第二版前言

从1979年Intel公司首次发布MCS-51单片机产品以来，已经过去30多年了，在这30多年中，单片机世界发生了翻天覆地的变化，出现了许多功能强大，能满足各种嵌入式产品需求的专用或通用嵌入式微处理器。

RISC(Reduced Instruction Set Computing，精简指令集)微处理器是在CISC(Complex Instruction Set Computing，复杂指令集)微处理器基础上，近几年才发展起来的先进技术。

RISC和CISC是目前设计制造微处理器的两种典型技术，虽然它们都试图在体系结构、操作运行、软硬件、编译时间等诸多因素中做出某种平衡，以求达到高效的目的，但采用的方法不同，因此，在很多方面差异很大。 

RISC CPU包含有较少的单元电路，因而面积小、功耗低；RISC微处理器结构简单、布局紧凑、设计周期短、易于采用最新技术、用户易学易用。所有这些特点，都使RISC技术受到众多微处理器厂家的青睐。

随着半导体产业进入超深亚微米乃至纳米加工时代，在单一集成电路芯片上就可以实现一个复杂的电子系统，诸如手机芯片、数字电视芯片、DVD芯片等。在未来几年内，上亿个晶体管、几千万个逻辑门有望在单一芯片上实现。

SoC(System on Chip，片上系统)设计技术始于20世纪90年代中期，随着半导体工艺技术的发展，IC设计者能够将愈来愈复杂的功能集成到单硅片上，SoC正是在集成电路(IC)向集成系统(IS)转变的大方向下产生的。SoC是集成电路发展的必然趋势，是技术发展的必然，是IC 产业的未来。

此外，CPU的工作频率从最初的几MHz，发展到现在的几十到上百MHz。片上程序存储器容量从原来的最大4KB ROM/EPROM做到现在的4KB Flash、甚至达到64KB Flash，使得单片机可以不使用仿真器在线编程，即具有IAP(In Application Programming，“应用现场”可调试功能)和ISP(In System Programming，在系统编程，无须将存储芯片从嵌入式设备拔出即可对其编程，简称ISP)功能。

许多单片机片上集成了WDT技术(watchdog，看门狗定时器)、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)、A/D转换电路，使单片机无须扩展就是一个嵌入式开发系统。

还有的单片机采用多核结构，提高了浮点运算速度，增强了数字信号处理能力。

单片机工作电压范围更宽，出现了工作电压2.2~6V的微处理器，特别适合电池供电的手持式嵌入式产品。

在专用微处理器方面也出现了许多新产品。例如，日本脉冲马达株式会社(npm，nippon pulse motor co.，ltd)的pcl6045b运动控制微处理器芯片，是一种通过总线接收命令、并产生脉冲控制步进电机或脉冲驱动型伺服电机的cmos专用微处理器，可以广泛应用于数控机床、机器人等数控机械的运动控制中。

德州仪器公司TI的MSP430，为高整合、高精度的微处理器系统，是目前具有最低功耗的flash 16-bits RISC微控制器。可方便地实现心电信号的采集、处理、存储和打印。

美国Veridicom公司的FPS100固态指纹传感器是一种直接接触的指纹采集器件，它是一种低功耗、低价格、高性能的电容式指纹提取微控制器。

这方面例子很多，不一一列举。

面对如此众多的单片机产品，初学者如何去学习和掌握呢？我们研制一个嵌入式产品如何选择做为核心的微处理器呢？

我们知道，单片机产品种类繁多，功能各异，但它们大多是从MCS-51单片机基础上发展而来，只是在功能上进行了增减，指令系统基本相同，因此，我们只要掌握了MCS-51单片机的硬件结构和软件编程，遇到其他处理器就比较容易处理了。

对于单片机选型，要综合考虑其功能指标。主频过高，当然运算速度快，但主频过高系统耗能就高，电磁干扰加大，且容易发热，导致系统稳定系数下降，因此，运算速度满足要求即可，不必盲目追求主频过高产品。

现在出现了许多串行芯片，这些芯片一般体积小，能耗低，适合嵌入式系统小、巧、轻、灵、薄的使用要求，特别是掌上产品的要求。但串行芯片软件编程比并行芯片复杂，时序要求严格，特别是运行速度比并行芯片慢，因此，到底使用哪种芯片要综合考虑。

虽然8位单片机功能很强，可以处理大多数嵌入式问题，但对于多媒体、多线程、与Internet的连接、图像处理等较复杂问题就比较困难，此时，应选择功能更强的单片机，如以ARM为代表的32位单片机，它有多种型号，以适应不同的应用场合。

嵌入式控制系统人机界面设计是我们进行嵌入式控制系统设计首先遇到的问题，本书对此进行了详细讨论，这部分内容是本书的重点。

本书资料主要来源是：多年MCS-51单片机C语言程序设计教学中使用的资料、作者在20多年科研工作和指导学生参加各种大赛中积累的经验、程序、网上资源、一些公司的产品使用说明书或技术资料。

作者对使用或借鉴资料的个人或公司表示感谢。本书由侯殿有编写1~11章；葛海淼编写12~17章。

对本书的意见和建议请与我们联系，联系信箱是huchenhao@263.net，联系电话是010-62796045。

设计人机界面，要提取字模建立小字库，本书通用字模提取程序功能强大、使用方便，可从http://www.tupwk.com.cn/downpage网站下载，使用密码是194512125019。