单片机原理及应用技术项目化教程 项目四

《单片机原理及应用》实验教学大纲课程编号：B04611016课程类别：专业课实验学时：16学时学分：2.5适用专业：计算机科学与技术一、实验教学目的和任务本课程是计算机及应用专业一门重要的专业课。

其教学内容直接面向生产。

同时，微机向小型化、超小型化方面发展愈来愈迅猛。

单片机应用已渗透社会各个领域，特别在通信技术中的应用，大大提高了通信技术水平。

学生应具备这方面的知识与技能，为今后参加工作，打下坚实的基础。

二、实验教学基本要求本课程是一门很注重实践的课程。

以研究MCS－51系列单片机入手，掌握其硬件结构、指令系统和程序设计，以及常用接口技术和典型应用实例。

三、实验教学内容实验项目一：清零程序1、实验目的及要求要求学生掌握软件的结构和键盘的调试。

2、实验内容及学时分配（2学时）（1）了解MCS-51软件的构造（2）掌握清零程序的输入方法（3）了解起始伪指令的输入方法实验项目二：拼字和拆字程序1、实验目的及要求要求学生掌握存储器分配和汇编语言的简单应用。

2、实验内容及学时分配（2学时）（1）进一步掌握MCS-51软件的基本使用方法（2）掌握指令的寻址方式（3）掌握数据传送指令和地址内容的分配实验项目三：数据区传送子程序1、实验目的及要求要求学生掌握RAM数据存储器实际操作。

2、实验内容及学时分配（2学时）（1）掌握MCS-51逻辑运算指令和位操作指令（2）进一步掌握数据传送子程序的简单方法（3）掌握查表程序的编写实验项目四：数据排序实验1、实验目的及要求要求学生掌握汇编语言的应用和实际操作。

2、实验内容及学时分配（2学时）（1）掌握MCS51逻辑运算指令和位操作指令（2）进一步掌握简单顺序程序的编写和调试方法（3）掌握查表程序的编写实验项目五：查找相同个数1、实验目的及要求熟悉汇编语言程序，使用环移指令和加1指令。

2、实验内容及学时分配（2学时）（1）掌握赋值指令（2）掌握带进位的环移指令和加1程序的编写实验项目六：双字节无符号数的乘法实验1、实验目的及要求要求学生掌握MCS-51汇编语言设计和调试方法。

科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·108·2021年第23期文章编号：2095－6835（2021）23－0108－02项目式教学体系改革“单片机原理及应用”课程教学的研究与实践＊苏渤力，于瑞红，王新刚，马洪蕊（防灾科技学院电子科学与控制工程学院，河北廊坊065201）摘要：“单片机原理及应用”是电子信息大类专业一门综合性、实践性较强的课程。

根据课程特点结合项目式教学体系建设，对“单片机原理及应用”课程的教学模式、实践教学方式、教学内容进行了研究和探索。

实践表明，该教学改革有效提高了学生分析问题和解决问题的能力，综合素质显著提高，教学效果十分理想。

关键词：“单片机原理及应用”；教学改革；项目式教学体系；教学研究中图分类号：G642文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2021.23.044“单片机原理及应用”课程讲授8位、16位和32位微控制器的设计及应用，是电子信息大类一门综合性和实践性较强的课程[1-2]。

随着半导体技术的进步，微控制器作为核心控制器件在汽车电子、航天与国防、工业自动化与控制系统、无线基础设施以及个人消费类电子器件等领域有着广泛的应用。

该课程讲授先进的微控制器架构和外设、实时处理、数据分析和安全功能，使学生掌握如何提高微控制系统的自动化程度和能效[3-4]。

为了提升学生进行高性能低功耗微控制系统设计的能力，使学生通过本课程的学习达到企业和行业要求的综合设计能力，课题组根据“单片机原理及应用”课程的综合性和实践性，对课程的教学进行了创新尝试和改进研究[5-6]，探索了项目式教学体系模式，提高教学内容的深度、广度和趣味性。

实践教学改革取得了较好的教学效果。

1教学模式探索1.1课堂讲授与演示各种型号的微控制器在具体的应用领域均有独特的优势，集成开发环境较多，微控制器是设计基础，程序设计是核心。

实验报告课程名称单片机原理与应用实验项目串行通信指导教师学院信息与通信工程 _ 专业电子信息工程班级/学号学生姓名实验日期成绩______________________一、实验目的1、掌握串行口编程控制方法；2、掌握串口调试和仿真器的烧写方法；3、综合应用定时器、串行接口及中断等。

二、实验内容1、编写一个程序, 利用单片机的串行口向PC机循环发送0x55。

三、编写一个程序, 每当串行口接收到PC机发送的0x55（ASCII码为字母U）时, 返回一个0x41（ASCII码为字母A）。

在PC机一端, 以接收窗口收到0x41为完成（可以循环此过程）。

四、PC机向单片机发送0—9（无需编程, 在DPFlash的串口调试软件下配置即可）, 单片机在接收到数据后送数码管显示；同时, 单片机每隔0.5S向PC机发送a—z的ASCII码(0x61~0x7a, 每秒发2个), 在PC机的串口调试软件中显示结果。

五、实验步骤1、新建工程, 编写程序, 实现通过串行口向PC机发送0x55（可采用串口模式1, 波特率2400）, 注意工程的环境变量设置, Target窗口下code和xdata memory设置为空, 无须加入startup.A51, Output窗口下选中CreateHex选项, 编译生成HEX文件。

2、阅读网上的实验指导书及下面的说明, 掌握DPFlash软件的使用, 掌握仿真器的两种工作方式使用。

仿真器拨到load方式, 打开DPFlash软件,文件菜单中选择装载, 加入编译生成的*.HEX文件, 点击编程按扭, 使用默认配置即可, 烧入仿真器的Flash中。

3、关闭电源, 将仿真器拨到run方式, 并将连接在仿真器上的PC串口通信电缆拔下, 然后与实验仪上的单片机串口相连。

开机复位后将自动运行单片机程序, 在PC机的DPflash软件中的串口调试器下观察结果。

编写程序实现单片机接收到PC机发来的0x55后回送0x41,在串口调试软件的处理字符串中发送0x55,可以选中下栏的自动发送单选框来实现每隔1S发送一次, 观察结果。

《单片机原理及应用》课程标准一、学习领域（课程）综述（一）学习领域定位“单片机原理及应用”学习领域由岗位群的“电子产品技术支持岗位”行动领域转化而来，是构成应用电子技术专业框架教学计划的专业学习领域之一，其定位见表一：表一学习领域定位（二）设计思路本学习领域注重培养分析问题、解决问题的能力、强化学生动手实践能力，遵循学生认知规律，紧密结合应用电子专业的发展需要，为将来从事应用电子产品的设计、检测奠定坚实的基础。

将本课程的教学活动分析设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学、并以典型设备为载体，通过具体案例，按单片机项目实施的顺序逐步展开，让学生在掌握技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技术训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用、培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。

本课程在内容组织形式上强调了学生的主体性学习，在每个项目实施前，先提出学习目标，再进行任务分析，学生针对项目的各项任务进行相关知识的学习，并通过多种实践活动实施项目以实现学习目标。

最后根据多元化的评分标准进行自我评价。

（三）学习领域（课程）目标1.方法能力目标：能根据项目任务或工作，制订项目完成工作计划；学会自我学习、收集和检索信息、查阅技术资料；在单片机应用程序调试过程中会选择各种仪器仪表；学会单片机应用程序KEIL的仿真调试方法；学会学习和工作的方法，勤于思考、做事认真的良好作风；培养学生一丝不苟、刻苦钻研的职业道德；学会在产品制作过程中进行技术指导、质量管理和成本核算方法。

2.社会能力目标：建立团结协作的精神，能与人沟通和合作完成工作任务；养成勇于创新、敬业乐业的工作作风；形成清晰的逻辑思维意识，正确辨别事物的真假；了解电子行业技术应用的发展前景，拓宽产品开发的思路；掌握产品生产工艺要求，培养工作的质量意识、安全意识；具有较强的社会责任感，为祖国发展强大贡献力量的责任意识；积累丰富的工作经验。

3.专业（职业）能力目标：能熟悉和了解不同厂商、不同型号单片机器件并掌握其性能特点；能读懂单片机应用系统电路原理，包括复位电路、时钟电路、最小单片机应用系统电路，掌握各I/O的区别及与外围电路连接的方法，区分辩别单片机的地址线、数据线及控制线，熟练掌握单片机拥有的系统资源及资源利用，掌握汇编语言的指令格式、寻址方式，学会汇编语言的程序编写，学会简单的应用系统设计；能识别各种外围元器件并进行元器件焊接、KEIL仿真调试；能根据应用系统原理图编写控制程序；能在单片机系统调试和维修过程中，通过工程计算和理论分析，判断故障点和提供解决问题的途径；会使用常用仪器仪表如万用表、示波器、频率计对单片机应用系统进行判断分析、调试，直至调试成功；掌握程序流程图的画法、子程序的编写方法、中断程序的编写方法、子程序和中断调用、伪指令的熟练使用、熟练掌握顺序程序结构、循环程序结构、分支程序结构，掌握仿真器的使用及结合软硬件调试程序。

单片机原理及运用和单片机接口技术1. 单片机的原理及运用：单片机（Microcontroller）是一种集成电路，包含了处理器（CPU）、存储器（RAM 和ROM）、输入输出接口（I/O）、定时器/计数器等功能模块。

单片机通过内部程序的控制实现各种功能，广泛应用于嵌入式系统中。

单片机的工作原理是通过执行内部程序指令来完成各种任务。

单片机的内部存储器（ROM）中存储了一段程序代码，CPU会按照程序指令的顺序执行这些代码。

通过编写适当的程序代码，可以实现各种功能，如控制外部设备、处理数据等。

单片机可以应用于各种领域，如家电控制、工业自动化、电子仪器仪表和通信设备等。

在家电控制方面，单片机可以实现对电灯、电视、空调等设备的控制；在工业自动化方面，单片机可以用于控制机器人、生产线等；在电子仪器仪表方面，单片机可以实现对传感器的数据采集和处理；在通信设备方面，单片机可以用于控制无线通信模块等。

2. 单片机接口技术：单片机接口技术是指将单片机与外部设备连接起来的技术。

通过合适的接口技术，单片机可以与各种外部设备进行通信和控制。

常见的单片机接口技术包括以下几种：2.1 并行接口（Parallel Interface）：并行接口是一种多线接口，通过多根线同时传输数据。

在单片机中，常用的并行接口是通用并行接口（GPIO），可以用来连接并行设备，如LED显示屏、液晶显示模块等。

2.2 串行接口（Serial Interface）：串行接口是一种逐位传输数据的接口，通过少量的线路传输数据。

常见的串行接口有串行通信接口（UART）、SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C（Inter-Integrated Circuit）接口。

串行接口适用于连接串行设备，如串口设备、传感器等。

2.3 模拟接口（Analog Interface）：模拟接口用于连接模拟设备，如传感器、电机等。

单片机通过模拟输入输出口（ADC和DAC）与模拟设备进行通信，实现模拟信号的采集和输出。

单片机技术与应用项目式教程1.引言单片机技术是现代电子技术中的重要组成部分，广泛应用于各个领域。

本教程旨在介绍单片机的基础知识，并通过实际应用项目的方式，帮助读者深入理解单片机技术与应用。

2.项目1：L E D闪烁器2.1项目描述本项目通过控制单片机的IO口，使L E D灯以固定模式闪烁。

通过完成该项目，读者将了解到单片机的GP IO口控制以及延时等基础知识。

2.2硬件材料-单片机开发板-L ED灯-连接线2.3硬件连接将L ED的正脚连接到单片机的G PI O口，负脚连接到地。

2.4软件编程使用C语言编写以下代码，并通过烧录软件将程序下载到单片机中：#i nc lu de<r eg51.h>s b it LE D=P1^0;v o id de la y(in tt ime)//延时函数{i n ti,j;f o r(i=0;i<ti me;i++)f o r(j=0;j<1000;j++);}v o id ma in(){w h il e(1){L E D=0;//点亮LE Dd e la y(1000);//延时1秒L E D=1;//熄灭LE Dd e la y(1000);//延时1秒}}2.5测试与调试将单片机上电，观察L ED灯是否按照预期的模式闪烁。

如有问题，请检查硬件连接和代码逻辑。

3.项目2：温度传感器监测系统3.1项目描述本项目利用单片机和温度传感器，实时监测环境温度，并将结果显示在L CD液晶屏上。

通过完成该项目，读者将学习到单片机的模拟输入和数字输出、温度传感器的使用，以及L CD屏幕的驱动等知识。

3.2硬件材料-单片机开发板-温度传感器（例如D S18B20）-L CD液晶屏-连接线3.3硬件连接将温度传感器的信号引脚连接到单片机的A DC输入口，将LC D液晶屏的数据线和使能线连接到单片机的IO口。

3.4软件编程使用C语言编写以下代码，并通过烧录软件将程序下载到单片机中：#i nc lu de<r eg51.h>#i nc lu de<s td io.h>#d ef in eL CD_D AT AP0s b it RS=P2^0;s b it RW=P2^1;s b it EN=P2^2;u n si gn ed in tt em p;v o id de la y(in tt ime)//延时函数{i n ti,j;f o r(i=0;i<ti me;i++)f o r(j=0;j<1000;j++);}v o id di sp la yT em p(u n si gn ed in tt em p)//温度显示函数{c h ar st r[10];s p ri nt f(st r,"T emp:%d C",t em p);L C D_cm d(0x01);//清屏d e la y(5);L C D_cm d(0x80);//将光标移动到第一行第一列d e la y(5);L C D_st r(st r);}v o id ma in(){w h il e(1){t e mp=g et Te mp();//获取温度值d i sp la yT em p(te m p);//显示温度d e la y(1000);//延时1秒}}3.5测试与调试将单片机上电，观察L CD液晶屏上是否显示实时温度值。

单片机原理与应用项目教程单片机是一种集成电路，它包含了中央处理器、存储器、输入输出端口和定时器等功能模块。

单片机广泛应用于各种电子设备中，如家用电器、汽车电子、医疗设备等。

本文将介绍单片机的原理和应用项目教程。

一、单片机原理单片机的核心是中央处理器，它负责执行程序指令。

单片机的存储器分为程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存储程序指令，数据存储器用于存储数据。

输入输出端口用于与外部设备进行通信，定时器用于计时和延时。

单片机的工作原理是通过程序指令控制输入输出端口的状态，从而实现各种功能。

程序指令是由程序员编写的，通过编译器将程序烧录到单片机的程序存储器中。

单片机执行程序指令时，会根据指令的类型和操作数执行相应的操作。

二、单片机应用项目教程1. LED闪烁LED闪烁是单片机最基本的应用之一。

通过控制单片机的输出端口，可以实现LED的闪烁效果。

以下是一个简单的LED闪烁程序：#include <reg52.h>sbit LED = P1^0;void main(){while(1){LED = 0;delay(500);LED = 1;delay(500);}}2. 温度测量单片机可以通过温度传感器测量环境温度。

以下是一个简单的温度测量程序：#include <reg52.h>sbit DQ = P1^0;void delay_us(unsigned int us){while(us--);}unsigned char read_temperature() {unsigned char i, j, k;unsigned char temperature = 0;DQ = 0;delay_us(500);DQ = 1;delay_us(60);if(DQ == 0){delay_us(500);DQ = 1;delay_us(60);}for(i = 0; i < 8; i++){DQ = 0;delay_us(12);DQ = 1;delay_us(12);j = DQ;k = ~DQ;temperature = (temperature >> 1) | (j << 7);}return temperature;}void main(){unsigned char temperature;while(1){temperature = read_temperature();// 处理温度数据}}3. 无线遥控单片机可以通过无线模块实现遥控功能。

单片机应用技术项目化教程
单片机应用技术项目化教程是一种以实战项目为导向的单片机应用技术教学方法，通过具体项目实例演示，逐步深入讲解单片机原理、硬件组成、编程思路、各种常用传感器的实际应用等相关内容，帮助学生深入理解单片机应用技术，提高实战能力。

该项目化教程的主要特点包括以下几个方面：
1. 实战项目为主：教学任务以实际项目应用场景为主，通过引导学生设计和实现具体项目，提高其解决实际问题的能力。

2. 理论与实践相结合：在项目实现的过程中，相应的基础理论和实际应用技巧也逐步呈现，使学生能够吸收更多的知识和技术。

3. 多种传感器应用：教学任务涉及到的项目和相关技术包括多种传感器应用、数据采集处理、控制与执行等，帮助学生全面了解单片机应用技术的多种用途。

4. 团队协作：项目化教程中，学生可结成小组进行项目实现，提高团队协作和沟通能力。

通过此种教学方法，学生不仅能够深入掌握单片机的应用技术，更能够在实际项目中锻炼解决问题的能力和创新思维，为今后从事相关领域的工作打下坚实的技
术基础。

单片机原理及应用实验单片机原理及应用实验单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器和外围设备接口等功能的集成电路，广泛应用于电子产品和嵌入式系统中。

它具有成本低、功耗低、可编程性强等特点，成为现代电子技术领域的重要组成部分。

本文将介绍单片机的原理及应用实验。

一、单片机原理单片机的原理主要包括微处理器核心的组成、存储器系统、输入输出（I/O）接口等方面。

1. 微处理器核心单片机的核心是微处理器，它包括中央处理器（CPU）、寄存器和控制单元等组成部分。

中央处理器是单片机的核心部件，负责执行各种指令和数据处理操作。

寄存器用于临时存储指令、数据和地址等信息。

控制单元则负责控制指令的执行和数据的传输。

2. 存储器系统单片机的存储器系统主要包括程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存储程序指令，常见的是闪存和EEPROM。

数据存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），用于存储变量和常数等数据。

3. 输入输出接口单片机的输入输出接口是连接外围设备的重要通道，可以通过输入输出口与外部某个设备进行数据的输入和输出。

常见的接口有并行口、串行口、定时器和计数器等。

二、单片机应用实验单片机的应用实验主要包括各种实际应用场景的设计和实现，例如数字时钟、温度控制器、电子秤等。

下面以一个简单的LED控制实验为例，介绍单片机应用实验的基本流程。

1. 实验准备在开始实验之前，首先需要准备开发板、单片机、电源和连接线等实验工具。

确保实验环境安全可靠，并检查电路连接是否正确。

2. 实验电路设计根据实验要求，设计LED控制电路。

确定LED的数量和连接方式，并选择合适的电阻进行限流。

将电路连接至单片机的输出口，确保电路正常工作。

3. 编写程序使用适当的编程语言编写程序，实现LED的控制功能。

根据单片机类型选择相应的开发工具和编程环境进行开发。

编写程序时需要考虑逻辑正确性和代码的执行效率。

4. 烧录程序将编写好的程序通过编程器烧录到单片机的存储器中。