单片机应用技术课程整体教学设计
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单片机应用技术实例课程设计一、实验目的本次单片机应用技术实例课程设计的目的在于通过自主设计一个小型电子系统,能够让学生深入了解单片机应用技术,并提高设计实践能力和代码编写能力。
二、实验内容1.硬件设计本次设计的硬件主要包括单片机、传感器、舵机等电子元件,其中:•单片机:AT89C51/52或STC89C51/52单片机•传感器:可根据自己的需求选择所需的传感器,如光敏电阻、温度传感器、红外线传感器等•舵机:用于控制小车的左右转动2.软件设计本次设计的软件主要包括单片机的程序设计,其中需要实现以下功能:•使用ADC读取传感器数据并根据不同的传感器类型进行特定的处理•控制舵机的运动,实现左右转动和直行功能•根据传感器数据控制小车的移动方向•通过串口通信发送小车的状态信息三、实验步骤1.硬件设计1.按照电路原理图进行电路连接,注意是否有误接和短接情况。
2.将整个电路板布线并焊接各个元件。
3.连接电脑和单片机,使用编程器或第三方仿真器烧写程序。
2.软件设计1.编写程序,并完成以下任务:•配置所选单片机的GPIO、ADC、UART等功能的初始化。
•读取传感器数据并进行处理。
•实现电机驱动控制舵机调整方向。
•控制小车移动方向和按照实现控制指令。
•实现利用USART和计算机的通信功能。
2.在电脑上搭建开发环境,并将程序下载到单片机内存进行实验。
四、实验结果通过实验,我们得到了一个可以实现小车移动控制、传感器数据读取及处理、控制指令收发等多种功能的小型电子系统,可以进行专业领域或个人兴趣方向的自由扩展。
同时,本次实验也提高了我们的编程能力和实践能力,为后续科研、创新打下了良好的基础。
五、实验总结通过这次单片机应用技术实例课程设计,我们深入了解了单片机的应用技术,学习了电子元件的硬件设计和单片机程序的编写,提高了自己的实践操作能力及代码编写能力,在未来的专业领域和个人兴趣方向的研究中得以更好地运用这些知识和技能,助力了我们的学习和发展。
单片机原理与技术应用电子教案一、教学目标1.了解单片机的基本原理和功能。
2.掌握单片机的基本编程方法。
3.了解单片机在各种电子设备中的应用。
二、教学重点1.单片机的基本原理和功能。
2.单片机的基本编程方法。
三、教学难点1.单片机的应用技术。
2.单片机的编程方法。
四、教学准备1.投影仪、电脑。
2.单片机开发板、材料和工具。
五、教学过程1.导入(5分钟)教师通过投影仪展示一个装有单片机的电子设备,让学生猜测这个设备是干什么用的,引导学生思考单片机的应用。
2.讲解单片机的基本原理和功能(15分钟)教师用简单明了的语言讲解单片机的基本原理和功能,包括:什么是单片机、单片机的构成、单片机的工作原理和功能等。
3.演示单片机的应用(15分钟)教师通过投影仪演示单片机的应用实例,例如:温度控制器、计数器、闹钟等。
让学生看到单片机在各种电子设备中的应用。
4.讲解单片机的编程方法(15分钟)5.学生实践(30分钟)6.展示和总结(10分钟)学生根据自己的实践结果,展示自己编写的单片机程序,并对实践过程和结果进行总结。
同时,教师也对学生的实践成果进行评价和点评。
七、课后作业1.回顾并整理本节课的知识点,完成课后习题。
2.自主学习单片机的更多应用,并写出应用实例。
3.收集一些与单片机有关的技术信息。
八、教学反思本节课通过讲解、演示和实践相结合的教学方式,使学生更加直观地了解单片机的基本原理和功能,并掌握了单片机的基本编程方法。
同时,通过实践操作,还培养了学生的动手能力和解决问题的能力。
但是,由于时间的限制,学生的实践操作过程较紧凑,可能影响到学生的理解和掌握程度。
下次教学可以考虑适当延长实践操作的时间,让学生更好地掌握单片机的应用技术。
项目一 发光二极管LED控制课时(学时)8学时终极目标1.能完成单片机最小系统和输出电路设计;2.能应用C语言程序完成单片机输入输出控制,实现对LED控制的设计、运行及调试。
促成目标1.了解AT89S52单片机结构;2.掌握AT89S52单片机的引脚功能;3.掌握AT89S52单片机最小系统电路设计;4.掌握C语言基本构成和基本语句;5.会利用单片机I/O口实现点亮一个LED和控制LED闪烁。
教学重点1.AT89S52单片机引脚功能;2.AT89S52单片机最小系统电路设计;3.C语言基本构成和基本语句;4.LED闪烁控制设计与实现。
教学难点 1. AT89S52单片机的引脚功能;2. AT89S52单片机最小系统电路设计;3. LED闪烁控制设计与实现。
教学内容一、工作模块1点亮一个LED;1.AT89S52单片机结构;2.AT89S52单片机引脚功能;3.AT89S52单片机最小系统。
二、工作模块2 LED闪烁控制设计与实现;1.C语言程序的基本构成;2.C语言基本语句。
教学手段多媒体演示及实训练习相结合教学方法设计1.项目驱动2.教学做一体项目二 LED循环点亮控制课时(学时)10学时终极目标 1.能完成单片机的输入输出电路设计;2.能应用C语言程序完成单片机输入输出控制,实现对LED循环点亮控制的设计、运行及调试。
促成目标 1. 掌握P0、P1、P2和P3功能及应用技能;2. 掌握内部数据存储器的地址分配及特殊功能寄存器;3. 掌握C语言数据类型、常量和变量;4. 会利用单片机I/O口实现开关控制LED循环点亮和步进机电控制。
教学重点 1. AT89S52单片机P0、P1、P2和P3功能;2.内部数据存储器的地址分配及特殊功能寄存器;3.C语言数据类型、常量和变量;4.开关控制LED循环点亮。
教学难点 1.电路图的设计;2.51单片机的内存空间地址分配。
教学内容 一、工作模块3 LED循环点亮控制模块1.工作任务要求;2. LED循环点亮电路设计;3. LED循环点亮程序设计;4. 并行I/O端口电路介绍。
单片机原理及应用技术教学设计1.背景单片机是嵌入式系统中非常重要的组成部分,越来越受到了各行各业的关注。
随着人工智能和物联网技术的不断发展,单片机的应用场景也越来越广泛。
因此,对于工科类专业的学生来说,掌握单片机技术不仅是必须的,而且具有很高的实践意义。
2.目的本文主要探讨单片机原理及应用技术的教学设计,旨在引导教师在单片机课程教学过程中注重学生实践能力的培养,着眼于学生应用能力的提高,帮助学生获得更为深刻的知识理解和技能掌握。
3.课程设计3.1 教学目标本课程的教学目标主要包括三个方面:第一,让学生掌握单片机原理;第二,让学生理解单片机在实际应用中的作用;第三,让学生具备单片机编程和实验能力。
3.2 课程大纲本课程大纲的主要内容包括:单片机基础知识、单片机应用案例分析、单片机编程实践和单片机实验。
3.2.1 单片机基础知识1.单片机概述介绍单片机基本概念、功能和种类。
2.单片机体系结构讲解单片机的内部结构、CPU结构和存储器类型等内容。
3.单片机指令系统介绍单片机的指令系统,包括指令格式、指令周期和指令执行时间等。
4.单片机编程理解单片机编程的基本概念,包括汇编语言和C语言编程。
3.2.2 单片机应用案例分析1.电子秤介绍电子秤的应用场景和原理,进行基于单片机的电子秤设计及实验。
2.温度报警器介绍温度报警器的应用场景、设计原理及基于单片机的实验。
3.灯光控制器介绍灯光控制器的应用场景、原理及基于单片机的实验。
3.2.3 单片机编程实践1.LED点阵控制介绍LED点阵的应用及控制器原理,进行基于单片机的LED点阵控制器编程及实验。
2.动态液晶显示介绍动态液晶显示的应用及控制器原理,进行基于单片机的动态液晶显示编程及实验。
3.2.4 单片机实验1.单片机定时器应用介绍单片机定时器的应用及原理,进行基于定时器的实验。
2.单片机中断应用理解中断的基本概念和作用,进行基于中断的单片机实验。
3.3 教学方法本课程采用“理论讲解+实验演示+实践操作”的教学模式。
《单片机技术》整体教学设计(2020~ 2021学年第一学期)(第2学年第4学期)课程名称:单片机控制系统编程与实现所属系部:自动控制系制定人:合作人:制定时间: 2020年5月信息工程学院课程整体教学设计一、课程基本信息一、课程定位该课程是电类专业的必修课,是培养学生单片机基础应用能力和程序设计能力的核心课程,为专业培养适应于电子电气产品设计、检测维修、销售及技术服务第一线需要,具有较强电子技术应用能力,熟悉基于单片机电路的应用技术设计,又具有自动化设备安装、调试、维护能力和良好职业素质技能型专门人才的培养目标服务。
1. 岗位分析电气自动化技术应用岗位是指自动化设备的设计、制造、安装、调试、运行维护、设备管理及质量管理岗位。
表1 电气自动化技术应用岗位工作内容2.本课程面向的主要岗位本课程主要面向电子产品装接工,电气设备检测员,自动生产线操作员,仪器仪表的安装调试工等。
其典型工作流程图如图1所示。
图1 本课程面向典型工作流程图3.岗位需求分析岗位需求分析如表2所列。
表2 岗位需求分析电气自动化技术应用岗位职责如表3所示。
表3 电气自动化技术应用岗位职责分析2. 课程分析:本课程前导课程为模拟电路分析与应用、数字电路分析与应用、继电控制系统运行与维护;后续课程为自动化生产线安装与调试;与培训机构、中职、本科院校相比,区别如下:二、课程目标设计三、课程内容设计:四、能力训练项目设计五、项目情境设计六、课程进程表六、第一次课设计1、提出思考问题:单片机在哪里?鼓励学生思考并主动回答,可做适当提示和引导,从家具、民用、汽车、工业、机器人、航空、导弹等多领域引导学生举出单片机使用的例子;(15min ) 2、以电冰箱为例,引导学生思考其温控系统的工作原理,进而引出单片机在其中所起的作用,为讲解单片机原理做好铺垫和感性认识;(10min )3、以汽车为例,讲解单片机技术在汽车中的应用,进一步加深对单片机的理解;(10min ) 4、以机器人为例,讲解单片机技术在机器人控制中的应用,进一步加深对单片机的理解;(10min )5、课程介绍:为什么要学习这门课,这门课能带来的技能,所增加的职业竞争力,以及在自动化人才能力培养中的作用等;(10min )6、简要介绍本门课主要内容,让学生知道这门课的知识脉络,并向学生说明本课程的考核方式;(10min )7、参观单片机实训室的教学设备,并向学生展示往届学生课程设计作品,提高学习兴趣;(20min )8、最后介绍学习单片机的相关网址,分组阅读相关单片机知识介绍。
单片机应用技术项目教程教学设计前言单片机是电子技术一门重要的组成部分,各个行业都有着广泛应用,例如嵌入式系统、智能家居、物联网等等。
在学习单片机应用技术项目时,对于初学者来说不仅需要掌握一定的理论知识,更需要通过实践掌握技能。
本文将介绍单片机应用技术的教学设计,帮助教师和学生更好地掌握单片机应用技术。
教学目标本教学设计旨在提供一种实用性强的单片机应用技术项目教程,使学生能够在实践中掌握单片机应用技术。
教学目标主要包括:1.掌握单片机基本框架结构及编程语言;2.掌握电路设计基础理论知识;3.能够通过实践掌握单片机应用技术。
教学内容本教学设计的教学内容主要包括单片机应用技术项目的设计、实验、维护和升级等方面。
这些内容都需要通过理论和实践结合的方式教学。
以下是具体内容:理论1. 单片机基本框架结构单片机基本框架结构是必须要掌握的内容,包括单片机的地址寄存器、数据寄存器、程序计数器、堆栈指针、CPU和各种输入输出设备等。
对这些内容进行详细介绍,并通过实例演示,让学生理解和掌握。
2. 编程语言编程语言是单片机编程不可或缺的一部分。
在教学中,要对单片机编程语言进行详细介绍,比如C语言、汇编语言等,并通过实例演示,让学生熟练掌握。
3. 电路设计基础理论知识电路设计基础理论知识也是单片机应用技术必须要掌握的内容。
在教学中,要对基础理论知识进行详细说明,包括电路符号、电源电压、电流、电阻、电容等。
同时,通过实例演示,让学生更好的理解和掌握所学的知识。
4. 单片机应用技术项目设计在掌握单片机基本框架结构、编程语言、电路设计基础理论知识的基础上,便可以开始单片机应用技术项目的设计。
通过实例的演示,让学生了解项目的设计思想、操作步骤,并能够独立完成单片机应用技术项目的设计。
实践1. 实验在教学中,实验是不可或缺的一部分。
通过实验,可以让学生更加深入地了解掌握所学知识。
在进行实验时,学生需要按照实验手册进行操作,独立完成实验,并按照实验教学要求记录实验过程和实验结果。
单片机应用课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解单片机的基本原理,掌握其内部结构及其功能。
2. 学生能够掌握单片机编程的基本语法,如汇编语言或C语言,并能够运用这些知识编写简单的程序。
3. 学生能够了解并描述单片机在现实生活中的应用,如智能家居、自动化控制等领域。
技能目标:1. 学生能够运用所学的单片机知识,设计并实现具有实际功能的小型电路系统。
2. 学生能够使用相关软件进行单片机程序的编写、调试和烧录。
3. 学生通过动手实践,提高问题解决能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对单片机技术及电子科技的兴趣,增强对工程技术的认识与尊重。
2. 学生通过课程学习,培养创新意识,激发对科技发明的热情。
3. 学生能够在学习和实践中,遵循工程伦理,关注环保和可持续发展。
课程性质:本课程为实践性强的学科,结合理论知识与动手操作,注重培养学生的实际应用能力和创新能力。
学生特点:高中生已具备一定的物理、数学基础,对新鲜事物充满好奇心,善于探索,但需引导他们将理论知识应用到实践中。
教学要求:课程要求教师以学生为主体,采用项目驱动、任务导向的教学方法,充分调动学生的积极性,引导学生在实践中探究和解决问题。
同时,注重培养学生的团队合作精神和工程伦理观念。
通过课程学习,使学生达到预定的学习成果,为后续相关专业学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 单片机基础理论:- 单片机的定义、发展历史及其分类- 单片机的内部结构及工作原理- 单片机的性能指标及选型考虑因素2. 单片机编程语言:- 汇编语言基本语法及指令集- C语言在单片机编程中的应用- 编程环境的搭建与使用3. 单片机硬件系统设计:- 常用电子元件的原理与应用- 单片机外围电路设计- 系统硬件调试方法与技巧4. 单片机软件编程与调试:- 简单程序编写与烧录- 程序调试方法与技巧- 中断、定时器等高级功能的应用5. 单片机应用案例分析:- 智能家居系统设计原理- 自动化控制系统的实现- 创意电子制作案例分享6. 实践项目:- 设计并实现一个温度控制系统- 设计并实现一个简易的智能家居系统- 小组项目展示与评价教学大纲安排:第一周:单片机基础理论及内部结构学习第二周:单片机编程语言学习与编程环境搭建第三周:单片机硬件系统设计与外围电路学习第四周:单片机软件编程与调试方法学习第五周:单片机应用案例分析与实践项目指导第六周:实践项目实施与小组项目展示教学内容与教材紧密关联,按照由浅入深的原则进行安排,确保学生在掌握基础理论知识的同时,能够通过实践项目锻炼动手能力,提高解决实际问题的能力。
单片机综合应用课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握单片机的基本原理和结构,理解其工作流程和编程方法。
2. 使学生了解并掌握单片机在综合应用中的关键技术和常见模块的使用。
3. 帮助学生掌握相关电子元器件的功能和连接方式,能够正确搭建单片机应用系统。
技能目标:1. 培养学生运用单片机进行创新设计的能力,能够独立完成简单的综合应用项目。
2. 提高学生编程和调试单片机程序的能力,解决实际问题。
3. 培养学生团队协作和沟通能力,能够共同完成复杂项目的搭建与调试。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对单片机及电子技术的兴趣,培养其探究精神和创新意识。
2. 培养学生严谨、务实的科学态度,养成良好的实验操作习惯。
3. 增强学生的环保意识,使其关注可持续发展,将绿色环保理念融入单片机应用项目中。
课程性质:本课程为实践性较强的综合应用课程,注重理论知识与实际操作相结合,培养学生动手能力和创新能力。
学生特点:学生处于高年级阶段,已具备一定的单片机基础知识和编程技能,具有一定的自主学习能力和团队合作意识。
教学要求:结合课程性质、学生特点,明确课程目标,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和创新能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 单片机基础回顾:回顾单片机的基本原理、结构、指令系统及编程方法,巩固学生对单片机基础知识点的掌握。
相关教材章节:第一章 单片机原理与结构2. 单片机应用模块:学习并实践单片机在综合应用中的常见模块,如传感器、执行器、显示模块等。
相关教材章节:第二章 单片机接口技术;第三章 常用传感器及其接口技术3. 编程与调试:学习单片机程序设计方法,掌握编程工具及调试技巧,能够解决实际问题。
相关教材章节:第四章 单片机C语言编程;第五章 单片机程序调试与优化4. 综合应用设计:结合所学知识,进行创新设计,完成一个具有实际应用价值的单片机综合项目。
单片机应用原理课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握单片机的基本原理和应用方法,培养学生运用单片机技术进行创新实践的能力。
具体分解为以下三个层面:1.知识目标:学生能够理解单片机的组成结构、工作原理和编程方法,掌握常见的单片机编程语言和开发工具。
2.技能目标:学生能够运用单片机进行简单的项目设计和实践操作,具备分析和解决单片机实际问题的能力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对新技术的敏感度和好奇心,增强学生创新意识和团队合作精神,使学生在实际项目中能够正确对待困难和挫折,具备良好的职业素养。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.单片机概述:介绍单片机的定义、发展历程、分类和应用领域。
2.单片机组成结构:讲解单片机的硬件组成,包括CPU、存储器、输入输出接口等。
3.单片机工作原理:分析单片机的启动、运行和停止过程,以及指令的执行过程。
4.单片机编程方法:介绍单片机的编程语言、开发工具和编程技巧。
5.单片机应用实例:讲解单片机在实际项目中的应用,如智能家居、物联网等。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下几种教学方法:1.讲授法:教师通过讲解、演示和案例分析等方式,传授单片机的基本知识和技能。
2.讨论法:学生针对单片机应用中的问题进行讨论,培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.实验法:安排学生进行单片机实验,让学生亲自动手操作,巩固所学知识和技能。
4.项目驱动法:引导学生参与实际项目,让学生在实践中运用单片机技术,提高学生的创新能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选择权威、实用的单片机教材,为学生提供系统、全面的学习资料。
2.参考书:提供相关的单片机技术参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作课件、教学视频等多媒体资料,增强课堂教学的趣味性和生动性。
4.实验设备:准备单片机开发板、实验工具等设备,为学生提供实践操作的机会。
单片机应用技术教案第一章:单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程1.2 单片机的主要组成部分1.3 单片机的应用领域1.4 单片机的发展趋势第二章:单片机的基本原理与工作原理2.1 单片机的基本原理2.2 单片机的工作原理2.3 单片机的运行模式2.4 单片机的指令系统第三章:单片机的编程语言与开发工具3.1 单片机的编程语言3.2 常用的单片机编程软件3.3 编程环境的搭建与使用3.4 编程实例与技巧第四章:单片机的接口技术与外围电路设计4.1 单片机的接口技术4.2 单片机与外部设备的数据传输4.3 外围电路的设计与实现4.4 电路图的绘制与仿真第五章:单片机的应用实例与项目实践5.1 单片机在智能家居中的应用5.2 单片机在工业控制中的应用5.3 单片机在物联网中的应用5.4 单片机项目的实践与案例分析第六章:单片机的编程进阶6.1 寄存器寻址与直接寻址6.2 间接寻址与寄存器间接寻址6.3 位操作指令与位寻址6.4 跳转指令与循环指令的应用第七章:单片机的中断系统与定时器/计数器7.1 单片机的中断系统概述7.2 中断优先级与中断处理程序7.3 定时器/计数器的原理与编程7.4 定时器/计数器的应用实例第八章:单片机的串行通信技术8.1 串行通信的基本概念8.2 单片机的串行通信接口8.3 串行通信协议与编程8.4 串行通信的应用案例第九章:单片机的扩展与接口技术9.1 单片机扩展的必要性9.2 存储器扩展与I/O端口扩展9.3 并行接口与串行接口的设计9.4 扩展电路的测试与优化第十章:单片机的项目设计与实践10.1 项目设计的基本流程10.2 需求分析与系统设计10.3 硬件设计与软件设计10.4 项目实践与调试技巧10.5 项目成果的评价与总结重点和难点解析一、单片机的定义与发展历程重点:单片机的基本概念,单片机的分类与发展趋势。
难点:单片机的发展历程的理解,对未来单片机发展趋势的预测。
单片机技术综合课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解单片机的基本组成、工作原理及其在工程应用中的重要性。
2. 掌握单片机编程的基本语法和常用指令,能够阅读简单的程序代码。
3. 了解单片机与其他电子元件的接口技术,能够进行基本的电路连接和调试。
技能目标:1. 培养学生运用单片机解决实际问题的能力,能够独立完成简单的程序设计和电路搭建。
2. 提高学生动手实践能力,掌握常用的调试工具和软件,能够对单片机程序进行调试和优化。
3. 培养学生团队协作能力,学会在项目中进行分工合作,共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对单片机技术及电子工程领域的兴趣,培养其探究精神和创新意识。
2. 引导学生关注单片机技术在现实生活中的应用,认识到科技对社会发展的推动作用。
3. 培养学生具备良好的学习习惯和职业道德,严谨对待学术问题,尊重他人的成果和观点。
课程性质:本课程为单片机技术综合课程设计,注重理论与实践相结合,强调学生动手实践和创新能力。
学生特点:学生处于高年级阶段,已具备一定的电子技术基础和编程能力,具有较强的求知欲和自主学习能力。
教学要求:教师应注重引导学生运用所学知识解决实际问题,鼓励学生开展团队合作,关注学生的个体差异,提高教学质量。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述具体、可衡量的学习成果。
二、教学内容1. 单片机基础知识回顾:包括单片机的组成、工作原理、内部结构,重点复习单片机的指令系统、编程方法和I/O口操作。
教材章节:第一章单片机原理概述,第二章指令系统与编程。
2. 单片机程序设计与调试:学习如何编写简单的单片机程序,使用仿真器和编程器进行程序下载、调试。
教材章节:第三章单片机程序设计,第四章单片机程序调试与下载。
3. 单片机接口技术:学习单片机与其他电子元件(如传感器、执行器等)的接口方法,掌握基本的电路设计和连接技巧。
教材章节:第五章单片机接口技术,第六章接口电路设计。
4. 综合实践项目:设计并实现一个具有实际应用价值的单片机控制系统,如温度控制器、智能家居等。
⏹第1章概述⏹本章教学要求(1) 了解单片机与微型计算机的区别。
(2) 熟悉单片机的结构组成。
(3) 了解单片机的特点与指标。
(4) 了解单片机的发展历史、常用产品及应用领域。
(5) 了解单片机基本应用系统的组成。
⏹本章目录1.1 单片机的结构组成、特点和指标1.1.1 微型计算机的基本结构1.1.2 单片机的基本结构1.1.3 单片机的特点1.1.4 单片机的重要指标1.2 单片机的发展历史和产品类型1.2.1 单片机的发展历史⏹ 1.1 单片机的结构组成、特点和指标⏹微处理器----把运算器与控制器封装在一小块芯片上,称该芯片为微处理器,也称为中央处理器(CPU)。
⏹微型计算机----微处理器与存储器、输入/输出接口电路在印制电路板上用总线连接起来,再配以适当的输入/输出设备(如磁盘存储器、键盘和显示器等),就构成了微型计算机。
⏹它由控制器、运算器、存储器、输入/输出接口电路、输入设备和输出设备几部分组成,它们之间由总线连接进行信息传输。
控制器和运算器综合起来称中央处理器(CPU),也称为微处理器。
⏹控制器是计算机的控制核心,它负责从内部存储器中⏹运算器(Aithmctieal Logic Unit,ALU)⏹存储器用于存储程序和数据。
存储器根据其位置不同可分为两类:内部存储器和外部存储器。
⏹输入/输出接口又称I/O接口,是CPU与外设之间相连的逻辑电路,外设必须通过接口才能和CPU相连。
⏹输入和输出设备如:键盘、鼠标、显示器、打印机等。
用于完成和计算机进行信息交流的输入和输出操作。
⏹总线是控制器、运算器、存储器、I/O接口之间相连的一组线。
⏹中央处理器⏹程序存储器⏹数据存储器⏹并行输入/输出端口⏹串行输入/输出端口⏹定时/计数器⏹系统时钟⏹ 1.1.3 单片机的特点⏹存储器ROM和RAM严格分工⏹采用面向控制的指令系统⏹输入/输出端口引脚具有复用功能⏹品种规格的系列化⏹硬件功能具有广泛的通用性⏹ 1.1.4 单片机的几个重要指标⏹位数⏹存储器⏹I/O口⏹速度⏹工作电压⏹功耗⏹温度⏹ 1.2 单片机的发展历史和产品类型1.2.1 单片机的发展历史⏹ 1.2.1 单片机的发展历史第二阶段(1978~1982年):高性能单片微型计算机阶段,如Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z-8等。
《单片机应用技术》整体教学设计(2015~2016学年第2学期)课程名称:单片机应用技术所属系部:信息与智能工程系制定人:郭志勇巩雪洁合作人:自成留忠制定时间:2016.1.16电子信息职业技术学院一、课程基本信息一、课程定位本课程主要是以智能控制、智能电子产品、智能机器人工程项目为主线,采用企业真实工作任务,通过“项目驱动”教学模式,对国外广泛应用的MCS-51系列单片机的AT89S52单片机工作原理、应用系统的剖析,使学生获得有关单片机硬件、软件的基本概念、基本知识和单片机应用系统的设计编程入门知识以及用C 语言进行程序设计、运行、调试等基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力。
1. 岗位分析:本课程主要培养具有智能电子产品和智能控制设计、分析、调试和制作能力的技术技能型人才,可以从事智能电子产品和智能控制设计开发、生产、销售与服务等相关工作,如图1所示。
图1 课程与岗位2. 课程分析:本课程是计算机控制技术、物联网应用技术等相关专业的职业能力必修课程,是计算机控制技术专业核心课程。
在计算机控制技术专业课程体系中,基于单片机应用技术的课程结构如图2所示。
图2 基于单片机应用技术的课程结构位于最底层的是本课程的先修课程,也是专业基础课程;本课程是专业核心课程;位于最上层的是本课程的后续课程,既专业课程。
基于单片机应用技术的课程结构实现了无缝对接,同时也是我们学校其它相关专业的骨干课程,如嵌入式技术、电子信息工程技术、机电一体化、电气自动化、数控技术等专业都开设本课程。
二、课程目标设计总体目标:学通过本课程的学习,学生能熟练使用Proteus仿真软件、C语言编程,能完成简单的智能电子产品和智能控制设计开发;能根据智能电子产品和智能控制设计要求进行元器件焊接组装、软硬件调试;培养学生具有一定的创新思维能力,科学的工作方法和良好的职业道德意识,为提高学生职业技能奠定良好基础。
能力目标:(1)会运用keil集成开发环境,能用C语言编写控制程序、下载调试、查阅帮助的技能;(2)会运用Proteus仿真软件,在计算机上完成从单片机电路设计、调试与仿真运行的技能;(3)会智能电子产品、智能控制的开发流程和设计方法;(4)能编制出智能电子产品、智能控制的总体设计方案;(5)能根据智能电子产品、智能控制设计要求,完成元器件采购、焊接组装、软硬件调试;(6)具备智能电子产品、智能控制的运行维护、技术改造、生产管理岗位的能力。
知识目标:(1)知道MCS-51单片机的组成、部结构和引脚功能;(2)会C51的C语言程序基本结构、数据类型和基本语句;(3)会C语言程序分析、应用程序设计和中断服务程序编写;(4)知道MCS-51单片机中断的概念及中断系统;(5)会灵活应用MCS-51单片机的定时器/计数器;(6)能应用MCS-51单片机的I/O接口,完成显示、键盘、D/A转换、A/D转换、串行通信的设计。
素质目标:(1)能制定出切实可行的工作计划,提出解决实际问题的方法;(2)具有对新知识、新技术的学习能力,通过不同途径获取信息的能力,以及对工作结果进行评估的能力;(3)具有决策能力,能记录、收集、处理、保存各类专业技术的信息资料。
(4)具有良好的思想品德、敬业与团队精神及协调人际关系的能力;(5)具有一定的语言和文字表达能力;(6)具有科学的创新精神、决策能力和执行能力;(7)具有从事专业工作安全生产、环保、职业道德等意识。
职业技能证书要求:本课程对应的职业技能证书要求如表1所示。
三、课程容设计:本课程主要是以智能电子产品和智能控制工程项目为主线,采用企业真实工作任务,通过Proteus仿真软件设计和C语言编程,实现在计算机上完成从单片机电路设计、软件设计、调试与仿真一气呵成,同时在每个项目中融入了元器件焊接组装、软硬件调试,真正实现从概念到产品的完整设计与制作。
本课程容与职业岗位标准密切接轨,从职业岗位技能出发,课程容分为技能基础、技能提高和技能综合应用(即单片机项目开发实训)三部分部分,其能综合应用是停课一周进行,如图3所示。
图3 课程容组织设计总课时在90学时左右,用11个智能电子产品和智能控制项目作为载体组织教学容,将相关知识、能力要求贯穿于每个项目实践中。
技能基础模块安排64学时左右,主要注重职业岗位的基本技能训练,使学生能完成简单的智能电子产品设计制作和调试;技能提高模块可以根据实际需要选择项目,安排26学时左右,主要注重职业岗位的开发技能训练以及学生的课程设计,使学生具有智能电子产品和智能控制开发制作和调试的能力。
本课程容安排如表2所示。
表2 课程容安排表技能基础训练 技能提高训练 技能综合训练技术逐渐综合难度逐渐增加四、能力训练项目设计五、项目情境设计六、课程进程表见单片机应用技术授课计划。
七、第一次课设计和最后一次课设计项目一发光二极管LED控制1.1 工作模块1 点亮一个LED(第一次课)工作任务:使用AT89S52单片机的I/O引脚接发光二极管LED,通过C语言程序控制,点亮一个发光二极管。
终极目标:能完成单片机最小系统和输出电路设计,能应用C语言程序完成单片机输入输出控制,实现对LED控制的设计、运行及调试。
促成目标:1. 知道AT89S52单片机结构;2. 知道AT89S52单片机的引脚功能;3. 会AT89S52单片机最小系统电路设计;4. 会C语言基本构成和基本语句;5. 会利用单片机I/O口实现点亮一个LED。
教学方法:采用“教、学、做”一体化教学方法模式,项目的实施可采用小组合作的学习方法。
教学设计:在工作模块1点亮一个发光二极管中,用Proteus仿真软件完成第一个单片机电路、用Keil C51完成第一个C语言LED控制程序;通过“边做边学”,学习AT89S52单片机结构、引脚功能,完成最小系统电路和LED电路设计;通过“边做边学”,学习基于单片机的C语言基本构成和基本语句,完成单片机点亮一个LED的程序设计。
课时:4学时教学过程:1.1.1 用Proteus设计第一个LED控制电路Proteus是英国Labcenter Electronics公司开发的多功能EDA软件。
Proteus不仅是模拟电路、数字电路、模/数混合电路的设计与仿真平台,也是目前较先进的单片机和嵌入式系统的设计与仿真平台。
它实现了在计算机上完成从原理图与电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与1LEDR1 10k C130pFC230pFX1CRYSTALC3 10uFXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89S52D1LED-REDR2220在P1.0时对应的LED熄灭。
2.用Proteus仿真软件完成点亮一个LED电路用Proteus仿真软件完成第一个LED控制电路,步骤如下:(1)双击桌面上的ISIS 7 Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→Proteus 7 Professional→ISIS 7 Professional,进入Proteus ISIS 集成环境;(2)新建设计文件、设置图纸尺寸、设置网格、保存设计文件为“点亮一个LED.DSN”;(3)从Proteus元器件库中选取元器件AT89S52也可用AT89C52代替(单片机)、CRYSTAL(晶振)、CAP(电容)、CAP-ELEC(电解电容)、RES(电阻)、LED-RED(红色发光二极管);(4)按图1-1所示放置元器件、编辑元器件、放置终端,然后进行连线和属性设置;(5)最后进行电气规则检测。
单击“工具”→“电气规则检查”命令,弹出检查结果窗口,完成电气检测。
若检测出错,根据提示修改电路图并保存,直至检测成功。
1.1.2 用Keil C51设计第一个C语言LED控制程序Keil C51是德国Keil软件公司开发的基于8051 核的微控制器软件开发平台,是51系列单片机C语言软件开发系统,是目前开发8051 核单片机的主流工具。
Keil C51软件提供了丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,可以完成工程建立和管理、编译、连接、目标代码的生成、软件仿真和硬件仿真等完整的开发流程。
1.编写点亮一个LED程序由于P1.0引脚接LED的阴极,LED的阳极通过220限流电阻后连接到5V 电源上,所以从P1.0引脚输出低电平就可以点亮LED。
“点亮一个LED”的C语言程序如下:#include <AT89X52.H> //包含AT89X52.H头文件sbit LED=P1^0; //定义LED为P1.0引脚void main (void){LED=0; //P1.0引脚输出低电平点亮LEDwhile(1);}程序编程说明:(1)“#include <AT89X52.H>”语句是一个“文件包含”处理,是将AT89X52.H头文件的容全部包含进来。
这里程序中包含AT89X52.H头文件的目的是为了要使用P1^0这个符号,即通知C编译器,程序中所写的P1^0是指AT89S52单片机的P1.0引脚。
(2)P1.0不能直接使用,这里用“sbit LED=P1^0;”就是定义用符号LED 来表示P1.0 引脚,也可以起P1_0 或P10一类的名字。
(3)“LED=0;”语句是使P1.0引脚输出低电平,点亮发光二极管LED。
(4)“while(1);”语句的表达式是1,也就是说while语句的表达式始终为真,进入死循环,LED始终点亮。
(5)Keil C 支持C++风格的注释,可以用“//”进行注释,也可以用/*……*/进行注释。
2.建立第一个C程序项目双击桌面上的Keil μVision2图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→Keil μVision2,进入Keil μVision2集成开发环境。
(1)建立工程文件,选择单片机。
单击“工程”→“新建工程”命令,在弹出的“新建工程”对话框中指定文件夹,输入文件名“点亮一个LED”,单击“保存”按钮,在弹出的为目标Target 1选择设备对话框中选择单片机型号(Atmel的89S52),单击“确定”按钮。