前言
單片機在一塊芯片上同時集成了CPU、ROM、RAM以及多種外圍功能接口，具有體積小、價格低、功能強、可靠性高、使用方便靈活等特點。以單片機為核心設(shè)計各種智能化電子設(shè)備，周期短、成本低、易于更新?lián)Q代、維修方便，已成為電子設(shè)計中普遍的應(yīng)用手段。目前各種單片機開發(fā)工具層出不窮，英國Labcenter公司推出的Proteus軟件是一個很好的單片機開發(fā)平臺，它以其特有的虛擬仿真技術(shù)很好地解決了單片機及其外圍電路的設(shè)計和協(xié)同仿真問題，可以在沒有單片機實際硬件的情況下，利用個人計算機進(jìn)行虛擬仿真，實現(xiàn)單片機系統(tǒng)的軟、硬件協(xié)同設(shè)計。采用Proteus虛擬仿真技術(shù)，可以在原理圖設(shè)計階段對系統(tǒng)性能進(jìn)行評估，驗證所設(shè)計電路是否達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求，使設(shè)計過程變得簡單容易。
隨著單片機應(yīng)用技術(shù)的普及，學(xué)習(xí)單片機的人越來越多。在全國高等工科院校中，已普遍開設(shè)單片機原理與應(yīng)用相關(guān)課程。由于單片機本身的特點，傳統(tǒng)教學(xué)方法很難在教學(xué)中體現(xiàn)單片機的實際運行過程，尤其是一些涉及硬件的操作，如定時器/計數(shù)器控制、外圍功能接口設(shè)計等，僅憑課堂上的講述很難讓學(xué)生理解，教學(xué)效果不好。Proteus軟件的出現(xiàn)為解決上述難題帶來了契機，利用虛擬仿真技術(shù)，可以在教學(xué)中通過個人計算機現(xiàn)場繪制原理圖，并直接在原理圖上編寫調(diào)試應(yīng)用程序，配合各種虛擬儀表來展現(xiàn)整個單片機系統(tǒng)的運行過程。
Proteus軟件已有20多年的歷史，涵蓋了PIC、AVR、MCS8051、68HC11、ARM等微處理器模型，以及多種常用電子元器件，包括74系列、CMOS4000系列集成電路、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、鍵盤、LCD顯示器、LED顯示器，還提供示波器、邏輯分析儀、通信終端、電壓/電流表、I2C/SPI終端等各種虛擬儀表，這些都可以直接用于虛擬仿真，極大地提高了應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計效率。在單片機教學(xué)中采用Proteus軟件，使單片機的學(xué)習(xí)過程變得直觀形象�；�于原理圖的虛擬模型仿真，可實現(xiàn)源碼級的程序調(diào)試，還能看到程序運行后的輸入輸出效果。在個人計算機上修改原理電路圖要比在實驗箱上修改硬件電路容易得多，成功進(jìn)行虛擬仿真并獲得期望結(jié)果之后，再制作實際硬件進(jìn)行在線調(diào)試，可以獲得事半功倍的效果。學(xué)生普遍反映，利用Proteus軟件平臺學(xué)習(xí)單片機知識，比以往單純學(xué)習(xí)書本知識更易于接受，有效地提高了教學(xué)質(zhì)量。作為我國本土單片機領(lǐng)域內(nèi)的佼佼者，深圳宏晶公司研發(fā)的STC系列增強型8051單片機具有ISP在系統(tǒng)編程、IAP在應(yīng)用編程和在線仿真調(diào)試功能，為單片機的學(xué)習(xí)和開發(fā)應(yīng)用提供了更為方便的手段。本書有一些案例所采用的就是STC系列增強型8051單片機。
本書在第2版的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂，在構(gòu)思及選材上，注意盡量符合單片機應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展要求，給出了大量Proteus仿真設(shè)計實例，同時給出了匯編語言和C語言程序代碼，以方便讀者對照學(xué)習(xí)。
全書共分10章。
第1章闡述8051單片機的基本組成、存儲器結(jié)構(gòu)及CPU時序，并介紹了深圳宏晶公司研發(fā)的STC系列增強型8051單片機的總體結(jié)構(gòu)及其ISP、IAP在線仿真調(diào)試功能。
第2章闡述Proteus虛擬仿真技術(shù)，介紹了在ISIS集成環(huán)境中繪制原理電路圖、匯編語言源代碼調(diào)試，以及與Keil環(huán)境聯(lián)機仿真調(diào)試的方法。
第3章闡述8051單片機指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計，給出了大量程序?qū)嵗��?br>第4章闡述Keil C51應(yīng)用程序設(shè)計，介紹了C51的基本語句、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲格式和目標(biāo)代碼的段管理，以及C51匯編語言程序的接口及其參數(shù)傳遞規(guī)則，并給出了混合編程舉例。
第5章闡述單片機中斷系統(tǒng)與定時器/計數(shù)器，介紹了它們的基本結(jié)構(gòu)和應(yīng)用方法。
第6章闡述單片機串行口通信技術(shù)，介紹了單片機之間以及與個人計算機之間進(jìn)行通信的原理和方法，以及利用Keil C51底層函數(shù)實現(xiàn)printf()重定向的基本方法。
第7章闡述單片機系統(tǒng)擴展，介紹了存儲器擴展、I/O端口擴展以及I2C總線擴展原理和方法。
第8章闡述數(shù)-模與模-數(shù)轉(zhuǎn)換接口技術(shù)，介紹了DAC0832、ADC0809以及串行轉(zhuǎn)換芯片與單片機的接口方法。
第9章闡述鍵盤與顯示器接口技術(shù)，介紹了矩陣接盤、數(shù)碼管、液晶顯示器等與單片機的接口方法。
第10章給出了5個完整的單片機應(yīng)用系統(tǒng)虛擬仿真設(shè)計實例。
本書各章都給出了大量應(yīng)用實例，同時采用匯編語言和C語言編程，所有實例均在Proteus平臺上仿真通過，對加深理解單片機基本原理以及提高應(yīng)用設(shè)計能力具有極大幫助。
在本書修訂工作中，徐陽撰寫了第2~4章、第6章、第10章和第11章，其余各章由徐愛鈞撰寫。本書在編寫過程中得到了廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司匡載華總經(jīng)理的大力支持和熱情幫助，在此表示感謝。由于作者水平有限，書中難免會有錯誤和不妥之處，懇請廣大讀者批評指正，讀者可通過電子郵件ajxu@163.com、ajxu41@sohu.com直接與作者聯(lián)系。Proteus的DEMO軟件可到官方網(wǎng)站http://www.labcenter.co.uk下載，或者與國內(nèi)代理商廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司聯(lián)系購買正版軟件。