本书为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，是国家级精品资源共享课“单片机原理”的主要成果之一，与“中国大学MOOC（慕课）”网站已上线的哈尔滨工业大学“单片机原理及应用”MOOC课程相配套。本书详细介绍了美国ATMEL公司的AT89S51/AT89S52单片机的硬件结构以及片内外围部件的工作原理，Keil C51编程基础知识，以及AT89S51/AT89S52单片机的各种常用的硬件接口设计和相应的Keil C51接口驱动程序设计。此外还介绍了AT89S51单片机应用系统设计以及典型应用举例，书中所有案例均采用Proteus进行了仿真。
本书为新形态教材，全书一体化设计，将课程讲义、习题解答以及Proteus总体功能介绍等文件内容制作成二维码，扫描即可实现在线同步学习。配套数字资源网站针对全书内容，制作了与本书配套的电子教案（PPT文件）、案例的Proteus虚拟仿真与C程序清单、各章习题解答，以及Proteus V8中文版及最新技术介绍的文件，以方便教师授课，学生自学。此外，读者也可以登录“中国大学MOOC（慕课）”网站或“爱课程”网站，自主学习哈尔滨工业大学开设的“单片机原理及应用”MOOC课程。目前由张毅刚主编的《单片机原理及应用——C51编程+Proteus仿真》（第3版）与《单片机原理及应用》（第4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。
