本书全面系统地讲述了MCS-51系列单片机的基本结构和工作原理、基本系统、指令系统、汇编语言程序设计、并行和串行扩展方法、人机接口、SPI和I2C等串行数据总线接口，以及C语言程序开发、Proteus下单片机仿真等单片机应用方面的内容。针对嵌入式系统的发展趋势，推出了ARM嵌入式处理器，通过μC/OS－Ⅱ介绍了嵌入式操作系统及软件开发，以STM32F103xx系列微控制器为例，说明了基于ARM内核的嵌入式微控制器的应用。每章都附有习题，以供课后练习。附录中还列出了单片机应用资料的网上查询方法等内容。

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器。单片机具有集成度高，功能强，结构简单，易于掌握，应用灵活，可靠性高，价格低廉等优点，在工业控制、机电一体化、通信终端、智能仪表和家用电器等诸多领域中得到了广泛应用，已成为传统机电设备进化为智能化机电设备的重要手段。ARM 和开源嵌入式软件使得开发周期更短、开发资金更低、开发效率更高，为单片机和嵌入式系统的发展起到了重要作用。众多的厂家在加快推出基于ARM 核的单片机，并逐渐形成了ARM7—ARM9—ARM10—ARM11—Cortex的产品格局。因此高等理工科院校师生和工程技术人员了解和掌握单片机与ARM嵌入式系统的原理和应用技术是十分必要的。
　　按照循序渐进的原则，本书先以单片机经典体系结构的MSC51系列为背景机，较系统地介绍了单片机的发展概况和基本结构、工作原理、基本系统、指令系统、汇编语言程序设计、并行扩展和串行扩展方法、人机接口以及单片机的开发应用等方面的内容，同时结合单片机网络化、多功能化的发展趋势，补充了SPI和I2C等串行数据总线接口、单片机的C语言程序开发、Proteus下单片机仿真等内容。随后介绍了 ARM嵌入式处理器，通过μC/OS懠介绍了嵌入式操作系统及软件开发，以STM32F103xx系列微控制器为例，说明了基于ARM内核的嵌入式微控制器的应用。
　　为便于自学，本书配套了电子课件，每章都附有习题，以供课后练习。附录中还列出了单片机应用资料的网上查询方法等内容。
　　本书由赵德安担任主编，孙运全、盛占石担任副主编。其中，第1、2、7章由盛占石编写，第3、6章由赵德安编写，第5章由周重益编写，第8章由张建生编写，第10、11、12章由孙运全编写，第4章由周重益、赵文祥共同编写，第9章由赵德安、潘天红、孙月平、王伟共同编写。李金伴教授认真审阅了部分书稿，并提出了指导性的建议和中肯的意见。
　　在编写过程中，我们参考了有关书刊，资料，在此对有关作者一并表示感谢。
　　由于水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。
机工授权书

第1章 绪论 
1.1 单片机与嵌入式系统发展概况 
1.1.1单片机的发展历史 
1.1.2嵌入式系统的产生和发展 
1.1.3嵌入式系统的特点 
1.1.4 典型的嵌入式单片机产品 
1.2 单片机的嵌入式应用领域和应用方式 
习题1 


第2章 单片机的基本结构与工作原理 
2.1 MCS-51系列单片机总体结构 
2.1.1 8051单片机的引脚描述 
2.1.2 8051单片机的硬件资源 
2.1.3 8051单片机的片外总线结构 
2.2 时钟电路及CPU的工作时序 
2.2.1 时钟电路 
2.2.2 CPU的工作时序 
2.3 存贮器组织 
2.3.1 程序存贮器 
2.3.2 内部RAM数据存贮器 
2.3.3 特殊功能寄存器 
2.3.4 位寻址区 
2.3.5 外部RAM和I/O口 
2.4 CHMOS型单片机的低功耗工作方式 
2.4.1 空闲方式 
2.4.2 掉电方式 
2.4.3 节电方式的应用 
习题2 
第3章 单片机的指令系统 
3.1 指令格式 
3.1.1 汇编指令 
3.1.2 [伪指令]指令类型 
3.1.3 单片机助记符语言 
3.1.4 常用的缩写符号 
3.2 寻址方式 
3.2.1 寄存器寻址 
3.2.2 立即寻址 
3.2.3 直接寻址 
3.2.4 寄存器间接寻址 
3.2.5 基寄存器加变址寄存器间接寻址 
3.2.6 “相对寻址” 
3.2.7 “位寻址” 
3.3 指令的类型、字节和周期 
3.3.1 指令系统的结构及分类 
3.3.2 指令的字节和周期 
3.4 数据传送指令 
3.4.1 一般传送指令 
3.4.2累加器专用数据交换指令 
3.5 算术运算指令 
3.5.1加减指令 
3.5.2乘法和除法指令 
3.6 逻辑运算指令 
3.6.1 累加器A的逻辑运算指令 
3.6.2 两个操作数的逻辑运算指令 
3.6.3 单位变量逻辑运算指令 
3.6.4 双位变量逻辑运算指令 
3.7 控制转移指令 
3.7.1 无条件转移指令 
3.7.2 条件转移指令 
3.7.3 子程序调用和返回指令 
习题3 
第4章 单片机的其它片内功能部件 
4.1 并行口 
4.1.1 P1口 
4.1.2 P2口 
4.1.3 P0口 
4.1.4 P3口 
4.2 定时器/计数器 
4.2.1 定时器的一般结构和工作原理 
4.2.2 定时器/计数器T0和T1 
4.2.3 (8052等单片机的)定时器/计数器T2 
4.3 串行通信接口 
4.3.1 串行通信及基础知识 
4.3.2 串行接口的组成和特性 
4.3.2 串行接口的工作方式 
4.3.3 波特率设计 
4.3.4 单片机双机通讯和多机通信 
4.4 中断系统 
4.4.1 中选系统概述 
4.4.2 中断处理过程 
4.4.3 中断的应用 
习题4 
第5章 汇编语言程序设计 
5.1汇编语言概述 
5.1.1 汇编语言的优点 
5.1.2 汇编语言程序设计的步骤 
5.1.3评价程序质量的标准 
5.2 简单程序设计 
5.3 分支程序 
5.3.1简单分支程序 
5.3.2多重分支程序 
5.3.3 N路分支程序 
5.4 循环程序 
5.4.1 循环程序的导出 
5.4.2编写循环程序应注意的问题 
5.5查表程序 
5.6子程序的设计及其调用 
5.6.1子程序的概念 
5.6.2调用子程序的要点 
5.6.3子程序的调用及嵌套 
习题5 
第6章 单片机系统的并行扩展 
6.1 MCS-51系统的并行扩展原理 
6.1.1 MCS-51并行扩展总线 
6.1.2 地址译码方法 
6.2 程序存贮器扩展 
6.2.1 常用EPROM存贮器电路 
6.2.2 程序存贮器扩展方法 
6.3 数据存贮器RAM的扩展 
6.3.1 常用的数据存贮器 
6.3.2 RAM存贮器扩展方法 
6.4 并行接口的扩展 
6.4.1 用74系列器件扩展并行I/O口 
6.4.2 可编程并行I/O扩展接口8255A 
6.4.3 带RAM和计数器的可编程并行I/O扩展接口8155 
6.5 D/A接口的扩展 
6.5.1 梯形电阻式D/A转换原理 
6.5.2 DAC0832 
6.6 A/D接口的扩展 
6.6.1 MC14433接口方法 
6.6.2 ADC0809 
习题6 
第7章 单片机系统的串行扩展 
7.1 MCS-51系统的串行扩展原理 
7.1.1 SPI三线总线 
7.1.2 I2C公用双总线 
7.2 单片机的外部串行扩展 
7.2.1 串行扩展E2PROM 
7.2.2 串行扩展I/O接口 
7.2.3 串行扩展A/D转换器 
习题7 
第8章 单片机的人机接口 
8.1 键盘接口 
8.1.1 键盘的工作原理和扫描方式 
8.1.2 键盘的接口电路 
8.1.3 键盘输入程序设计方法 
8.2 LED显示器接口 
8.2.1 LED显示器的工作原理 
8.2.2 LED显示器的工作方式和显示程序设计 
8.3 LCD显示器接口 
8.3.1 LCD显示器的工作原理 
8.3.2 LCD显示器的接口电路和显示程序设计 
8.4 8279专用键盘显示器 
8.4.1 8279的内部原理 
8.4.2 8279的引脚分析 
8.4.3 8279的键盘显示器电路 
8.4.4 8279的设置 
习题8 


第9章 MCS-51单片机系统的开发与应用 
9.1 单片机应用系统的研制过程 
9.1.1 总体设计 
9.1.2 硬件设计 
9.1.3 可靠性设计 
9.1.4 软件设计 
9.1.5 系统调试 
9.2 磁电机性能智能测试台的研制 
9.2.1 系统概述 
9.2.2 测试系统硬件设计 
9.2.3 测控算法 
9.2.4 程序设计 
9.2.5 实验结果 
9.3 水产养殖水体多参数测控仪 
9.3.1 系统概述 
9.3.2 水体多参数测控仪的基本组成及工作原理 
9.3.3 硬件设计 
9.3.4 软件设计 
9.3.5 可靠性措施 
9.3.6 运行效果 
9.4 课程设计用单片机温度控制实验装置的研制 
9.4.1 系统的组成及控制原理 
9.4.2 控制系统软件编制 
9.4.3 课程设计的安排 
9.4.4 教学效果 
9.5 单片机的C语言程序开发 
9.5.1 Keil IDE μVision2集成开发环境 
9.5.2 Wave6000 IDE集成开发环境 
9.5.3 常用的C语言程序模块和主程序结构 
9.6 Proteus ISIS软件简介 
9.6.1 Proteus ISIS软件的工作界面 
9.6.2 Proteus ISIS环境下的电路图设计 
9.6.3 Proteus下单片机仿真 
习题9 


第10章 嵌入式系统及ARM嵌入式处理器 
10.1 嵌入式系统的概念 
10.2 嵌入式系统的组成 
10.2.1 嵌入式处理器 
10.2.2 外围设备 
10.2.3 嵌入式操作系统 
10.2.4 应用软件 
10.3 嵌入式系统的分类 
10.4 嵌入式处理器的分类 
10.4.1.嵌入式微处理器（Embedded MicroProcessor Unit，EMPU） 
10.4.2.嵌入式微控制器（MicroControllerUnit，MCU） 
10.4.3.嵌入式DSP处理器（Embedded Digital Signal Processor，EDSP） 
10.4.4嵌入式片上系统（SystemonChip，SoC） 
10.5 嵌入式处理器的技术指标 
10.6 如何选择嵌入式处理器 
10.6.1 选择处理器的总原则 
10.6.2 选择嵌入式处理器的具体方法 
10.7嵌入式ARM处理器基础 
10.7.1 ARM处理器系列 
10.7.2 ARM处理器体系结构 
10.7.3 ARM处理器应用选型 
10.8 ARM处理器的工作状态和工作模式 
10.8.1 ARM处理器的工作状态 
10.8.2 ARM处理器的工作模式 
10.9 ARM处理器的寄存器组织 
10.9.1 ARM状态下的寄存器组织 
10.9.2 Thumb状态下的寄存器组织 
10.9.3 程序状态寄存器 
10.10 ARM处理器的存储器组织 
10.11 ARM体系结构所支持的异常 
习题 10 


第11章 嵌入式操作系统及软件开发 
11.1 嵌入式操作系统的概述 
11.1.1 嵌入式操作系统的特点 
11.1.2 嵌入式操作系统的分类 
11.1.3 使用嵌入式操作系统的必要性 
11.1.4 常见的嵌入式操作系统 
11.2 嵌入式操作系统内核基础 
11.2.1 多进程和多线程 
11.2.2任务 
11.2.3 任务切换 
11.2.4 内核 
11.2.5 任务调度 
11.2.6 任务间的通信与同步 
11.3 嵌入式操作系统μC/OS－Ⅱ简介 
11.3.1 嵌入式操作系统μC/OS－Ⅱ概述 
11.3.2 嵌入式操作系统μC/OS－Ⅱ的软件体系结构 
11.4 嵌入式操作系统μC/OS－Ⅱ在ARM上的移植 
11.4.1 移植条件 
11.4.2 移植步骤 
11.5嵌入式系统软件开发 
11.5.1 嵌入式软件结构和组成 
11.5.2嵌入式操作系统运行的必要条件 
11.5.3嵌入式系统软件运行运行流程 
11.5.4 无操作系统的嵌入式系统软件设计 
11.5.5 有操作系统的嵌入式系统软件设计 
习题11 


第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用 
12.1 Cortex-M3简介 
12.2 STM32的发展 
12.3 STM32F103xx系列微控制器简介 
12.3.1 STM32F103xx系列微控制器的主要特性 
12.3.2 STM32F103xx系列微控制器的内部结构 
12.4 STM32的A/D转换器及应用 
12.4.1 ADC硬件结构及功能 
13.4.2 ADC工作模式 
12.4.3 ADC数据对齐和中断 
12.4.4 ADC控制寄存器 
12.5 ADC程序设计 
习题12 


附录A 单片机应用资料的网上查询方法 
附录B MCS-51单片机的指令表 
参考文献