前言

近年来单片机技术得到了突飞猛进的发展，以单片机为核心设计各种智能化电子设备，周期短、成本低、易于更新换代、维修方便，已成为电子设计中最为普遍的应用手段。目前各种单片机开发工具层出不穷，英国Labcenter公司推出的Proteus软件是一款极好的单片机开发平台，它以其特有的虚拟仿真技术很好地解决了单片机及其外围电路的设计和协同仿真问题，可以在没有单片机实际硬件的条件下，利用PC进行虚拟仿真实现单片机系统的软、硬件协同设计。采用Proteus虚拟仿真技术，可以在原理图设计阶段对系统性能进行评估，验证所设计电路是否达到技术指标要求，使设计过程变得简单容易。

Proteus软件涵盖了PIC、AVR、MCS8051、68HC11、ARM等微处理器模型，以及多种常用电子元器件，包括74系列、CMOS4000系列集成电路、A/D和D/A转换器、键盘、LCD显示器、LED显示器，还提供示波器、逻辑分析仪、通信终端、电压/电流表、I2C/SPI终端等各种虚拟仪表，这些都可以直接用于仿真设计，极大地提高了设计效率和设计水平。

Proteus软件已有20多年的历史，在国外应用较为普遍，尤其在教育界的口碑极佳。Proteus软件被引入国内，在多所高等工科院校中获得成功应用。单片机教学中采用Proteus软件，使单片机的学习过程变得直观形象。可以直接在基于原理图的虚拟模型上进行编程，并实现源码级的程序仿真调试。例如，有显示及输出，还能看到程序运行后的输入、输出效果，配合各种虚拟仪表来展现整个单片机系统的运行过程，很好地解决了长期以来困扰单片机教学过程中软件和硬件无法很好结合的难题。采用PC进行虚拟仿真实验要比采用单片机实验箱更为有效，可以根据需要随时对原理电路图进行修改，并立即获得仿真结果。由于在PC上修改原理电路图要比在实验箱上修改硬件电路容易得多，而且还可以根据设计要求采用不同元器件，或者修改元器件参数以获得不同输出结果。在成功进行虚拟仿真并获得期望结果的条件下，再制作实际硬件进行在线调试，可以获得事半功倍的效果。学生普遍反映，在Proteus软件平台上学习单片机知识，比以往单纯学习书本知识更易于接受，以原理图虚拟模型进行程序仿真调试更易于提高单片机编程能力，还可以通过绘制和修改原理电路图增加很多实践经验。

本书是湖北省省级精品课程《单片机原理与应用》教材，并获得全国电子信息优秀教材二等奖，教程在构思及选材上，注意尽量符合单片机应用系统的发展要求，并给出了在Proteus软件平台上予以实现的设计实例。2009年出版以来已3次重印，得到读者广泛好评。这次再版进行了修订，将原书内容安排做了调整以更利于学习，同时增加单片机高级语言程序设计的内容。

全书共分为10章：

第1章阐述8051单片机的基本组成、存储器结构及CPU时序。

第2章阐述8051单片机的指令系统与汇编语言程序设计。

第3章～第5章分别阐述8051单片机的中断系统、定时器/计数器，以及串行口的工作原理与应用方法。

第6章阐述8051单片机系统扩展的方法。

第7章阐述DAC及ADC接口技术，介绍了传统并行接口及新型串行接口D/A、A/D转换器芯片与单片机的接口方法。

第8章阐述键盘与显示器接口技术，介绍了LED/LCD显示器、矩阵键盘与单片机的接口方法。

第9章阐述单片机高级语言Keil C51应用程序设计，介绍了C51的基本语句、数据类型、Keil C51对ANSI C的扩展及库函数等。

第10章阐述Proteus虚拟仿真技术，介绍了在ISIS集成环境中绘制原理电路图、汇编语言源代码调试，以及与Keil环境联机仿真，给出了6个完整的Proteus虚拟仿真设计实例及其汇编和C51源程序。

本教程每一章都配有Proteus设计范例，并随本书配套光盘提供给读者，配套光盘中还包括一个完整的Proteus设计仿真演示视频和一个Proteus DEMO安装软件。通过本教程的学习，可以较快地掌握单片机基本原理及接口应用技术，为实际工作打下坚实的基础。在编写过程中得到广州风标电子技术有限公司（Proteus中国大陆总代理）匡载华总经理的大力支持和热情帮助，聂红、朱镕涛、杨青胜、彭秀华、徐阳、刘冰、贺媛、许雪怡、陈夔蛟、方小玲、吴雄慧、郑鹏鹏、秦波、黄存坚、朱艳丽等参加了部分章节的编写工作，在此一并表示感谢。由于作者水平有限，书中难免会有错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正，读者可通过电子邮件ajxu@tom.com、ajxu41@sohu.com直接与作者联系。Proteus的DEMO软件可在Proteus官方网站http://www. labcenter.co.uk下载，或者与该软件的国内代理商广州风标电子技术有限公司联系，网址为http://www.windway.cn/。

徐爱钧 于长江大学

2011年2月