单片机的应用价值已是不言而喻的了,现在几乎所有的机电类专业都开设了单片机的课程,单片机的教材也难以计数,但要找到一本不仅方便教、更方便学的教材,可实在不容易,主要问题存在于:
1.把单片机作为一种纯理论的课程,因而教材也就按照所谓的“体系”去安排内容,差不多把整本教材翻完了也没有建立单片机的具体形象,只得死记一些枯燥、生硬的术语,如累加器、寄存器、存储器、I/O接口等。
2.按照“满堂灌”的课堂教学模式安排所谓的知识点,其实是完全违背了人类的学习规律,把实实在在的东西变成抽象、难懂的一些概念。
3.过于讲究系统与全面,介绍一大堆东西,结果是把学生/读者搞蒙了。
其实,对于单片机的学习,只要让学生/读者掌握一些自学(练习)的手段和具备一些必要的条件即可,并不需要面面俱到、“完全搞懂”,让学生/读者在探究中学习,在探索中搞懂,有挑战、有成功,这样的学习既有乐趣,又进步得快,还学习得牢固。
在中国,80C51几乎就是单片机的代名词,因为它是事实上的单片机“标准”,得益于早年相对低廉的开发手段。在 80C51诞生后的很长一段时间几乎是独霸天下。在 20世纪 90年代初期,80C51受到众多其他架构单片机的挑战,如AVR,PIC,Motorola等,几乎被这些后起之秀所淹没。30年河东、30年河西,到 21世纪伊始,80C51在ADI公司推出集成ADC等模拟接口和可以在线仿真的ADuC8××,TI推出低功耗、具备 24bADC等强大功能的 80C51内核(兼容)全新单片机之后,具备各种各样功能的 80C51几乎可以用目不暇接、日新月异来形容了。可以说,在当今 80C51仍然是单片机的霸主。
80C51最早诞生于国际著名的Philips公司,也就是现在NXP(恩智浦)公司。如今,80C51仍然是NXP的主流产品。与时俱进,今日NXP公司生产的 80C51的性能已非早年产品可比的了。特别是新近发展起来的在系统中编程(In System Program,ISP)和在应用中编程(In Application Program,IAP)的功能,不仅为产品的研发和升级带来了难以想象的便捷,更为单片机的学习提供了极为有利的条件,不再需要昂贵、娇气的仿真器,只用十几元的实验板就可以进行单片机的实验了。
综上所述,本教材的目的就是要提供一种高效、便捷的学习方法,帮助学生/读者迅速掌握单片机并能够应用到实际中去。
根据作者十几年的教学和应用地体会,并吸取许多教师、专家的宝贵意见和建议,力图采用全新的方式来讲授和学习单片机,把学习单片机变成一个轻松愉快的经历,又快又好地学习单片机。编写本教材就是实现这一目标的重要举措:
1.采用通俗易懂的语言,使用举例和比喻方便自学。
2.使学生/读者先有兴趣,再有兴趣,更有兴趣……越学越有兴趣,越学越想学,越学越轻松,越学越快。
3.首先模仿,取得感性认识,然后升华到理性认识,不去追求所谓完整、严谨的理论体系。
4.学生可先在老师的指导下学习到最起码的基础知识(如先修微机基础的课程则更好),然后在没有老师的情况下也能学习,在有老师的指导下则学得更快。
5.只要求读者先“一知半解”,不求多,不求快,不求“全面”,更不求“系统”,但紧跟教材的主线,独立完成每一个实验。
6.请读者牢记“实践是检验真理的唯一标准”这一至理名言。本教材所给出的任何实验、程序都可以通过实验来检验。自己有任何想法,都可以去实验。实验结果与自己的设想、与书本的叙述、与老师的解释不符时,也应该通过更多的实验去检验:改变实验条件,改变指令……
上述六条也可以说是本教材编写的指导思想。作者希望通过本教材和相应的单片机学习板为广大学生和读者快速、扎实掌握单片机技术提供条件。因此,本教材特别强调“边干边学”,不论是自学、还是有教师上课,都应人手一套单片机学习板,这样在学习时才能事半功倍,既有效率,又扎扎实实。
为了让读者尽快具备学习的基础和初步开发单片机的应用系统的能力,本教材没有刻意去强调系统与全面,而是介绍一些必备的知识和提供一些基本的实验:如何运用P89V51制作一个开发系统;实现远程升级等。同样原因,本教材的软件仅限于汇编指令与程序,目的是让读者更好地了解和掌握单片机的硬件。
其次,为了让读者能更具体、形象地了解和掌握单片机的应用,本教材选取了一些应用实例,在第 13单元介绍给读者,精选这些实例的原则是既覆盖测、控两个方面,也兼顾各种通信、人机对话等方面的内容。因参考资料较多,在此不一一列举,但对原作者表示诚挚的谢意。
课题组的多位研究生参加了编写本教材和设计实验板、调试程序的工作,他们是刘近贞、王慧泉、赵喆、周梅、吴红杰、李哲、崔南。作者借此机会向他们致谢。
由于采用了一种全新的思维和方式来编写本教材,加上作者的水平有限,时间又紧,难免会出现这样或那样的不足、乃至错误,希望能够得到读者的批评与建议,以便今后再版时使本教材更加完善。
作 者
2011年于天津大学北洋园