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世界上第一台计算机于1946年问世。半个世纪以来，计算机技术取得了突飞猛进的发展。计算机按照体系结构、性能、体积、应用领域等，分为大型计算机、中型计算机、小型计算机和微型计算机。计算机在数值计算、逻辑运算与推理、信息处理及实际控制方面朝着高速海量运算的通用计算机系统发展，表现出非凡的能力，其典型产品为PC机；而广泛渗透到制造工业、过程控制、通信、仪器仪表、交通、航空航天、军事装备、家电产品等领域的正是嵌入式计算机系统。嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，主要表现在直接面向控制对象；嵌入到具体的应用系统中；现场可靠地运行；体积小，应用灵活；突出时序控制功能；以隐藏的形式嵌入在各种装置、产品和系统中。因此，将计算机技术分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统。
嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术及各个行业的具体应用相结合的产物，也是不断创新的知识集成系统。嵌入式系统的核心部件有嵌入式微处理器（Embedded Microprocessor Unit，EMPU）；嵌入式DSP处理器（Embedded Digital Signal Processor，EDSP）；微控制器（Microcontroller Unit，MCU，又称单片机）。顾名思义，单片机就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。它以某一种微处理器为核心，芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、并行I/O接口、串行I/O接口、脉宽调制输出、A/D、D/A。微控制器的最大特点是单片化，体积大幅减小，从而使功耗和成本降低、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流，以MCU为核心的嵌入式系统约占市场份额的70%。
本教材以市场占有率最高的MCS-51单片机（或称8051、51系列、8XX51单片机）为核心，介绍嵌入式系统设计的基本技术。