前言
当今，随着物联网技术、人工智能和嵌入式技术的发展，微控制器技术在这些新兴产业中的应用呈现爆发式增长。目前行业应用非常广泛的主流微控制器按字长主要分为8位、16位和32位，它们分别在相应的嵌入式应用领域发挥着智能控制硬件核心作用。微控制器原理及应用技术成为计算机科学与技术、物联网工程等计算机类专业学生需要掌握的核心专业知识。按照工程认证的要求，微控制器技术实践动手能力及工程应用能力的培养是学生毕业要求中一个重要的达成指标点。
微控制器原理及应用是一门应用性、实践性很强的课程，必须在理论教学之外辅以大量的实践开发，才能让学生真正掌握技术原理的应用。一般的学校实践环节都是以插板式硬件开发箱为实践平台，设备成本高，易误操作，易损坏，实践效果欠佳。
针对应用型本科院校微控制器原理及应用课程实践教学存在的不足，为了高效培养学生的实践开发和创新应用能力，提升学生自主学习的兴趣，本书作者力求采用基于Proteus软件的仿真工具，开发一种虚拟的微控制器原理及应用实践教学资源。本书设计了丰富的基于Proteus软件的仿真实践案例，将传统硬件开发箱的实践内容，如硬件设计、软件编程、系统仿真调试和效果展现等全部迁移到仿真系统中，从而构建一个灵活的虚拟仿真实践教学平台。
全书共分为8章： 第1章介绍了Proteus软件的使用，Proteus ISIS软件的使用、微控制器应用系统原理图的绘图方法、应用系统仿真运行方法； 第2章介绍了Keil软件的使用，Keil μVision编译软件的基本使用方法、C51编程与调试方法； 第3章至第8章分别介绍了LED灯和按键控制、中断技术应用、定时器应用、串口通信、输出显示模块和外部功能硬件等案例，主要包括流水灯、单键识别、汽车灯光模拟控制、I/O接口应用、汇编指令、键盘接口、74LS244的应用、74LS138译码器的应用、8255A的应用和RXT51应用、外部中断、按键计数、外部中断统计脉冲个数、八路抢答器、报警系统、计数器功能应用、定时器控制流水灯、定时器控制交通灯、微控制器与PC的串口通信、微控制器与微控制器的串口通信、LED数码管动态显示、74LS164驱动数码管显示、74HC273驱动数码管显示、点阵屏显示、点阵屏移动显示和字符型液晶显示器LCD1602显示、DS18B20温度传感器、DS18B20多点温度采集、SHT11温湿度传感器、步进电机控制、DS1302时钟、电梯仿真控制系统等。每个案例包括案例概述、要求、 涉及的知识点、仿真电路原理、参考源代码和案例分析的介绍。
本书内容丰富，设计的仿真案例能够满足微控制器原理及应用课程要求的课内实践和课外创新应用实践内容要求。本书的特色是不仅能够降低实践教学硬件实验器材的投入，而且案例分析设计深入细致，使学生能够深入每个案例的软硬件完整的设计过程，提高学生的应用创新能力和工程实践能力，同时对改进课程教学效果、培养学生的微控制器技术软硬件系统协同开发的工程应用能力提供较好的支撑。
本书读者对象为从事微控制器原理及应用实践教学工作的教师； 学习微控制器原理及应用、嵌入式技术或单片机技术的本科生或研究生； 想尝试采用虚拟仿真环境进行微控制器原理及应用课程教学改革的各专业教师和实验教师。
本书第3、4、5、6、7、8章由程宏斌编写，第1、2章由孙霞编写，书中的全部案例的电路和程序都经过了调试和运行。常熟理工学院梁伟博士审阅了本书，提供了很多有价值的修改意见。在本书的编写过程中，作者总结归纳了多年的教学和实践经验，并参考了其他国内的参考资料，在此向所有被参考的作者致敬。另外，由于作者水平有限，书中难免有疏漏的地方，敬请广大读者谅解。
作者
2021年10月