黨的二十大報(bào)告指出： 教育、科技、人才是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。必須堅(jiān)持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動(dòng)力，深入實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，這三大戰(zhàn)略共同服務(wù)于創(chuàng)新型國(guó)家的建設(shè)。職業(yè)教育與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展緊密相連，對(duì)促進(jìn)就業(yè)創(chuàng)業(yè)、助力經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、增進(jìn)人民福祉具有重要意義。
本書(shū)以先進(jìn)理論為指導(dǎo)，以問(wèn)題為導(dǎo)向，以基礎(chǔ)知識(shí)夠用為度，注重實(shí)操與創(chuàng)新應(yīng)用。同時(shí)在技能操作中適時(shí)融入課程思政內(nèi)容，引導(dǎo)大學(xué)生樹(shù)立正能量的價(jià)值觀。加強(qiáng)愛(ài)國(guó)主義教育，增強(qiáng)大學(xué)生對(duì)我國(guó)芯片行業(yè)的自信心，深化對(duì)工匠精神的認(rèn)識(shí)。

編寫(xiě)本書(shū)的目的和成書(shū)過(guò)程

STC單片機(jī)是宏晶公司出品的基于51內(nèi)核的系列單片機(jī)。筆者在2005年開(kāi)始接觸STC單片機(jī)的第1代產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)的型號(hào)為STC89C51。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，宏晶公司不斷推陳出新，在2014年推出了STC15系列增強(qiáng)型51單片機(jī)，并流行至今。傳統(tǒng)51單片機(jī)的寄存器少而簡(jiǎn)單，大多數(shù)教材內(nèi)容都基于寄存器方式編寫(xiě)程序代碼。與傳統(tǒng)的51單片機(jī)相比，STC15系列增強(qiáng)型單片機(jī)
的內(nèi)部資源更加豐富，涉及的寄存器也比傳統(tǒng)的51單片機(jī)更多，使用基于寄存器方式編寫(xiě)代碼的難度變大，非常不適合初學(xué)者。此外，大多數(shù)學(xué)習(xí)者在學(xué)完8位單片機(jī)的編程開(kāi)發(fā)后，都會(huì)繼續(xù)學(xué)習(xí)32位單片機(jī)的編程開(kāi)發(fā)。以現(xiàn)在流行的STM32單片機(jī)為例，它的編程方式從一開(kāi)始的基于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)開(kāi)發(fā)發(fā)展到現(xiàn)在流行的基于HAL/LL庫(kù)開(kāi)發(fā)，已不再使用基于寄存器的編程方式。因此，
如果繼續(xù)在增強(qiáng)型8位單片機(jī)的編程開(kāi)發(fā)中使用寄存器編程方式，對(duì)初學(xué)者
來(lái)說(shuō)難度很大且不利于后續(xù)學(xué)習(xí)。

基于寄存器編程方式的STC15系列單片機(jī)教材數(shù)不勝數(shù)，但是基于庫(kù)函數(shù)編程方式的教材則很少，
因此筆者萌生了寫(xiě)一本基于庫(kù)函數(shù)編程方式的STC15系列單片機(jī)教材的念頭。在瀏覽宏晶公司的官方網(wǎng)站時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)宏晶公司在2015年曾經(jīng)推出了一個(gè)針對(duì)STC15系列的C函數(shù)庫(kù)，這個(gè)函數(shù)庫(kù)提供了涵蓋所有STC15系列單片機(jī)內(nèi)部資源的初始化函數(shù)。用戶不需要深入了解STC15系列單片機(jī)底層寄存器，就可以使用這個(gè)函數(shù)庫(kù)里的函數(shù)對(duì)單片機(jī)片內(nèi)資源進(jìn)行初始化，大大降低了學(xué)習(xí)門檻； 而且這個(gè)函數(shù)庫(kù)的代碼風(fēng)格與STM32的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)代碼風(fēng)格類似，對(duì)學(xué)習(xí)者未來(lái)繼續(xù)學(xué)習(xí)STM32編程開(kāi)發(fā)非常有利。隨后，筆者在單片機(jī)原理及應(yīng)用課程中引入了這個(gè)函數(shù)庫(kù)，并基于這個(gè)函數(shù)庫(kù)編寫(xiě)了部分講義供學(xué)生使用，這部分講義成為本書(shū)的部分初稿。

2021年，我校與國(guó)信藍(lán)橋教育科技股份有限公司共建物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)1 X等級(jí)證書(shū)考點(diǎn)，考試中所使用的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)以STC15系列中的IAP15L2K61S2單片機(jī)為核心。因此，寫(xiě)一本圍繞1 X證書(shū)考核，以庫(kù)函數(shù)方式進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)的單片機(jī)教材成了水到渠成的事情。

于是，在2022年，筆者組織同事和國(guó)信藍(lán)橋教育科技股份有限公司的工程技術(shù)人員合作，開(kāi)始著手編寫(xiě)此書(shū)，歷時(shí)1年，完成了包括案例代碼在內(nèi)的本書(shū)初稿，代碼使用C語(yǔ)言編寫(xiě)。最終成書(shū)時(shí)，案例代碼鎖定的IDE版本是Keil Vision5。書(shū)中所有案例代碼都已在
國(guó)信
藍(lán)橋教育科技股份有限
公司的
物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)
1 X訓(xùn)練考核套件(中級(jí))上一一驗(yàn)證通過(guò)。1 X訓(xùn)練考核套件(中級(jí))的單片機(jī)型號(hào)為IAP15L2K61S2。

本書(shū)內(nèi)容、特點(diǎn)和預(yù)備知識(shí)

本書(shū)共包括7個(gè)項(xiàng)目案例（項(xiàng)目7以電子版形式給出），除了第1個(gè)項(xiàng)目案例是單片機(jī)入門知識(shí)介紹外，其余6個(gè)項(xiàng)目案例都是單片機(jī)實(shí)踐案例，每個(gè)案例被分為4個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)包括以下6部分。

（1） 任務(wù)描述： 對(duì)任務(wù)需要完成的內(nèi)容進(jìn)行描述。

（2） 知識(shí)要點(diǎn)： 任務(wù)涉及的主要知識(shí)點(diǎn)。

（3） 電路設(shè)計(jì)： 任務(wù)涉及的電路原理。

（4） 軟件模塊： 任務(wù)中需要編寫(xiě)代碼的部分按照功能劃分為幾個(gè)模塊。

（5） 程序設(shè)計(jì)： 為各個(gè)模塊編寫(xiě)具體的程序代碼。

（6） 課后練習(xí)： 完成任務(wù)后的自我提升，讀者可通過(guò)課后練習(xí)自我檢查知識(shí)的掌握情況。

讀者只要按照進(jìn)度學(xué)完每個(gè)案例中的4個(gè)任務(wù)，自然而然就能完成項(xiàng)目案例。而相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)被融入項(xiàng)目案例里，讀者完成案例后，自然也就掌握了這些知識(shí)點(diǎn)。

本書(shū)內(nèi)容側(cè)重應(yīng)用軟件編程，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部硬件和寄存器一般只解釋其工作原理，沒(méi)有全面、深入地對(duì)硬件進(jìn)行內(nèi)部分析。在為本書(shū)案例編寫(xiě)代碼的過(guò)程中，盡量使用STC官方提供的函數(shù)庫(kù)對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部資源進(jìn)行初始化，同時(shí)將應(yīng)用功能和硬件有關(guān)功能分層處理，讓?xiě)?yīng)用功能部分的代碼更易于移植。

閱讀本書(shū)的讀者需要學(xué)習(xí)過(guò)數(shù)字電路和C程序設(shè)計(jì)，最好也學(xué)習(xí)過(guò)模擬電路，沒(méi)有這些儲(chǔ)備知識(shí)，學(xué)習(xí)本書(shū)內(nèi)容會(huì)比較困難。本書(shū)簡(jiǎn)化了案例的電路原理圖，提供了1 X訓(xùn)練考核套件(中級(jí))
的電路圖供讀者參考（掃描目錄后面的二維碼可下載）。本書(shū)所有案例的代碼和資源都可以在清華大學(xué)出版社網(wǎng)站下載。

致謝

本書(shū)
由校企合作完成，其中
項(xiàng)目2、項(xiàng)目3和項(xiàng)目4由陳麒編寫(xiě)，項(xiàng)目5和項(xiàng)目7由陳曉斌編寫(xiě)，項(xiàng)目1由陳超然編寫(xiě)，項(xiàng)目6由林伊婷和阮藝冰編寫(xiě)，全書(shū)由陳麒統(tǒng)稿。
國(guó)信
藍(lán)橋教育科技股份有限
公司的
鄭未、李艷萍和
單寶軍主審。
長(zhǎng)沙四梯科技有限公司的彭大海、朱青建和喬婷在成書(shū)過(guò)程中提出了很多寶貴意見(jiàn)。

在本書(shū)撰寫(xiě)過(guò)程中，筆者參閱了不少資料，這里對(duì)所有參考資料的作者表示感謝。編寫(xiě)過(guò)程中難免需要在互聯(lián)網(wǎng)上查閱并引用資料，這里向這些無(wú)法知曉姓名的作者表示真摯的謝意。本書(shū)完成初稿后，林伊婷老師付出大量時(shí)間和精力，不但校對(duì)了全書(shū)的文字部分，還測(cè)試了
全書(shū)的案例代碼；
本書(shū)配套視頻由熊瑤瑤、謝瑤錄制、配音和剪輯，在此對(duì)他們表示誠(chéng)摯的感謝。

本書(shū)的編寫(xiě)得到家人的理解和幫助，同時(shí)得到清華大學(xué)出版社的關(guān)心和支持，在這里向他們一并致謝。

由于編著者水平有限及時(shí)間倉(cāng)促，書(shū)中難免有疏漏和不足之處，請(qǐng)廣大讀者批評(píng)、指正。

編著者2023年7月