序

进入21世纪，社会信息化不断向纵深发展，各行各业的信息化进程不断加速。我国的高等教育也进入了一个新的历史发展时期，尤其是高校的计算机基础教育，正在步入更加科学、更加合理、更加符合21世纪高校人才培养目标的新阶段。

为了进一步推动高校计算机基础教育的发展，教育部高等学校非计算机专业计算机基础课程教学指导分委员会近期提出了《关于进一步加强高校计算机基础教学的几点意见》（以下简称《意见》）。《意见》针对计算机基础教学的现状与发展，提出了计算机基础教学改革的指导思想；按照分类、分层次组织教学的思路，《意见》的附件提出了计算机基础课教学内容的知识结构与课程设置。《意见》认为，计算机基础教学的典型核心课程包括：大学计算机基础、计算机程序设计基础、计算机硬件技术基础（微机原理与接口、单片机原理与应用）、数据库技术与应用、多媒体技术与应用、网络技术与应用。附件中介绍了上述六门核心课程的主要内容，这为今后的课程建设及教材编写提供了重要的依据。在下一步计算机课程规划工作中，建议各校采用“1+X”的方案，即：“大学计算机基础”+ 若干必修/选修课程。

教材是实现教学要求的重要保证。为了更好地促进高校计算机基础教育的改革，我们组织了国内部分高校教师进行了深入的讨论和研究，根据《意见》中的相关课程教学基本要求组织编写了这套“大学计算机基础教育规划教材”。

本套教材的特点如下：

（1）体系完整，内容先进，符合大学非计算机专业学生的特点，注重应用，强调实践。

（2）教材的作者来自全国各个高校，都是教育部高等学校非计算机专业计算机基础课程教学指导委员会推荐的专家、教授和教学骨干。

（3）注重立体化教材的建设， 除主教材外，还配有多媒体电子教案、习题与实验指导，以及教学网站和教学资源库等。

（4）注重案例教材和实验教材的建设，适应教师指导下的学生自主学习的教学模式。

（5）及时更新版本，力图反映计算机技术的新发展。

本套教材将随着高校计算机基础教育的发展不断调整，希望各位专家、教师和读者不吝提出宝贵的意见和建议，我们将根据大家的意见不断改进本套教材的组织、编写工作，为我国的计算机基础教育的教材建设和人才培养做出更大的贡献。

“大学计算机基础教育规划教材”丛书主编

教育部高等学校非计算机专业计算机基础课程教学指导分委员会主任委员

2004年8月

    前  言

         片机及嵌入式系统 

本书是为高校理工科专业教学及一般工程技术人员学习和掌握以单片机为基础的嵌入式计算机系统而编写的。

嵌入式计算机系统是当前的热门课程。本书在编写过程中特别关注如何学习并掌握有关的概念与知识，并用所学知识去解决具体的工程问题。嵌入式系统技术发展异常迅速，它可以由不同的硬件构成。就处理器而言，各种类型的通用CPU、单片微型计算机、数字信号处理器（DSP）、可编程逻辑控制器（PLC）、片上系统（SOC）、可编程逻辑器件（CPLD、FPGA）以及专用处理器芯片等，均可构成嵌入式系统。

如何学习并最终掌握嵌入式系统的基本概念，并能达到设计一个小型的嵌入式系统的目的呢？作者认为可以采取从特殊到一般的学习方法，即选择某一种典型的处理器（CPU、单片机或DSP），认真学习并掌握其中的基本概念和基本方法。一种典型的处理器学好了，再遇到其他型号的处理器必然很容易掌握它们。因为它们的基本概念、基本思路和基本方法都是相同的。

为此，在本书中以应用广泛的MCS-51单片微型计算机为对象，通过该单片机将嵌入式计算机系统的基本问题描述清楚。选择MCS-51单片机主要从3个方面来考虑：其一是MCS-51单片机在国内外应用十分广泛，现有多个厂家生产与之兼容的单片机产品，选择该型号很具代表性；其二是MCS-51单片机结构简单且具有较强的指令系统，利用它可以解释有关计算机系统的复杂的概念（太复杂的处理器不太适宜时间较短的课堂教学）；其三是MCS-51单片机也在不断发展，新的MCS-51单片机的速度已提高了几十倍到上百倍，其内部集成了闪速存储器、A /D、D/A、各种I/O接口，现已成长为SOC。

编写本书的目的在于培养学生的工程思维能力，内容包括MCS-51单片机的结构、指令系统及各组成部件的功能。在此基础上，详细描述中断概念与技术、各种典型外设的接口技术、嵌入式操作系统及用户软件的开发、系统的可靠性设计、嵌入式系统的设计步骤及系统调试方法等一系列重要的概念和基本方法。在描述清楚基本概念的基础上，侧重于解决具体工程应用问题。要求读者能利用所学的基本概念，提出解决工程问题的思路和方法，掌握分析具体工程问题和解决问题的能力。

在编写本书的过程中，作者力求使书的内容融入作者数十年来的教学和科研工作中的实例与经验。由于水平及时间的限制，错误不当之处在所难免，敬请读者批评指正。

作者

2004年11月

II

V片机及嵌入式系统

III

V前言