前言

基于实验教学箱（板）的实验手段明显存在硬件电路固定、实验内容固定、学生不能随意更改、与工程实际应用脱节、硬件设备昂贵和设备维护工作量大等缺陷。这种基于实验教学箱（板）的验证性实验的做法，学生难以得到足够的实践动手机会，实际教学效果并不理想，对于提高学生动手能力的作用微乎其微。

Proteus是英国Labcenter Electronics公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：实现单片机仿真和SPICE电路仿真相结合，具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机以及外围电路组成的系统的仿真、RS-232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；提供了多种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等，便于调试；支持主流单片机系统的仿真。

“工欲善其事，必先利其器”。建立基于Proteus单片机系统硬件电路设计、Keil C51软件设计以及两者联合调试的全虚拟环境，将单片机数字实验室装入PC中，提高实验教学运行质量，进一步加强综合性、设计性实验内涵建设，加强读者综合运用知识和实践能力的培养，是编者此次撰写单片机教辅书的主要目标。

本书共包括3部分内容，分上中下3篇。

上篇介绍单片机系统开发的软件工具，讲述如何使用Proteus ISIS仿真工具设计单片机系统仿真电路，以及使用Proteus ISIS和Keil C51的编程开发工具μVision3 IDE实现两者联合调试的方法。在介绍Proteus ISIS工作界面的基础上，通过4个实例让读者进一步体会Proteus ISIS的使用方法，并建立硬件设计、软件设计以及调试的全虚拟环境，为中篇的实验指导与课程设计打下良好的基础。

中篇介绍实验指导与课程设计，共22章，第1章～第10章为单片机基础及内部资源实验；第11章～第20章为单片机系统扩展资源实验；第21章为RTX-51操作系统实验；第22章为单片机应用系统课程设计的内容和要求。为了减轻教师和学生的负担，提高教学效率，每章实验都附有至少其中一个实验任务且经过验证的C51语言参考程序。实验内容完整性、应用性、实用性、趣味性并存，编排上由浅及深，循序渐进，引领读者在轻松愉快的学习过程中逐步提高单片机软硬件综合设计能力和开发水平。任课教师可根据每个学生的实际情况，对实验内容和要求进行个性化的调整。课程设计是为了进一步巩固学习的理论知识，增强学生运用所学知识解决实际问题的能力而安排的一些综合训练项目。

教师可鼓励能力较强的学生在仿真实验调试成功后，使用Proteus 7 Professional中的ARES 7 Professional软件的布线功能，完成其PCB图设计。在经费许可的情况下，可以制作真实目标系统，完成最终调试。让学生了解将仿真软件和具体的工程实践如何结合起来，有利于学生对工程实践过程的了解和学习。

下篇为题库与题解，包括判断题、单项选择题、多项选择题、综合题。其中，综合题为主教材《单片机应用系统设计技术——基于C51的Proteus仿真（第3版）》的课后习题参考答案。通过题库训练，学生可全面巩固单片机的理论基础知识。

本书由张齐、朱宁西编著，在成书过程中，岳亚涛、李蕾、武佳斌、何毅坤、张泽斌、胡恩慈、刘群、李攀登、曾令华、胡佳、张英彬、许志坚、王永光等参与了文字材料整理、仿真电路设计和程序调试等工作，限于幅面，封面上无法全部署名。

本书得以顺利出版与电子工业出版社的大力支持和帮助是分不开的，尤其是高教分社的王羽佳编辑，对本书的出版做了大量而细致的工作，在此致以诚挚的谢意。

本书结构清晰，语言通俗易懂，全部实验项目基于一个开放环境，而不局限于某一单片机实验教学箱（板）。本书可作为高等学校电气和电子信息类等专业单片机教学的实验指导书和学习辅导书，也可作为广大电子技术爱好者、在校电类工科大学生及单片机系统开发者的自学用书。

需要《单片机应用系统设计技术——基于C51的Proteus仿真（第3版）》教学资源的教师可登录华信教育资源网（http://www.huaxin.edu.cn）注册后免费下载。

需要本书教学资源的教师可与电子工业出版社高教分社的王羽佳编辑联系（wyj@phei.com.cn）。

由于作者水平限制，书中误漏在所难免，殷切地期望读者给予批评指正。

作者

2013年05月

实验教学安排建议

上篇内容所介绍的工具软件是为中篇的实验指导与课程设计做知识准备的，应在所有实验开始之前的一周或假期安排学生自学。如果单片机教学课程未选用《单片机应用系统设计技术——基于C51的Proteus仿真（第3版）》作为主教材，除让学生自学外，还应适当安排2～4课时讲授工具软件的安装和设置，如何建立起硬件设计、软件设计以及调试的全虚拟环境。对于非电类和电路知识较薄弱的一些专业，还应组织学生学习Proteus ISIS中与单片机实验有关的元器件的功能和常用仪器仪表的使用方法。

中篇实验部分精选21个模块，其内容涵盖单片机基础、全部内部资源和常用的外部扩展资源，任课教师可根据本专业的特点进行合理的模块划分和选择调整。

所有的实验项目基于一个开放环境，克服了使用单片机实验教学箱（板）教学中硬件电路固定、实验内容固定、学生不能随意更改等方面的局限性，任课教师可根据每个学生的实际情况，对实验内容和要求进行个性化的调整。当仿真实验调试成功后，对于不是很复杂的实验电路，可以在面包板（蜂窝板）上搭电路以验证仿真电路的正确性。如果实验室没有编程器，建议CPU选择AT89S52，可通过串行口把程序代码HEX文件下载到CPU的程序存储器中。

对于课程设计，在Proteus ISIS中完成仿真后，在经费许可的情况下，使用Proteus 7 Professional中的ARES软件的布线功能完成PCB图设计，然后制板、焊接元器件，最终制造出真正的单片机应用系统。让学生了解将仿真软件和具体的工程实践如何结合起来，有利于学生对工程实践过程的了解和学习。