 位操作类指令

习题

第4章 汇编语言程序设计

4.1 汇编语言概述

4.2 汇编语言程序设计

4.3 分支程序设计

4.4 循环程序设计

4.5 子程序设计

4.6 查表程序设计

4.7 算术与逻辑运算程序设计

4.8 码型转换程序设计

习题

第5章 中断系统及定时器/计数器

5.1 I/O控制方式及中断

5.2 8051单片机的中断系统

5.3 中断的应用举例

5.4 定时器与计数器

5.5 定时器/计数器的应用

5.6 外部中断与定时器的综合应用

习题

第6章 单片机的系统扩展与接口技术

6.1 系统扩展概述

6.2 程序存储器的扩展

6.3 数据存储器的扩展

6.4 接口技术概述

6.5 单片机的并行口及其应用

6.6 并行口的扩展

6.7 串行接口技术

6.8 拨码盘接口

6.9 显示器接口技术

6.10 键盘接口技术

6.11 打印机接口技术

6.12 数/模与模/数转换接口

习题

第7章 I2C总线及外围接口芯片的应用

7.1 概述

7.2 I2C总线的操作与使用

7.3 E2PROM芯片PCF8582及其应用

7.4 带有日历/时钟的RAM芯片PCF8583及其应用

7.5 4位LED驱动器SAA1064T及其应用

7.6 8位A/D与D/A转换器PCF8591及其应用

习题

第8章 单片机应用系统设计

8.1 单片机应用系统设计的一般过程

8.2 单片机开发系统

8.3 单片机应用系统的调试与故障诊断

8.4 单片机系统的可靠性设计

8.5 单片机在自动控制系统中的应用

8.6 数字温度传感器的应用

习题

第9章 单片机的C语言编程

9.1 C51数据的定义与操作

9.2 C51的运算符

9.3 C5l的中断处理程序

9.4 Keil 8051 C编译器

9.5 C51编程实例

附录

附录1 MCS．51型单片机指令表

附录2 指令系统的英文说明

附录3 ASCII字符表

参考文献

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《单片机原理及应用设计》全书共分为9章，内容主要包括：计算机与单片机产生、发展及应用概述；单片机的系统结构及工作原理；单片机的指令系统；汇编语言程序设计；单片机的中断系统及定时器；单片机的系统扩展与接口技术；I2C总线及外围接口芯片的应用；单片机应用系统设计；单片机的C语言程序设计等方面。

• 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。