本书以AT89C51为基本机型，按模块化方式组织了单片机的基本工作原理、C51程序设计和Proteus虚拟仿真软件的应用等教学内容。针对读者需求侧重于讲解了单片机的简单工作原理和实践应用，在内容安排上降低了理论难度，突出了实践应用的内容，使初学者更容易入门上手，有利于激发其学习兴趣，促进其创新思考。本书可作为普通高职高专非计算机专业单片机课程教材、高校成人教育培训教材或是自学参考书，也可作为单片机初学者的入门书籍或竞赛培训资料使用。

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单片机是一种应用为广泛的微型计算机，因其体积小、功耗低、控制能力强、扩展灵活、
使用方便，被广泛应用于各个领域。单片机功能强大、应用广泛，但自身结构和工作原理又相
对简单，便于人们学习和研究计算机的控制原理和应用，所以大多数高等院校的自动控制、通
信信号、计算机、物联网、电子等专业都将单片机作为专业核心课程之一。学习使用单片机，
会涉及数学、物理、计算机信息技术、电子技术等多学科知识，非常有利于学生知识的重组和
升华，有利于促进学生综合运用知识解决问题的能力和创新思维的形成。可以说单片机课程是
一门有趣、有用、有价值的重要课程。
本书的读者对象为非计算机专业的高职高专学生、成人专科学生、单片机初学者，因此侧
重于讲解单片机的简单工作原理和实践应用；在内容安排上降低了理论难度，突出了实践应用
的内容，使初学者更容易入门上手。
本书在编写上有以下几个突出特点：
（ 1）理论知识选取宽、浅并重。在理论深度上，充分考虑读者定位，摒弃复杂的、艰深的
理论知识，以实际应用够用为原则，不作过多理论堆砌；在宽度安排上，基本涵盖了各类单片
机竞赛的考点以及常用元器件的使用，以激发兴趣、启迪思考为目的，突出单片机的实用功能。
（ 2）应用虚拟仿真强化实践能力。对于初学者，通过简单的实验环节激发学习兴趣，是
好的教学激励手段。但对于初学者，马上购买实验板在资金上、操作能力上都具有压力。应用
虚拟仿真软件来模拟单片机运行，一方面降低了学习成本和学习难度，另一方面能达到类似于
使用实验板的实践体会。本书的全部实例均采用 Proteus 仿真实践（仿真电路图中的图形符号
与国家标准符号不符，二者对照关系见附录D），能使学生边学边练，趁热打铁，有助于激发兴
趣，提高学习效果。
（ 3）单片机、 C51、虚拟仿真相结合，立体化结构组织内容。学习单片机，离不开语言编
程、离不开动手实践。本书将单片机理论、 C51 语言以及 Proteus 仿真结合为一体。在理论应用
过程中，涉及多少学习多少。随着课程的深入，逐步增加单片机、 C51 语言和 Proteus 仿真软件
的应用内容，使学生在立体化的知识结构中循序渐进、不知不觉地提高应用能力。
（ 4）丰富的习题资源和有趣的实验环节。每个模块学习结束之后都安排了有趣的虚拟仿真
实践环节，供读者动手练习，同时辅以丰富的习题，以巩固学习效果。附录中还提供了全部习
题的答案，方便读者自我检查使用。在习题中增加了创新设计题型，鼓励读者积极思考，创新
思维。
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习，获得更多教育资源。
本书由辽宁铁道职业技术学院赵旭辉、辽宁机电职业技术学院杨灵任主编，辽宁铁道职业
技术学院孟祥娜、葛传琦任副主编。其中赵旭辉编写了模块 1～模块 3，孟祥娜编写了模块 4、
模块 5，葛传琦编写了模块 6、模块 7，杨灵编写了模块 8 以及附录。全书由赵旭辉统稿。
本书在编写过程中，查阅、参考、借鉴、引用了大量的同类书籍和互联网上的相关信息，
并得到了相关网络社区热心网友的无私帮助（由于参考资料众多无法一一提及，如有遗漏、或
资料使用不当，请相关人员联系本书编者以便做出修改）。在此深深感谢这些热心于传播知识
的人，正是他们的无私才使得我们的知识不断得以传承、丰富和发展。
由于时间仓促，加之编者水平所限，书中疏漏和不足之处在所难免，恳请广大读者批评
指正。
编 者
2020 年 7 月
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赵旭辉，长期从事一线教学，先后承担了《单片机应用技术》、《无线传感网应用》、《C语言程序设计》等十余门专业核心课程教学任务；指导学生先后获得全国职业技能大赛（物联网项目）、蓝桥杯赛（单片机项目）、挑战杯、大学生创新创业创效竞赛等多项赛事并获得优异成绩；主编《单片机应用技术》、《计算机实用办公教程》、《VISIO2010铁路绘图应用教程》、《XML程序设计》等多部教材；主持中国职业教育学会、辽宁省职业教育学会教科研项目以及沈阳铁路局、秦港铁运公司等校企合作项目；2014年主持计算机课程资源建设获得辽宁省教育教学成果三等奖；主持《计算机应用基础》、《单片机应用技术》两门课程建设，先后获评校级精品课程。2016年获评辽宁铁道职业技术学院教学名师，2019年获评辽宁省职业教育教学名师。杨灵，1999-2003于沈阳工业大学就读计算机科学与技术专业；2005-2008于大连理工大学就读于计算机应用技术专业；2003年7月至今任教于辽宁机电职业技术学院，主要讲授《C语言程序设计》、《Web系统设计》、《Android移动应用开发》、《PHP程序设计》、《XML程序设计》、《Java程序设计》、《PHP网站开发实训》、《软件测试》等课程。横向科研课题《IC卡燃气表售气软件》；横向科研课题《严氏理疗会员管理系统》；横向科研课题《柞蚕丝检验管理系统》；科研课题《在线申报及评审系统》；实用新型专利《一种计算机软件加密保护装置》。

模块 1 单片机基础知识........................ 1
1.1 单片机概述 .................................... 1
1.2 单片机使用中的常用术语 ............. 7
1.3 二进制及其运算 ...........................14
小结 .................................................... 19
习题 .................................................... 19
模块 2 C51 语言与实验环境............... 22
2.1 数据类型与运算符 .......................22
2.2 常用语句与函数 ...........................29
2.3 Keil 软件的使用 ...........................36
2.4 Proteus 软件的使用 ......................40
2.5 实验：Keil Proteus 仿真模拟
实验 ..............................................42
小结 .................................................... 45
习题 .................................................... 45
模块 3 并行接口及应用...................... 47
3.1 单片机的并行接口 .......................47
3.2 使用并行接口点亮数码管 ............52
3.3 数码管模块的显示 .......................58
3.4 使用并行接口驱动键盘 ...............62
3.5 矩阵式键盘的识别 .......................66
3.6 实验：51 单片机并口控制发光
二极管 ..........................................70
小结 .......