本书为国家级精品资源共享课“单片机原理”的主要成果之一，教材以案例设计方式介绍在Proteus平台上进行单片机应用系统虚拟仿真设计，给出了大量在Proteus集成环境下绘制的案例原理电路图以及对应的仿真运行程序，所有案例均已在Proteus软件平台上调试通过。本书采用案例教学，学生通过案例学习，能够很快入门，书中的案例题目涵盖了单片机课程中大部分片内功能部件和硬件接口以及软件滤波的应用设计内容，同时还有一些“拔高”的设计。
本书为新形态教材，全书一体化设计，正文提供了每章电子教案的二维码资源，并建立与本书配套的数字课程资源网站，网站提供电子教案、97个单片机应用设计案例的题目以及运行文件。目前张毅刚主编的《单片机原理及应用（第4版）》《单片机原理及应用——C51编程+Proteus仿真（第3版）》《单片机应用设计案例——C51+Proteus仿真》已形成较完整的系列教材。
本书可作为各类工科院校、职业技术学院电气类、电子信息类、自动化类、计算机类、仪器类及机械类专业的单片机课程教材，也可供从事单片机应用设计的工程技术人员参考。

张毅刚，哈尔滨工业大学教授，国家精品课程《单片机原理》负责人，获国家精品资源共享课《单片机原理》建设立项，黑龙江省教学名师奖获得者，教育部全国高校网络培训中心《单片机原理》骨干教师高级研修班特聘主讲教授。主持并获得省高等教育教学成果一等奖2项，二等奖2项。获国家教学成果一等奖1项（排名3）。
主编出版普通高等教育“十五”国家级规划教材1本、“十一五”国家级规划教材2本、全国工科电子类统编教材1本，获“十二五”普通高等教育国家级规划教材编写立项2本。
主要科研方向为自动化测试技术、嵌入式控制器应用。参加多项科研项目，获国家科技进步二等奖1项，部委科技进步奖6项。

第1章 I/O口应用：发光二极管的点亮与开关检测
例1-1 单片机控制点亮发光LED案例
例1-2 单片机控制点亮发光LED案例
例1-3 生日蜡烛的实现
例1-4 开关灯模拟的实现
例1-5 开关检测案例
例1-6 开关检测案例
例1-7 由开关控制的LED流水点亮
例1-8 开关状态的检测与显示
例1-9 节日彩灯控制器
例1-10 花样流水灯的制作
例1-11 单片机实现的顺序控制
第2章 显示与键盘的案例设计
例2-1 控制单个LED数码管轮流显示奇数与偶数
例2-2 控制2个LED数码管的静态显示
例2-3 8个LED数码管滚动显示单个数字
例2-4 8个数码管同时显示字符（动态扫描）
例2-5 BCD译码的2位数码管扫描的数字显示
例2-6 16×16LED点阵单色显示屏的字符显示
例2-7 电梯运行控制的楼层显示（8×8 LED点阵）
例2-8 查询方式的独立式键盘设计
例2-9 中断方式的独立式键盘设计
例2-10 软件去抖的查询方式的独立式键盘设计
例2-11 4×4矩阵键盘的查询方式扫描设计
例2-12 4×4矩阵键盘的中断方式扫描设计
例2-13 4×4矩阵键盘按键识别与BCD-7段译码显示
例2-14 字符型LCD 1602的控制显示（V/O方式）
例2-15 字符型LCD 1602的控制显示（总线方式）
例2-16 点阵式液晶显示屏LCD 12864的显示编程
例2-17 采用专用键盘/显示器芯片HD7279A 的接口设计
第3章 中断系统的应用设计
例3-1 单一外中断应用案例1
例3-2 单一外中断应用案例2
例3-3 两个外中断的应用
例3-4 中断嵌套的应用
第4章 定时器/计数器应用设计案例
例4-1 计数器对外部脉冲计数
例4-2 外部计数输入信号控制LED灯闪烁
例4-3 控制8个LED每0.5s闪亮一次
例4-4 秒定时的设计
例4-5 控制P1.0 引脚产生频率为500Hz的方波
例4-6 利用T1控制发出1kHz的音频信号
例4-7 LED显示的秒计时表的制作
例4-8 使用专用数码管显示控制芯片的秒计时表制作
例4-9 脉冲分频器的设计
例4-10 利用定时器设计的门铃
例4-11 60s倒计时时钟设计
例4-12 LCD电子钟的设计
例4-13 LCD显示的定时闹钟制作
例4-14 频率计的设计
例4-15 PWM发生器的制作
例4-16测量脉冲宽度（定时器门控位GATEx的应用）
例4-17 十字路口交通灯控制器
例4-18 时间可调的十字路口交通灯控制器
例4-19 LCD显示的音乐倒计时计数器的制作
例4-20 音乐音符发生器的制作
例4-21 数字音乐盒的制作
第5章 串行口编程设计案例
例5-1 串行口方式0扩展并行输出端口
例5-2 串行口方式0扩展并行输入端口
例5-3 方式1单工串行通信
例5-4 方式1半双工串行通信
例5-5 方式1全双工串行通信
例5-6 甲机通过串行口控制乙机LED闪烁
例5-7 波特率可选的双机串行通信
例5-8 双机全双工串行通信
例5-9 方式3（方式2）的应用设计
例5-10 多机串行通信
例5-11 单片机与Pc机串行通信的设计
例5-12 Pc机向单片机发送数据
例5-13 RS-485串行通信设计
第6章 I/O扩展与存储器扩展
例6-1 单片机扩展并行I/O口82C55的开关指示器
例6-2 单片机扩展82C55控制交通灯
例6-3 单片机控制82C55产生500Hz方波
例6-4 扩展74LSlTrL电路的开关检测器
例6-5 单总线DS18B20测温系统案例设计1
例6-6 单总线DS18B20测温系统案例设计2
例6-7 片内RAM的读写
例6-8 单片机并行扩展数据存储器RAM6264
例6-9 基于I2C总线的AT24C02存储器IC卡设计
例6-10 基于I2C总线的AT24c02存储器记录按键次数并显示
例6-11 基于I2C总线多个存储器AT24C02的读写
第7章 DAC、ADC的扩展及软件滤波
例7-1 单片机控制DAC0832的程控电压源
例7-2 单片机扩展10位串行DAC TLC5615
例7-3 单片机扩展DAC0832的波形发生器
例7-4 单片机扩展ADC0809的A/D转换
例7-5 单片机控制ADC0809两路数据采集
例7-6 2路查询方式的数字电压表设计
例7-7 2路中断方式的数字电压表设计
例7-8 单片机扩展串行8位ADC TLC549
例7-9 单片机扩展串行12位ADC TLC2543
第8章 软件滤波
例8-1 算术平均软件滤波
例8-2 滑动平均软件滤波
例8-3 中位值软件滤波
例8-4 防脉冲干扰软件滤波
第9章 电机控制
例9-l 步进电机正反转的控制
例9-2 步进电机正反转与转速的控制
例9-3 单片机控制直流电机
例9-4 小直流电机调速控制系统
例9-5 单片机控制三相单三拍步进电机
例9-6 单片机控制三相双三拍步进电机
例9-7 直流电机转速测量
第10章 其他各种常用应用案例设计
例10-1 8位竞赛抢答器设计
例10-2 电话拨号的模拟
例10-3 基于热敏电阻的数字温度计设计
例10-4 基于时钟/日历芯片DS1302的电子钟设计
例10-5 电容、电阻参数测试仪设计
附录1 头文件“LCD1602.h”清单
附录2 头文件“DS1