第2版前言

动手能力是所有高等学校学生都应该具备的，培养应用型人才的高等学校自不用说，即使是培养研究型人才的高等学校的学生也应该具有很强的动手能力，因为搞研究必须做实验，做实验就得有超强的动手能力。

现在国家急缺大量的技能型人才。从需求看，当前新增劳动力就业的结构性矛盾仍十分突出，其中最突出的矛盾，从短期来看是高等学校毕业生就业难和技术技能人才供给不足的矛盾，从中长期来看是产业加速转型升级与高级技术技能人才匮乏的矛盾。解决这个矛盾的关键在于让学生动起手来，在做中学，不断地提高专业技能，而教师和教材是让学生动起手来并且提高技能以及创新能力的关键。

现在许多高校在讲单片机课程时都是理论讲一大堆，学生们觉得非常枯燥难学，配套的实验课也仅仅是进行仿真实验，或者用现成的单片机开发板做一些验证性实验，学生不能亲自动手做出具体的单片机应用系统电路，也就谈不上掌握单片机测控技术。

编者在承担“单片机系统与应用”这门课的过程中将传统的“在听、看中学”改为“在做中学”； 将以卷面考试来考核学生的动手能力变为“在做中考”。子曰： “闻之我也野，视之我也饶，行之我也明。”（意思是我听到的容易忘记，我看到的依稀记得，我做过的才真正明白）； 美国教育家杜威在教学方法上也主张“从做中学”。编者在教学过程中，通过手把手地教学生设计硬件电路，安装元器件，连接硬件，检测电路和编写程序，做出一个又一个单片机测控系统。每当学生亲自动手做出一个测控系统时都特别有成就感，学生的学习兴趣和积极性得到了空前的提高。

著名心理学家桑代克在他的效果律中认为，人们在工作或学习中若得到满意的结果，就能增强自我效能感，树立自信心，从而增强学习的动力，激发学习的兴趣。苏霍姆林斯基也曾说过，“成功的欢乐是一种巨大的情绪力量，它可以促进儿童好好学习的愿望”，“缺少这种力量，教育上的任何巧妙措施都是无济于事的”。 在多年的教学实践中，编者对于这一点深有体会，通过让学生获得成功的体验，培养自信心，会让他们越学越爱学，越学越有劲。

有读者要问，只做单片机应用系统，而不学知识行吗？不行，要学知识，但不要学已有的单片机教材。现有的单片机教材大多都是一个套路，先讲一大堆理论，而后才做一些仿真或验证性实验，是由“学”带“做”。而编者按照“在做中学”和“在用时学”的方式带领学生学习单片机的知识点，即在动手操作完成一个个电路系统的过程中，用到哪部分知识就学哪部分知识，暂时用不到的知识就不学，关键知识点循序渐进地学。由于学不懂某个知识点就搞不清相应的电路系统，因此学生们愿意用这种方式学理论，他们说这种授课方式能让他们带着问题学，记得住，等到课程结束时不仅动手能力得到大幅度的提高，而且对单片机的理论知识也达到了融会贯通的效果。学生在做实验的过程中没有任何现成的单片机辅助硬件，只有最基本的电子元器件，所有要做的单片机应用系统都要求学生亲自往面包板上安装元器件，然后连接导线、用万用表检查连线是否正确、编写程序、调试程序、下载程序、查错纠错，一学期下来，学生的动手能力和技能可以得到大幅度的提高。

全书15个案例包括了单片机测控系统的诸多应用领域，每个测控系统都有原理图、元器件清单、源程序、实物照片、硬件安装连接和运行效果视频资料，可以说本书能“手把手”地教读者做出单片机硬件电路系统实物并通过编程实现预定的功能。读者每完成一个测控系统都会有很大的成就感，愿意继续学习并完成下一个项目。建议采用本书的教师在备课时亲自做出每一个单片机应用系统，在上课前给学生展示下一个要做的系统（要通电演示），让学生觉得下一个要做的系统更有实用价值，更具有挑战性，这样他们会把上本门课程当作一种期盼，这样对提高教学效果有好处。另外，建议选用本书的教师让学生“在做中考”，而且是逐一过关，每个学生都要演示他（她）事先做好的单片机应用系统，然后让其讲述该系统的硬件结构，还要让其编写出该系统中的几个重要函数，最后根据其表现来打分。像考核学游泳的学员一样，学没学会，一下水就知道，所以这样“在做中考”且“逐一过关”的考核方式杜绝了“逃课”“押题”“作弊”等现象，上课不认真学就不可能通过一对一的操作考试，因此这种考核方式又促进了教学效果的提高。

本书共15章，内容安排由易到难，循序渐进，有关单片机的知识点都分散在不同的章节中，即由做带学，这样安排不仅能让读者“在做中锻炼和提高动手能力”，而且让读者“在做中学知识”，彻底颠覆了传统教材那种由学带做的内容安排方式。

本书要做的单片机应用系统所需元器件见附件D，附录D中将所需最少元器件数量和全部数量都列了出来，读者可以根据自己的经济情况或者长远考虑选择购买。购买这些元器件所需费用不多，但这些元器件对将来从事测控技术和发明创造都有用。

本书第1版于2014年12月出版，之后，编者在讲授单片机课程的过程中不断更新教学内容。本次改版在部分章节中增加了虚拟仿真的内容，还增加了51单片机蓝牙控制系统和51单片机WiFi物联网远程测控系统的内容。因为物联网技术是当今最热门的技术之一，所以，在教材改版时增加物联网的内容非常有必要。编者在教学过程中还发现现有大多教材的章节安排不太合理，为了降低学生的学习难度，在改版教材中对原有的章节做了重新安排，把51单片机串行通信相关内容做了全新的编写并放在了物联网相关内容之前，新编写的串行接口内容为学会51单片机蓝牙和WiFi系统进行了精心设计，前后构成了密切的有机联系，为学习蓝牙和WiFi物联网奠定了坚实的基础。

另外，编者在讲授单片机课程的过程中发现学生在刚开始学习单片机时进行硬件连接有困难，而且接完线后还经常出现下载不了程序、即使程序下载到单片机但显示装置不显示或者显示错误等问题，为了让学生和自学者更好地学会硬件连接，学会检测硬件连接有无问题，编者将所有章节的硬件连接和用万用表检测硬件连接的过程都录了视频，读者可以一边观看视频一边动手进行硬件连接和硬件检测，这样可以极大地减少硬件连接的时间，而且可以及早发现硬件问题并予以解决，顺利完成每一个单片机应用系统的开发，进一步增强成就感，提高学习兴趣和学习动力，进而提高动手能力和技能。

由于编者水平有限，书中错误之处在所难免，恳请各位读者批评指正。

编者

2024年2月于广州