黨的二十大報告指出： 教育、科技、人才是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。必須堅持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力，深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，這三大戰(zhàn)略共同服務(wù)于創(chuàng)新型國家的建設(shè)。職業(yè)教育與經(jīng)濟社會發(fā)展緊密相連，對促進就業(yè)創(chuàng)業(yè)、助力經(jīng)濟社會發(fā)展、增進人民福祉具有重要意義。
本書以先進理論為指導(dǎo)，以問題為導(dǎo)向，以基礎(chǔ)知識夠用為度，注重實操與創(chuàng)新應(yīng)用。同時在技能操作中適時融入課程思政內(nèi)容，引導(dǎo)大學(xué)生樹立正能量的價值觀。加強愛國主義教育，增強大學(xué)生對我國芯片行業(yè)的自信心，深化對工匠精神的認(rèn)識。

編寫本書的目的和成書過程

STC單片機是宏晶公司出品的基于51內(nèi)核的系列單片機。筆者在2005年開始接觸STC單片機的第1代產(chǎn)品，當(dāng)時的型號為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系列增強型51單片機，并流行至今。傳統(tǒng)51單片機的寄存器少而簡單，大多數(shù)教材內(nèi)容都基于寄存器方式編寫程序代碼。與傳統(tǒng)的51單片機相比，STC15系列增強型單片機
的內(nèi)部資源更加豐富，涉及的寄存器也比傳統(tǒng)的51單片機更多，使用基于寄存器方式編寫代碼的難度變大，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位單片機的編程開發(fā)后，都會繼續(xù)學(xué)習(xí)32位單片機的編程開發(fā)。以現(xiàn)在流行的STM32單片機為例，它的編程方式從一開始的基于標(biāo)準(zhǔn)庫開發(fā)發(fā)展到現(xiàn)在流行的基于HAL/LL庫開發(fā)，已不再使用基于寄存器的編程方式。因此，
如果繼續(xù)在增強型8位單片機的編程開發(fā)中使用寄存器編程方式，對初學(xué)者
來說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系列單片機教材數(shù)不勝數(shù)，但是基于庫函數(shù)編程方式的教材則很少，
因此筆者萌生了寫一本基于庫函數(shù)編程方式的STC15系列單片機教材的念頭。在瀏覽宏晶公司的官方網(wǎng)站時，筆者發(fā)現(xiàn)宏晶公司在2015年曾經(jīng)推出了一個針對STC15系列的C函數(shù)庫，這個函數(shù)庫提供了涵蓋所有STC15系列單片機內(nèi)部資源的初始化函數(shù)。用戶不需要深入了解STC15系列單片機底層寄存器，就可以使用這個函數(shù)庫里的函數(shù)對單片機片內(nèi)資源進行初始化，大大降低了學(xué)習(xí)門檻； 而且這個函數(shù)庫的代碼風(fēng)格與STM32的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)代碼風(fēng)格類似，對學(xué)習(xí)者未來繼續(xù)學(xué)習(xí)STM32編程開發(fā)非常有利。隨后，筆者在單片機原理及應(yīng)用課程中引入了這個函數(shù)庫，并基于這個函數(shù)庫編寫了部分講義供學(xué)生使用，這部分講義成為本書的部分初稿。

2021年，我校與國信藍橋教育科技股份有限公司共建物聯(lián)網(wǎng)單片機應(yīng)用與開發(fā)1 X等級證書考點，考試中所使用的硬件開發(fā)平臺以STC15系列中的IAP15L2K61S2單片機為核心。因此，寫一本圍繞1 X證書考核，以庫函數(shù)方式進行程序開發(fā)的單片機教材成了水到渠成的事情。

于是，在2022年，筆者組織同事和國信藍橋教育科技股份有限公司的工程技術(shù)人員合作，開始著手編寫此書，歷時1年，完成了包括案例代碼在內(nèi)的本書初稿，代碼使用C語言編寫。最終成書時，案例代碼鎖定的IDE版本是Keil Vision5。書中所有案例代碼都已在
國信
藍橋教育科技股份有限
公司的
物聯(lián)網(wǎng)單片機應(yīng)用與開發(fā)
1 X訓(xùn)練考核套件(中級)上一一驗證通過。1 X訓(xùn)練考核套件(中級)的單片機型號為IAP15L2K61S2。

本書內(nèi)容、特點和預(yù)備知識

本書共包括7個項目案例（項目7以電子版形式給出），除了第1個項目案例是單片機入門知識介紹外，其余6個項目案例都是單片機實踐案例，每個案例被分為4個任務(wù)，每個任務(wù)包括以下6部分。

（1） 任務(wù)描述： 對任務(wù)需要完成的內(nèi)容進行描述。

（2） 知識要點： 任務(wù)涉及的主要知識點。

（3） 電路設(shè)計： 任務(wù)涉及的電路原理。

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

（5） 程序設(shè)計： 為各個模塊編寫具體的程序代碼。

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

讀者只要按照進度學(xué)完每個案例中的4個任務(wù)，自然而然就能完成項目案例。而相關(guān)的知識點已經(jīng)被融入項目案例里，讀者完成案例后，自然也就掌握了這些知識點。

本書內(nèi)容側(cè)重應(yīng)用軟件編程，對單片機內(nèi)部硬件和寄存器一般只解釋其工作原理，沒有全面、深入地對硬件進行內(nèi)部分析。在為本書案例編寫代碼的過程中，盡量使用STC官方提供的函數(shù)庫對單片機的內(nèi)部資源進行初始化，同時將應(yīng)用功能和硬件有關(guān)功能分層處理，讓應(yīng)用功能部分的代碼更易于移植。

閱讀本書的讀者需要學(xué)習(xí)過數(shù)字電路和C程序設(shè)計，最好也學(xué)習(xí)過模擬電路，沒有這些儲備知識，學(xué)習(xí)本書內(nèi)容會比較困難。本書簡化了案例的電路原理圖，提供了1 X訓(xùn)練考核套件(中級)
的電路圖供讀者參考（掃描目錄后面的二維碼可下載）。本書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
由校企合作完成，其中
項目2、項目3和項目4由陳麒編寫，項目5和項目7由陳曉斌編寫，項目1由陳超然編寫，項目6由林伊婷和阮藝冰編寫，全書由陳麒統(tǒng)稿。
國信
藍橋教育科技股份有限
公司的
鄭未、李艷萍和
單寶軍主審。
長沙四梯科技有限公司的彭大海、朱青建和喬婷在成書過程中提出了很多寶貴意見。

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

本書的編寫得到家人的理解和幫助，同時得到清華大學(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間倉促，書中難免有疏漏和不足之處，請廣大讀者批評、指正。

編著者2023年7月