21 世紀(jì)是信息時(shí)代，電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，同時(shí)各種新型數(shù)據(jù)傳輸接口技術(shù)的出現(xiàn)和新器件的出現(xiàn)，例如 SPI 通信、USB 通信、網(wǎng)絡(luò)通信等等，大部分單片機(jī)書(shū)籍基本上沒(méi)有提及，有提及的更是鳳毛麟角，比較老的書(shū)籍的內(nèi)容已經(jīng)嚴(yán)重脫節(jié)。首先以編程工具為例，現(xiàn)在的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)主要以 C 語(yǔ)言為主，已經(jīng)很少人使用匯編進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，程序不再是一個(gè)人獨(dú)自編寫(xiě)，而是由一個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行協(xié)作式編寫(xiě)，一部分人負(fù)責(zé)接口編程、一部分人負(fù)責(zé)器件功能編程、一部分人負(fù)責(zé)總體架構(gòu)，由此看來(lái)，C 語(yǔ)言編程為團(tuán)隊(duì)協(xié)作式開(kāi)發(fā)提供了可能，但是從匯編的角度來(lái)看，往往只能一個(gè)人進(jìn)行編寫(xiě)，當(dāng)然實(shí)現(xiàn)功能是沒(méi)有問(wèn)題的，不過(guò)要提醒的是，時(shí)間就是金錢(qián)，別人只要 1 個(gè)月就可以完成，你卻要 2 個(gè)月的時(shí)間進(jìn)行完成，別人已經(jīng)捷足先登，你卻姍姍來(lái)來(lái)遲。

　　隨著國(guó)內(nèi)單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具研制水平的提高，現(xiàn)在的單片機(jī)仿真器普遍支持 C 語(yǔ)言程序的調(diào)試，例如常見(jiàn)的 8051 系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具 Keil、AVR 單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具 AVR Studio，這樣為單片機(jī)使用 C 語(yǔ)言編程提供了相當(dāng)?shù)谋憷?。使?C 語(yǔ)言編程不必對(duì)單片機(jī)和硬件接口的結(jié)構(gòu)有很深入的了解，聰明的編譯器可以自動(dòng)完成變量的存儲(chǔ)單元的分配，用戶只需要專(zhuān)注于應(yīng)用軟件部分的設(shè)計(jì)就可以了，這樣就會(huì)大大加快軟件的開(kāi)發(fā)速度，而且使用 C 語(yǔ)言設(shè)計(jì)的代碼，很容易在不同的單片機(jī)平臺(tái)進(jìn)行移植，這樣如果在軟件開(kāi)發(fā)速度、軟件質(zhì)量、程序的可讀性、可移植性這些都是匯編都不能所比擬的。

　　在電子信息發(fā)展迅猛的年代，我們不僅要掌握 8051 系列單片機(jī)的 C 語(yǔ)言編程，而且要掌握好按鍵、LCD、USB 等程序的編寫(xiě)，要知道幾乎每一樣單片機(jī)系統(tǒng)都要與他們打交道的，例如生活中常見(jiàn)的門(mén)禁系統(tǒng)，它們做好防盜的同時(shí)為人們提供了一個(gè)友好的“人機(jī)交互”接口如按鍵、LCD，輸入密碼以按鍵為媒介，相關(guān)信息在 LCD 上顯示，門(mén)禁系統(tǒng)的管理信息通過(guò)串口、USB 進(jìn)行獲取，甚至通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行獲取，而且獲取的方式是通過(guò) PC 的控制界面進(jìn)行控制。

　　本書(shū)單片機(jī)的選型以 STC89C52RC 增強(qiáng)型 51 系列單片機(jī)為藍(lán)本。

　　本書(shū)共分為六大部分。

　　第一部分為簡(jiǎn)略介紹單片機(jī)的歷史，著重介紹傳統(tǒng) 8051 系列單片機(jī)的特點(diǎn)、STC89C52RC 增強(qiáng)型 51系列單片機(jī)的主要特性和 Keil 開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　第二部分為基礎(chǔ)入門(mén)篇，著重講解 STC89C52RC 增強(qiáng)型 51 系列單片機(jī)的內(nèi)部資源的基本使用，如GPIO、定時(shí)器、外部中斷、串口（含模擬串口）、看門(mén)狗、內(nèi)部 EERPOM 等，同時(shí)對(duì) 74LS164 串行輸入并行輸出鎖存器、數(shù)碼管、LCD、進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹?；A(chǔ)入門(mén)篇做到原理與實(shí)踐相結(jié)合的過(guò)程體系，初學(xué)者能夠迅速掌握 8051 系列單片機(jī)的基本應(yīng)用?；A(chǔ)入門(mén)篇最后闡述了 STC89C52RC 增強(qiáng)型 51 系列單片機(jī)獨(dú)有的功耗控制、EMI 管理、軟件復(fù)位等應(yīng)用和 Keil 內(nèi)建的 RTX-51 實(shí)時(shí)系統(tǒng)和 LIB 的生成、調(diào)用，特別是 RTX-51 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)將對(duì)以后進(jìn)軍嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)提供了厚實(shí)的根基。

　　第三部分為實(shí)戰(zhàn)篇，通過(guò)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)入門(mén)篇過(guò)后，現(xiàn)在必須由量變到質(zhì)變的過(guò)程，實(shí)戰(zhàn)篇只有三個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別是計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)、交通燈實(shí)驗(yàn)、頻率計(jì)實(shí)驗(yàn)。這三個(gè)實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)是十分典型的實(shí)驗(yàn)，在大學(xué)的課程設(shè)計(jì)課題中都可以找到，因?yàn)檫@三個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫貦z驗(yàn)大家對(duì)單片機(jī)深入程度，同時(shí)能夠使大家在面向單片機(jī)編程中邏輯思維能力得到“質(zhì)”的提高。例如通過(guò)計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)涉及到單片機(jī)的定時(shí)器熟練應(yīng)用與數(shù)碼管的顯示、交通燈實(shí)驗(yàn)涉及到串口通信技術(shù)、頻率計(jì)實(shí)驗(yàn)涉及到定時(shí)器與 LCD1602 的高級(jí)應(yīng)用，同時(shí)這三個(gè)實(shí)驗(yàn)需要 74LS164 進(jìn)行串行輸入并行輸出的轉(zhuǎn)換，所以當(dāng)掌握了實(shí)戰(zhàn)篇內(nèi)容的精髓，大家無(wú)論是對(duì)單片機(jī)的理解或是邏輯思維能力都有不同程度的蛻變。

　　第四部分為高級(jí)通信接口開(kāi)發(fā)篇主要以 USB、網(wǎng)絡(luò)為主，不僅為大學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了參考，更由于踏上工作崗位時(shí)，不可避免地要接觸各種各樣的 USB 設(shè)備，要為其編寫(xiě)程序，當(dāng) USB 設(shè)備滿足不了項(xiàng)目的要求時(shí)，往往用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備取代 USB 設(shè)備，這個(gè)現(xiàn)象十分常見(jiàn)，常見(jiàn)產(chǎn)品通信接口搭配要么帶有串口通信和USB 通信接口，要么就是帶有串口通信接口和網(wǎng)絡(luò)通信接口，甚至有些產(chǎn)品連串口都省去了。其實(shí)很大一部分人如果要接觸 USB 設(shè)備開(kāi)發(fā)或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)發(fā)，他們就感覺(jué)到非常痛苦的事情，為什么這樣說(shuō)呢？因?yàn)閷?duì) USB 或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)發(fā)，必須要對(duì) USB 或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議要熟悉。難能可貴的是本書(shū)在有限篇幅里簡(jiǎn)明扼要地對(duì) USB 和網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議描述得一清二楚，并通過(guò)編程的實(shí)現(xiàn)來(lái)驗(yàn)證，因此高級(jí)通信接口開(kāi)發(fā)篇的 USB實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)主要是消除大家對(duì) USB 和網(wǎng)絡(luò)編程的恐懼，無(wú)疑就是提升了大家的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　第五部分為深入篇主要對(duì)接口編程、單片機(jī)編程優(yōu)化、單片機(jī)穩(wěn)定性作深入的研究，以深入接口和深入編程進(jìn)行講解，是技術(shù)上的重點(diǎn)，同樣是技術(shù)上的難點(diǎn)。這樣大家對(duì)單片機(jī)的理解不再浮于表面，而是站在一名項(xiàng)目開(kāi)發(fā)者角度，思考著眾多的技術(shù)性問(wèn)題，譬如深入接口部分是以數(shù)據(jù)校驗(yàn)為重點(diǎn)，包含奇偶校驗(yàn)、校驗(yàn)和、CRC16 循環(huán)冗余檢驗(yàn)，加深大家對(duì)數(shù)據(jù)校驗(yàn)的理解。深入編程以編程規(guī)范、代碼架構(gòu)、C語(yǔ)言的高級(jí)應(yīng)用（如宏、指針、強(qiáng)制轉(zhuǎn)換、結(jié)構(gòu)體等復(fù)雜應(yīng)用）、程序防跑飛等要點(diǎn)作深入的研究。深入篇從技術(shù)角度來(lái)看，是整本書(shū)內(nèi)容的精華部分，在大家研究如何優(yōu)化單片機(jī)的性能、穩(wěn)定性搞得焦頭爛額的時(shí)候指引了明確的方向。深入篇是大家必看的部分，因其涉及的內(nèi)容是單片機(jī)與 C 編程的精髓，無(wú)疑是滿足自身的求知欲。深入篇毋庸置疑就是解決這多方面的問(wèn)題，提供了不可多得的參考價(jià)值。

　　第六部分為番外篇，何謂之番外篇，因?yàn)楸酒隽私榻B單片機(jī)的范疇，但是又不得不說(shuō)，因?yàn)樵诟呒?jí)實(shí)驗(yàn)篇很大部分的篇章已經(jīng)涉及了界面的應(yīng)用，說(shuō)實(shí)話，現(xiàn)在的單片機(jī)程序員或多或少與界面接觸，甚至要懂得界面的基本編寫(xiě)，說(shuō)白了就是單片機(jī)程序員同時(shí)演繹著界面程序員的角色，這個(gè)在中小型企業(yè)比較常見(jiàn)，編寫(xiě)的往往是一些比較簡(jiǎn)單的調(diào)試界面，常用于調(diào)試或演示給老板或參觀的人看，當(dāng)產(chǎn)品竣工時(shí)，要提供相應(yīng)的 DLL 給系統(tǒng)集成部，締造出不同的應(yīng)用方案。在番外篇中，界面編程開(kāi)發(fā)工具為 VC++2008，通過(guò) VC++2008 給大家展示界面如何編寫(xiě)，同時(shí)如何實(shí)現(xiàn)串口通信、USB 通信、網(wǎng)絡(luò)通信，只要使用筆者編寫(xiě)好的類(lèi)，實(shí)現(xiàn)它們的通信是如此的簡(jiǎn)單，就像在 C 語(yǔ)言中調(diào)用函數(shù)一樣，只需要掌握 Init（）、Send（）、Recv（）、Close（）函數(shù)的使用就可以了，相信大家會(huì)在這篇中基本掌握界面編程。

　　本書(shū)在介紹講解實(shí)驗(yàn)的過(guò)程以 SmartM51 開(kāi)發(fā)板為例，該開(kāi)發(fā)板是為初學(xué)者設(shè)計(jì)的一塊的一款實(shí)用型的開(kāi)發(fā)板，不僅含有基本的設(shè)備單元，同時(shí)在開(kāi)發(fā)板的實(shí)用性的基礎(chǔ)上能夠搭載 USB 模塊與網(wǎng)絡(luò)模塊，很好地滿足了書(shū)中所有實(shí)驗(yàn)的要求。該開(kāi)發(fā)板以宏晶公司的 STC89C52RC 單片機(jī)為藍(lán)本，STC89C52RC 單片機(jī)是增強(qiáng)型的 8051 系列單片機(jī)，基與標(biāo)準(zhǔn)的 Intel 8052 進(jìn)行設(shè)計(jì)，完全兼容 8051 指令， PDIP-40封裝的 STC89C52RC 與傳統(tǒng)的 8051 的引腳毫無(wú)二致，內(nèi)部硬件資源幾乎一樣，并且新增了不少功能。作者還編寫(xiě)了單片機(jī)全能助手為大家排憂解難，不但能夠自定義數(shù)碼管字型碼、16*16 點(diǎn)陣字型碼、字節(jié)型數(shù)據(jù)多進(jìn)制顯示，而且能夠方便大家通過(guò)串口、USB、網(wǎng)絡(luò)接口等調(diào)試，并支持計(jì)算校驗(yàn)和、奇偶校驗(yàn)、CRC-8、CRC-16、CRC-32 檢驗(yàn)值計(jì)算和 UNICODE 碼的轉(zhuǎn)換與翻譯。

　　天下大事，必作于細(xì)，無(wú)論是從單片機(jī)入門(mén)與深入的角度出發(fā)，還是從實(shí)踐性與技術(shù)性的角度出發(fā)，都是本書(shū)的亮點(diǎn)，可以說(shuō)是作者用盡了心血進(jìn)行編寫(xiě)，多年工作經(jīng)驗(yàn)的積累，讀者通過(guò)學(xué)習(xí)本書(shū)相當(dāng)于繼承了作者的思路與經(jīng)驗(yàn)，無(wú)疑就是找到快捷徑，能夠花最少的時(shí)間獲得最佳的學(xué)習(xí)效果，節(jié)省不必要的摸爬打滾的時(shí)間。

　　什么是單片機(jī)

　　單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。