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“单片机原理与应用”是工科类专业的一门重要的专业基础课程，是自动化、电子信息工程、集成电路工程、电气工程及其自动化等专业学生必须要掌握的一项基本技能。学生在课程设计、毕业设计、电子竞赛及社会实践中会广泛应用到单片机知识。
如何在较短时间内掌握单片机原理，具备应用单片机知识解决实际问题的能力？编者围绕这个主题，完成了两个课题：2011年3月至2011年11月，完成“单片机原理与应用优秀课程建设”课题；2010年9月至2012年7月，完成“单片机原理与应用课程教学改革与实践研究”课题。经过编者多年的不懈努力，以及对长期的教学和科研进行总结，才有了编写本书的基础。本书由编者近年来的专题讲稿整理而成，具有极强的实践性。
本书以专题的形式从原理知识到电路设计，从解决问题的思路到程序流程设计，以及从虚拟仿真到实物制作这三个方面，对单片机应用系统设计进行了详细说明。书中各小节内容之间既相互关联，又独立成篇。本书具有以下特色与创新。
1. 增添理论知识
本书的第1部分为单片机常用软件及基本理论。主要讲述了以下内容：Keil C51开发工具的安装与使用、Proteus仿真软件的安装与使用、单片机内部结构和工作原理、单片机的C51基础知识等。C51编程简洁灵活，可移植性强。Proteus计算机仿真技术可以有效地降低模块制作的风险，通过Proteus仿真，让学生掌握该仿真软件并完成编程。使用本书的教师，可以按照项目驱动的教学方法进行教学，而无须再另行购买理论教材。
2. 实践教学特色
本书的第2部分为单片机实验实训。本书将实践教学从实验箱教学转变为模块实训教学。实验箱教学的主要工作是调试程序，然后连接好电路把调试好的程序导入进去，实验就完成了。模块实训教学则是把大的系统分割为若干小单元，并分别完成硬件和软件的设计。例如，分割为基本系统单元、流水灯单元、数码管单元、4×4键盘单元、8×8点阵单元等。每个小单元制作完毕后，又会将它们有机组合在一起，实现更复杂的功能。本书的所有章节，均是编者多年来进行模块实训、课程设计的经验总结，每个模块均包含功能仿真、程序代码、元器件清单及制作心得等部分。使用本书的教师，可以根据本校的实际教学情况及需要，进行适当的取舍。
3. 创新培养模式
本书的编者在从事单片机教学的同时，多年来也一直担任电子竞赛的指导教师。通过各种类型的比赛，可以让学生把所学的知识应用到实践中，学生通过实际的竞赛，才知道自己的不足，教师也能知道教学中存在的问题。这样，教和学就会在实际的动手操作中得到真正的检验，如此培养出来的学生也更加符合预期的要求和社会的期望。
本书共分为三个部分。第1部分介绍了Keil C51和Proteus软件的安装及使用、单片机内部结构和工作原理、单片机的C51基础知识。第2部分介绍了单片机实验实训，2.1节~2.5节介绍了单片机与常用外部设备接口电路，2.6节~2.8节介绍了单片机中断系统的应用，2.9节~2.10节介绍了单片机与液晶显示器的接口电路，2.11节~2.12节介绍了单片机与D/A及A/D的接口电路，2.13节~2.14节介绍了单片机与电动机的接口电路，2.15节介绍了单片机与温度传感器的接口电路。第3部分介绍了单片机课程设计。
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