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。
本书采用应用案例设计的形式，给出了AT89S51单片机各种应用案例的C51程序设计，为初学者掌握AT89S51片内功能部件与各种接口的软硬件设计提供了很好的借鉴，为快速掌握AT89S51单片机的C51程序设计提供了许多可供参考的程序。本书从应用角度介绍了开关、键盘检测以及LED数码管、LCD的显示控制案例；介绍了片内的中断系统、定时器、串行口的各种应用案例设计；并对单片机系统的并行与串行扩展技术，包括I/O口、数据存储器、D/A与A/D转换器和电机控制以及各种综合应用设计进行了介绍，案例设计基本涵盖了单片机的各种常见的典型器件。 本书可作为工科院校、职业技术学院各专业学生用于案例教学的教材或参考书，也可作为单片机课程的基础实验、课程设计或毕业设计的参考资料。本书也可供从事AT89S51单片机应用设计的工程技术人员参考。
