前 言
《单片机原理与应用及C51程序设计》一书自2006年出版后，以其全新的编写思路、鲜明的应用性特色，受到了广大教师及学生的欢迎，重印了9次，2009年修订出版的《单片机原理与应用及C51程序设计(第2版)》，重印了14次，2014年出版的《单片机原理与应用及C51程序设计(第3版)》，重印了12次，累计印数已达13万多册。为了更加适合各院校使用，编者认真听取了广大师生的意见，权衡内容与篇幅的矛盾，《单片机原理与应用及C51程序设计(第4版)》仍然保留了第1、2、3版的主体框架和特色，为了减小篇幅，仍然突出应用，对相应的内容做了一些修订和增减调整。
MCS-51系列单片机应用广泛，是学习单片机技术较好的系统平台，同时也是单片微型计算机应用系统开发的一个重要系列，是嵌入式技术的入门课程。单片机实验及实践教学的目标是培养应用型人才，根据我们理论教学和实践教学的经验，发现学生要想熟练地掌握MCS-51单片机应用系统软件设计，就需要完全理解单片机汇编语言，这样才能更好地理解单片机的内部结构和工作原理，更容易掌握MCS-51程序设计。在减少学时的背景下，用汇编语言讲授单片机原理后不可能再单独开设一门“MCS-51程序设计”课程，因此我们在课堂上讲解单片机原理的同时也会介绍单片机C语言程序设计，以避免直到进入实验室或开发实践阶段时才讲授单片机C语言程序设计以及开发环境，从而为开设综合实验和创新实践奠定一定的基础。单片机原理与应用教材汇编语言版本较多，但在应用开发中采用汇编语言的却并不多，尤其在开发比较复杂的应用系统时，为了提高开发效率和使程序便于移植，现在多用C语言。C语言不仅学习方便，而且也与汇编语言一样能够对单片机资源进行访问，因而目前大多数院校在开设单片机课程时都引入了C语言。但引入C语言后在选教材时发现存在两个方面的问题：第一，单片机原理与应用(含单片机C语言程序设计)的教材很多，而兼顾汇编语言和C语言的教材不多，所以可选择的余地较小；第二，单片机C语言方面的教材一般面向开发，不讲原理，属于高级教程，不适合初学者。而我们需要一本在讲单片机基本原理的同时能兼顾汇编语言和C语言两个方面的教材，以避免学生在学习“单片机原理与应用”课程时还要另外参考一本单片机C语言方面的教材。
基于上面所讲的原因，我们一直按照 “同一实例，汇编语言和C语言对比学习” 的思路教学并编写教材及改版。在本书的实例中，相同的功能用汇编语言和C语言分别实现，通过编程对比，使学生能够有选择地掌握一种并认识另一种。对于把“单片机原理与应用”及“MCS-51程序设计”作为两门课程分别开设的学校，也可以使用同一本教材。同时，为了提高学生应用设计的能力，还介绍了目前单片机接口常用的接口芯片，列举了几个简单的单片机应用系统开发实例。
根据目前各高校课堂教学学时减少的现状，本版对内容作了调整，删减了课堂教学中的部分理论和应用内容，修改了相应的实例，单片机应用系统设计的实例讲解调整了写作方式，把其他接口芯片放在实例中介绍。
考虑内容连贯、流畅和选用教材的教师的反馈意见，本版教材的总体结构和风格与第3版基本相同。第4版与第3版对比，做了如下内容调整：
(1) 删除了原来的1.2节，修改成简要介绍微型计算机结构后引入单片机，增加了通用单片机和专用单片机的概念，单片机的发展、特点和应用。介绍51单片机和主要品种时，增加了ATMEL公司的AT89C5X和AT89S5X，为后续章节增加的内容做铺垫，同时简介了PIC和AVR系列。
(2) 第2章介绍8051单片机，增加了AT89S5X的相关内容。包含AT89S5X单片机的双数据指针和辅助寄存器、AT89S5X单片机的空闲和掉电方式、AT89S5X单片机的ISP编程方式。
(3) 对第3章内容做了适当调整，考虑现在学习和单片机应用开发基本用C51编程，本章的指令系统简化，汇编语言程序实例减少。
(4) 第4章C程序部分增加了数组的内容。
(5) 对第5、6章做了部分修改，增加了常用器件列表，实例修改成C51程序。
(6) 第7章的定时/计数器部分增加了计数方式的应用和门控位测脉冲波的应用，原理部分做了对应修改。增加了AT89S5X单片机的看门狗WDT定时器；串行接口原理部分作了修改，增加了串行通信数据传送的基本过程，串口方式0的应用修改；中断原理作了修改，实例做了调整，增加了应用实例。
(7) 将第8章修改成51单片机输入输出接口及编程，包含输出显示设备LED数码管接口和LCD显示器接口、输入设备键盘。键盘直接采用并口线控制，删除了存储器扩展和I/O口扩展。
(8) 对第9章D/A、A/D接口的内容做了部分修改。
(9) 将原第10章和11章合并，介绍51单片机应用系统设计及实例，把原来第10章的芯片介绍放在实例中介绍，减少驱动程序的重复内容。这一章学生可作课程设计和毕业设计的参考内容，课堂教学可以不介绍。
本书以实用为宗旨，用众多的实例讲解51单片机原理和硬、软件开发技术，针对同一功能，同时提供单片机汇编源程序和单片机C语言源程序，并在Keil C51中调试成功，通过Proteus仿真并实现，编者提供所有源代码和电路图的资源下载，读者可从清华大学出版社官网下载。从实用的角度出发，书中配备了大量的实例，详细描述了实例的具体设计步骤，并提供单片机汇编源程序和单片机C语言源程序的详细代码，且完整地阐述了单片机应用系统分析和开发的全过程，读者可以此作为进入单片机应用系统开发领域的首次尝试。
本书与传统的单片机基本原理书籍相比较，更面向实际开发，与单片机C程序设计书籍相比，兼顾了单片机原理和汇编语言的讲解，同时提供了Proteus仿真，有利于初学者迅速掌握单片机技术。
本书图文并茂，实用性强，为便于读者练习和自学，各章均配有少量习题。本书可作为大专院校单片机原理与应用类课程的教材，也可作为单片机原理与应用技术培训班的教材，特别适合打算学习单片机应用系统开发技术的读者，同时可供各类电子工程、自动化技术人员和计算机爱好者参考。
对于MCS-51单片机的初学者来说，应该从本书的第1章开始进行学习，了解MCS-51单片机技术的基本知识和MCS-51单片机的使用方法，掌握MCS-51单片机结构和相应接口芯片的具体使用方法，以及与MCS-51单片机汇编语言编程和单片机C语言编程相关的具体技术，学完第1～10章，即可满足从事单片机应用系统开发的基本要求。
对于已经具有一定MCS-51单片机技术基础，比较了解MCS-51单片机的读者来说，可以直接从第4章开始学习，重点理解和掌握使用MCS-51单片机开发应用系统的相关技术，通过对比来掌握单片机汇编语言编程和单片机C语言编程的方法，着重掌握单片机应用系统的开发过程。
建议本书的理论课安排在50学时左右，实验课安排12～16学时，如果只学习汇编程序设计或C语言程序设计，理论学习课时可适当减少。课程学习后，可安排相应的课程设计，以便对学习内容进行巩固和加深理解。
另外，本书在描述中经常把MCS-51单片机简称为“51单片机”，书中采用了Keil C51 V9.00 软件界面，读者在学习过程中也可以采用Keil C51的最新版本，或者自行下载其对应的软件包，以供学习和使用。
根据我们的教学和开发经验，学习单片机技术，特别是学习单片机应用系统开发技术时，关键是让学习者迅速地找到适合自己的学习方法，必须在第一时间使学习者看到自己的学习成绩，排除“对硬件设计没有信心，畏惧编程”的心理因素。因此有必要走“依葫芦画瓢”的道路，在实验中模拟开发出简单的应用系统，然后逐渐地由浅入深，逐步进入单片机应用系统开发领域。
为此本书给出了大量实例，包括硬件电路设计和应用系统开发，我们希望读者通过大量的实例来加深对相关内容的认识和理解，尽快地把理论知识转换为解决实际问题的能力。另一方面，为方便读者快速阅读本书，书中各实例中的所有源代码和电路图均提供下载，读者可以根据自己的实际情况进行选择和使用，建议读者详细阅读第5～10章，并分析电路和程序源代码，在实验室模拟一个单片机应用系统实验项目进行开发练习，以此作为真正的单片机应用系统开发的起步。
本书由西华大学谢维成和成都大学杨加国、陈斌、苏长明共同编写，谢维成和杨加国担任主编。
本书第1、2、9章和附录由杨加国编写，第3、5、6章由苏长明编写，第4、7章由陈斌编写，第8、10章由谢维成编写，最后由谢维成和杨加国统稿完成。另外王胜、郑海春、王孝平、杨帆、陈永强、李茜、宋玉忠参与了本书部分图形的绘制及仿真调试工作，在此一并表示感谢。同时感谢参考文献的作者们，本书借鉴了他们的部分成果，他们的工作给了我们很大的帮助和启发。
尽管《单片机原理与应用及C51程序设计(第4版)》是改版，我们全体参编人员已尽心尽力，但限于自身水平，书中难免出现遗漏和错误之处，恳请广大读者不吝指正，给我们提出意见和建议。
编 者
