前言

目前，单片机开发的产品已被广泛应用于家电、通信、工商业、航空、航天及军事等方面。单片机的系列和型号有很多，但实际应用中最流行的是8051系列。这是因为它有众多制造厂商支持，有适于各种应用特点的品种和非常丰富的学习资料。8051系列也是各大专院校（包括中专、中技和职高）单片机教学的首选机型，因为它是目前应用最广泛、使用人数最多的单片机，事实上它已成为单片机领域的实际标准。

随着电子技术的发展，单片机的开发工具也有了长足的进步。传统的开发工具是程序编译软件、仿真器和编程器（又称写入器）等。这种开发方法的特点是：在开发期间，必须有单片机及外围电路的硬件支持。近几年来开发出的电子设计自动化（EDA）软件，使单片机及其外围电路的软硬件设计和调试都能在计算机虚拟环境下进行。其开发步骤是：先把待开发单片机系统的电路原理图画好，再把配套运行的程序编好，然后就可以进入仿真调试环境。随着程序的执行，运行结果可以在计算机屏幕上的电路原理图上反映出来。比如，你要点亮电路图上画的某个发光二极管，或让电路图上画的喇叭发声，或让电路图上画的直流电动机转动，这些都可以实现。用这种方法调试完成后，再按照调试所用元器件清单把元器件购买回来，制出与调试时一致的印制电路板，组装起来，把调好的程序下载或写入到单片机里，一个单片机系统开发工作即告完成。用这种软件进行开发的好处是：避免了用传统方法开发时方案更换带来的多次购买元器件及制版的麻烦，节约了时间和经费。

英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件Proteus ISIS就是这样一种软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟元器件、集成电路和众多的单片机系统。Proteus ISIS软件既可以用于设计电路原理图，又可以画印制电路板（PCB）图，并可以实现交互可视化仿真。Proteus ISIS软件提供了30多个元器件库，上万个元器件。元器件涉及电阻、电容、二极管、三极管、MOS管、变压器、继电器、放大器、各种激励源、300多种微控制器、TTL和CMOS集成电路等。Proteus ISIS软件提供了多个虚拟仪表，包括示波器、逻辑分析仪、定时器/计数器、虚拟终端、信号发生器、图形发生器、交直流电压表、交直流电流表等。总之，Proteus ISIS这个交互可视化仿真软件一经使用，便给人以耳目一新的感觉。

本书是用Proteus软件调试和仿真51系列单片机及外围电路的实例集。实例部分介绍了51单片机和外围器件接口方法，每一实例选用一种或几种接口芯片。介绍的次序如下：首先是该单片机接口芯片功能简介，其次是该芯片与单片机连接电路原理，该芯片汇编语言程序，该芯片C51语言程序，该芯片的调试和仿真，最后是使用该芯片的注意事项（部分章节没有这一项）。

本书共分23章，第1章介绍Keil C51集成开发环境及其用法；第2章介绍单片机仿真软件Proteus的用法。第3～15章是单片机和外围芯片连接的例子，共13个。第3章介绍8位串行输入、串行或并行输出的移位寄存器74HC595的用法；第4章介绍串行E2PROM芯片AT24C02的用法；第5章介绍带RAM存储器的实时时钟芯片PCF8583；第6章介绍带RAM存储器的串行I2C实时时钟芯片DS1307；第7章介绍单通道12位串行A/D转换器MAX1241；第8章介绍11路12位串行A/D转换器TLC2543；第9章介绍串行8通道多量程12位A/D转换器MAX127；第10章介绍单路8位串行D/A转换器MAX517；第11章介绍单路10位串行D/A转换器MAX515；第12章介绍I2C总线8位远程I/O扩展口芯片PCF8574；第13章介绍SPI串行总线E2PROM X25040；第14章介绍铁电存储器（FRAM） FM24C64；第15章介绍铁电存储器（FRAM）FM24C256。第16～23章是单片机和常用集成电路芯片接口的例子，共8个。第16章介绍译码器；第17章介绍七段显示译码器；第18章介绍优先编码器；第19章介绍触发器；第20章介绍锁存器；第21章介绍移位寄存器；第22章介绍数据选择器；第23章介绍模拟电子开关。

电子资料包中的内容仍以书中章节为单位，每一章（第3～23章）下都有1个文件夹，内有多个文件。其中，扩展名为“DSN”的文件是Proteus仿真原理图文件，在Proteus软件已安装在计算机中的前提下，双击具有“DSN”扩展名的文件，就可进入显示电路原理图画面，也就是Proteus的调试状态；扩展名为“ASM”的是51系列汇编语言程序；扩展名为“C”的是C51语言程序；扩展名为“UV2”的是Keil C51工程文件；扩展名为“HEX”的是用Keil C51软件对上述汇编语言程序（或C51语言程序）编译生成的十六进制文件。在原理图的单片机上双击鼠标左键，在弹出的“编辑元件”对话框内的“Program Files”文本框中输入“XXX.HEX”，单击“确定”按钮即完成十六进制程序文件载入，之后，就可以仿真和调试。书中的应用程序都已在Proteus环境下调试通过，读者既可以原封不动地执行程序，也可以边改边试。读者可以登录电子工业出版社电子技术出版分社网站 http://yydz.phei.com.cn，到“资源下载”栏目下载电子资料包。

本书适合51系列单片机开发的技术人员阅读，也可作为高等学校相关专业的教学用书。

在编写过程中，得到了电子工业出版社张剑编辑的指导和帮助，同时，也得到杜菲、姜鸿斌等同志的协助。在此，向以上单位和同志表示衷心感谢。

由于编著者水平有限且时间仓促，书中难免存在缺点和错误，恳请读者批评指正。作者E-mail: dushuchun@263.net。

编著者

2011年7月29日