本书是一本全面介绍嵌入式系统，特别是基于MCS-51系列单片机的嵌入式系统开发的教材。本书以MCS-51系列单片机为核心，从嵌入式系统的基础理论讲起，逐步深入到单片机的工作原理、开发基础、编程技术、接口技术和应用实例等多个方面，为读者提供了一套完整的MCS-51系列单片机嵌入式系统学习体系。本书结合Proteus仿真工具、Keil μVision单片机集成开发环境，以C51为开发语言，介绍了嵌入式系统的基本概念，单片机的基本结构，单片机定时器、中断、常见外设、常见外设串行接口、操作系统的基本概念，RTX51嵌入式实时操作系统等基本概念、基本外设和基本应用。本书还给出了MC8051 IP Core在FPGA上的实现过程，学有余力的读者可以对此展开创新设计。
嵌入式系统以其广泛的应用领域和独特的系统特性，成为现代电子信息技术中不可或缺的一部分，而单片机是嵌入式系统中最常见、最常用的嵌入式处理器，单片机的软硬件开发技术是嵌入式软硬件开发人员应掌握的一种基本技能。
本书旨在系统地介绍嵌入式系统的基本原理、开发方法和实践应用。不同于传统的单片机书籍和教材，本书以C51为单片机开发语言，有计算机基础的读者可以无障碍地阅读本书。本书将单片机理论知识与虚拟仿真相结合，使读者更容易理解单片机的基本概念和基本原理。同时，本书还介绍了单片机仿真软件Proteus和单片机集成开发环境Keil μVision的基本使用方法，以方便读者在自己的计算机上搭建创新设计平台，为学习ARM、SoC等嵌入式系统打下坚实基础。
本书是根据作者14年来教授“单片机与嵌入式系统”和“嵌入式系统原理与设计”课程的讲稿整理而成的。为了方便教师授课和学生学习，各章相对独立，每章可以安排2～3个学时，建议在26～48个学时内学完本书。教师在具体授课过程中，可以根据实际需要选择授课内容。
在编写本书的过程中，我们力求做到以下几点：
(1) 理论与实践相结合。本书不仅详细讲解了嵌入式系统的理论知识，还通过大量的实例和演示来帮助读者深入理解嵌入式系统的开发方法和实践应用。
(2) 重点突出，层次分明。根据嵌入式系统的学习特点和难易程度，我们合理安排了各章节的内容，使得全书内容重点突出、层次分明，便于读者系统学习和掌握。
(3) 结合实际，注重应用。本书结合大量基础实例，介绍了嵌入式系统在不同领域的应用，使读者能够更好地将所学知识应用于实际工作中。
(4) 语言通俗，易于理解。我们采用了通俗易懂的语言，结合扩展知识介绍，使得本书内容更加易于理解，便于读者自学和参考。
本书共15章，内容涵盖了嵌入式系统的基本概念、硬件基础、MCS-51系列单片机的结构与开发、C51编程语言、中断与定时器/计数器的应用、数码管与液晶显示模块、串行通信、RTX-51实时操作系统、SPI和I2C以及MC8051 IP Core的FPGA实现等多个方面。本书的内容相互衔接、循序渐进，为读者提供了一个完整的学习体系。各章的主要内容如下：
第1章为嵌入式系统概述，主要讲述了嵌入式系统的基本概念、基本组成等。
第2章为嵌入式系统硬件基础，主要讲述了嵌入式系统硬件的组成部分，着重介绍了中央处理器、存储器、输入/输出设备、供电等知识。
第3～8章介绍MCS-51系列单片机的相关知识，主要讲述了单片机的基本原理、内部结构、C51语言、Proteus仿真软件、中断、定时器/计数器等基础且重要的知识点。
第9～11章介绍单片机外设，主要讲述了七段数码管、按键、1602液晶显示模块和12864液晶显示模块的基本应用。
第12章为单片机串行通信及应用，主要讲述了单片机串行通信的基本原理、内部结构、基本应用和仿真。
第13章为RTX-51实时操作系统，主要讲述了实时操作系统的基本概念，着重介绍了实时操作系统的进程、线程和进程调度等基本概念以及RTX-51实时操作系统的基本应用。
第14章为单片机的SPI和I2C及其应用，主要讲述了SPI和I2C的基础知识、基本应用及仿真。
第15章为MC8051 IP Core的FPGA实现，主要介绍了MC8051 IP Core以及在FPGA中实现MC8051 IP Core的具体流程和方法。
本书每章还附有习题，附录给出了5套自测题，方便读者检测和巩固所学知识。本书还提供有部分章节的课件、习题参考答案、测试题参考答案、期末模拟题等，读者可以联系作者(dr.yhq@163.com)或登录西安电子科技大学出版社官网获取。
本书由于红旗、田苗苗等人编写。其中，于红旗负责全书的内容组织和目录规划并编写第7～15章，田苗苗编写第1～6章，李清江、王义楠、刘海军对全书进行了审阅，廖灵志对书中的部分案例进行了验证。
在编写本书的过程中，我们参考了许多同类书籍，在此谨向相关作者深表感谢！
限于编者水平，书中不足之处在所难免，欢迎读者批评指正。
编 者 2025年1月