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单片机课程教案一、课程概述单片机原理及应用是一门涉及微处理器、数字电路和计算机接口技术的综合性课程。
本课程的目标是使学生掌握单片机的原理和应用，了解单片机在嵌入式系统设计中的地位和作用，为学生进一步深入学习和应用单片机打下坚实的基础。
二、课程目标1、理解单片机的内部结构和工作原理。
2、掌握单片机的基本操作和编程方法。
3、熟悉单片机在嵌入式系统中的应用和设计方法。
4、培养学生的创新能力和实践操作能力。
三、课程内容第一章：单片机概述1、1单片机的基本概念及发展历程2、2单片机的特点和应用领域3、3单片机的主要产品和发展趋势第二章：单片机的基本结构和工作原理2、1单片机的内部结构和主要部件功能介绍21、2单片机的引脚和信号说明211、3单片机的存储器和寄存器介绍2111、4单片机的时钟系统和定时器/计数器介绍第三章：单片机的编程语言和开发环境3、1单片机的编程语言概述和特点31、2 C语言在单片机编程中的应用311、3 Keil C51开发环境和程序设计流程介绍3111、4程序调试和下载方法说明第四章：单片机的应用实例和实验指导4、1单片机在LED闪烁和流水灯控制中的应用实例41、2单片机在按键输入和数码管显示中的应用实例411、3单片机在A/D和D/A转换中的应用实例4111、4单片机在电机控制和红外线遥控中的应用实例本文5单片机的实验指导和实验报告要求说明第五章：单片机的发展趋势和应用领域的扩展本文1单片机在物联网和智能家居中的应用扩展本文2单片机在汽车电子和医疗设备中的应用扩展本文3单片机在工业控制和智能制造中的应用扩展本文4单片机在人工智能和机器人技术中的应用扩展第六章：课程总结和答疑解惑本文1课程总结和学习方法分享本文2答疑解惑和常见问题解答1、3学生自我评估和改进建议收集四、教学方法与手段本课程采用理论教学和实践操作相结合的方法，以案例分析和程序示范为主要手段，通过课堂讲解、小组讨论、实验指导等多种形式，使学生更好地理解和掌握单片机的原理和应用。
《单片机应用系统设计》课程教学大纲一、本课程的地位、作用和任务本课程是在学生学完电子技术类基础课程和微机应用类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。
本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。
初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。
二、理论教学内容绪论单片机概述0．1 引言0．2 单片机的特点0．3 单片机的发展0．4 MCS-51单片机系列简介第一章MCS–51单片机的结构和原理1. 1 单片机的内部结构1. 2 MCS–51的外部引脚及功能1. 3 MCS–51的存储器配置1. 4 并行输入／输出接口电路1. 5 时钟电路与时序1. 6 MCS –51最小系统设计第二章MCS-51的指令系统2．1 MCS-51指令系统概述2．2 数据传送类指令2．3 算术运算类指令2．4逻辑运算及移位类指令2．5 控制转移类指令2．6 布尔变量操作类指令第三章汇编语言程序设计3．1 汇编语言源程序的格式3．2 伪指令3．3 汇编语言程序举例第四章MCS—51的中断与定时4.1 MCS—51单片机的中断系统4.2 MCS–51的定时/计数器第五章存储器扩展技术5.1 概述5.2 程序存储器的扩展5.3 数据存储器的扩展5.4 PROME2及其扩展第六章Ｉ/Ｏ扩展技术6．1 Ｉ/Ｏ接口概述6．2 MCS-51并行Ｉ／Ｏ口的直接使用6．3 简单Ｉ／Ｏ扩展6．4 8255并行Ｉ／Ｏ口6．5 8155简介第七章键盘/显示器扩展技术7．1 单片机应用系统中的人机通道7．2 键盘及其接口7. 3 显示器及接口7．4 专用的8279键盘/显示器接口第八章模拟量输入/输出通道8.1 模拟量输入通道8.2 模拟量输出通道第九章MCS-51的串行通信9.1 串行通信基础9.2 串行接口的构成与工作方式9.3 串行口的典型应用9.4 单片机的多机通信9.5 RS-232C串行总线第十章应用程序设计技术10.1 智能仪表的一般结构10.2 单片机应用系统设计举例第十一章高性能单片机PIC16F8XX介绍11．1 PIC16F87X的特点11．2 PIC16F87X的结构与配置11．3 PIC16F87X的功能部件11．4 PIC16F87X的应用举例三、实践教学的内容和要求实验一联机仿真操作练习实验目的：进一步掌握开发工具的应用实验内容：学习PC机与开发机联机仿真的操作方法实验二指令系统和编程练习实验目的：掌握8051单片机常用指令的使用和编程实验内容：用8051单片机的常见指令编写简单的多字节加减法程序。
单片机教案(讲稿)第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程介绍单片机的概念及其发展历程讲解单片机在我国的应用与发展现状1.2 单片机的组成与结构介绍单片机的组成结构，包括CPU、存储器、输入/输出接口等讲解单片机的硬件系统设计与应用1.3 单片机的特点与分类讲解单片机的主要特点，如体积小、成本低、功耗低等介绍单片机的分类及应用领域第二章：单片机编程基础2.1 计算机组成原理与数制转换讲解计算机组成原理，包括二进制、八进制、十六进制等数制转换方法介绍ASCII码、GB2312等字符编码标准2.2 单片机指令系统与编程语法讲解单片机的指令系统，包括数据传输、逻辑运算、算术运算等指令介绍单片机编程语法，如寄存器、立即寻址、间接寻址等2.3 程序设计方法与技巧讲解程序设计方法，包括顺序结构、分支结构、循环结构等介绍编程技巧，如变量命名、代码优化、模块化设计等第三章：单片机接口技术3.1 并行接口设计与应用讲解并行接口的原理与设计方法介绍并行接口在单片机中的应用案例，如键盘、LED显示等3.2 串行接口设计与应用讲解串行接口的原理与设计方法介绍串行接口在单片机中的应用案例，如串口通信、USB接口等3.3 其他接口技术介绍讲解ADC、DAC、PWM等接口技术的原理与应用介绍这些接口技术在单片机中的应用案例第四章：单片机应用系统设计4.1 系统设计流程与方法讲解单片机应用系统设计的流程，包括需求分析、硬件选型、软件设计等介绍系统设计方法，如模块化设计、层次化设计等4.2 硬件系统设计与调试讲解硬件系统设计的方法与技巧介绍硬件调试工具与方法，如示波器、逻辑分析仪等4.3 软件系统设计与调试讲解软件系统设计的方法与技巧介绍软件调试工具与方法，如调试器、仿真器等第五章：单片机项目实践5.1 项目实践概述讲解项目实践的目的与意义介绍项目实践的内容与要求5.2 项目实践案例一：温度控制系统讲解温度控制系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现温度控制的具体步骤与技巧5.3 项目实践案例二：智能家居系统讲解智能家居系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现智能家居的具体步骤与技巧5.4 项目实践案例三：小型讲解小型的原理与设计方法介绍使用单片机控制小型的具体步骤与技巧展望单片机技术在未来的发展趋势与应用前景第六章：单片机中断与定时器/计数器6.1 中断系统讲解单片机的中断系统概念、类型及优先级介绍中断服务程序的编写方法与中断响应过程6.2 定时器/计数器原理讲解定时器/计数器的结构、工作模式及编程方法介绍定时器/计数器在工业控制中的应用案例6.3 中断与定时器/计数器应用实例结合具体案例，讲解中断与定时器/计数器在实际项目中的应用第七章：单片机串行通信技术7.1 串行通信基础讲解串行通信的概念、分类及标准介绍串行通信的物理层、数据链路层及网络层协议7.2 单片机串行通信接口讲解单片机串行通信接口的原理与编程方法介绍单片机串行通信在各种应用场景中的案例7.3 串行通信技术应用实例结合具体案例，讲解串行通信技术在实际项目中的应用第八章：单片机接口扩展技术8.1 并行扩展技术讲解并行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍并行扩展在存储器、IO接口等方面的应用8.2 串行扩展技术讲解串行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍串行扩展在ADC、DAC、显示模块等方面的应用8.3 接口扩展技术应用实例结合具体案例，讲解接口扩展技术在实际项目中的应用第九章：单片机嵌入式系统设计9.1 嵌入式系统概述讲解嵌入式系统的概念、特点及分类介绍嵌入式系统的设计流程与方法9.2 嵌入式操作系统讲解嵌入式操作系统的概念、特点及分类介绍常见的嵌入式操作系统及其应用案例9.3 嵌入式系统设计实例结合具体案例，讲解嵌入式系统在实际项目中的应用第十章：单片机技术发展趋势与应用前景10.1 单片机技术发展趋势讲解单片机技术的发展趋势，如性能提升、集成度增加等介绍新兴的单片机技术，如片上系统（SoC）、物联网（IoT）等10.2 单片机应用前景探讨单片机技术在各个领域的应用前景，如工业控制、智能家居、医疗设备等分析单片机技术对我国经济社会发展的重要意义重点和难点解析重点环节一：单片机的定义与发展历程单片机作为微控制器的核心，其定义和发展历程是理解微控制器应用的基础。
单片机教学大纲《单片机原理与接口技术》课程教学大纲课程性质：专业必修课总学时数：60 适合专业：电子技术应用一、课程教学目标通过本课程的教学使学生掌握单片机技术的根本知识，了解单片机的组成、工作原理、编程及外围电路设计等根底知识，掌握单片机的编程方法、编程规那么及外围电路设计技巧，着重培养学生的自学能力，编程能力，动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、课程的目的与任务本课程是电子技术应用专业的一门专业必修课，通过对本门课的学习，让学生掌握80C51单片机的根本知识，包括它的系统结构，指令系统程序设计方法，中断系统和定时记数系统，以及80C51单片机的系统扩展方法、应用技术和开展现状。
要求学生在学习完本门课程后可以用单片机做简单的系统设计，并且掌握汇编语言和C语言的编程方法，为学习其他型号单片机做一个知识的铺垫。
三、理论教学的根本要求1．了解当前市场主流单片机型号及种类以及单片机应用系统的根本开发方法。
2．熟悉80C51单片机的结构和工作原理,掌握80C51的内部资源,特别是存储器配置，理解单片机的工作原理和根本时序。
3．掌握C言程序设计的方法，能编写简单的程序。
4．理解中断系统的根本概念，中断系统的结构。
5．理解80C51定时/计数器的结构。
6．了解80C51单片机串行接口结构，掌握80C51单片机串行接口的使用方法。
7．理解80C51单片机的总线扩展逻辑，掌握80C51单片机存储器扩展方法。
8. 了解80C51单片机C语言程序设计根本方法。
9．了解80C51单片机应用系统的一般设计步骤，掌握提高80C51单片机系统可靠性的方法。
四、实践教学的根本要求实验学时序号 1 2 3 4 实验名称单片机仿真软件的使用方法并行口输入输出实验音频控制实验程序调试 8 应开实验工程个数 4 实验要求学时分配实验类型备注必做必做必做必做 2 2 2 2 演示性验证性综合性综合性实验一单片机仿真软件的使用方法1实验目的：了解单片机仿真软件的功能并且学会单片机仿真软件的使用方法。
单片机原理及应用电子教案第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程1.2 单片机的特点与应用领域1.3 单片机的组成部分及工作原理1.4 单片机的发展趋势与前景第二章：单片机的基本组成原理2.1 中央处理器（CPU）2.2 存储器2.3 输入/输出接口（I/O）2.4 时钟电路与复位电路2.5 电源电路第三章：单片机编程基础3.1 指令系统与编程语言3.2 程序设计基本步骤与方法3.3 常用编程软件与开发环境3.4 编程实例与技巧第四章：单片机中断系统与定时器/计数器4.1 中断系统概述4.2 中断处理程序的编写与实现4.3 定时器/计数器的基本原理与编程4.4 定时器/计数器的应用实例第五章：单片机串行通信接口5.1 串行通信的基本概念与标准5.2 单片机串行通信接口及其编程5.3 串行通信协议与波特率的计算5.4 串行通信应用实例第六章：单片机外围设备与接口技术6.1 并行接口与I/O扩展6.2 模拟量接口与ADC/DAC转换6.3 键盘接口与扫描原理6.4 显示器接口与驱动电路6.5 常用外围设备及其接口技术第七章：单片机在工业控制中的应用7.1 工业控制概述与单片机的作用7.2 常用工业控制算法与实现7.3 工业现场通信协议与接口技术7.4 工业控制系统实例分析7.5 单片机在工业控制中的挑战与发展趋势第八章：单片机在嵌入式系统中的应用8.1 嵌入式系统概述8.2 嵌入式系统设计与开发流程8.3 嵌入式操作系统与中间件8.4 嵌入式系统中的单片机选型与接口技术8.5 嵌入式系统应用实例分析第九章：单片机编程进阶技巧与优化9.1 编程规范与风格9.2 常用算法与数据结构9.3 编程优化技巧与方法9.4 代码调试与测试9.5 高级编程技术与实例分析第十章：单片机项目实践与创新10.1 单片机项目实践流程与方法10.2 创新性单片机项目设计与实践10.3 项目案例分析与点评10.4 单片机竞赛与创新活动指导10.5 单片机技术在未来的发展展望重点和难点解析重点环节一：单片机的定义与发展历程解析：单片机的定义是理解其原理和应用的基础，了解其发展历程有助于我们更好地理解其发展趋势和应用领域的拓展。
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。
单片机技术教案(综合版)第一章：单片机概述教学目标：1. 了解单片机的定义、发展历程和分类。
2. 掌握单片机的基本组成原理和应用领域。
3. 熟悉常见单片机的性能参数和选型原则。
教学内容：1. 单片机的定义和发展历程。
2. 单片机的分类和特点。
3. 单片机的基本组成原理。
4. 单片机的应用领域。
5. 常见单片机的性能参数和选型原则。
教学方法：1. 讲授法：讲解单片机的定义、发展历程和分类。
2. 案例分析法：分析单片机的应用领域和选型实例。
3. 讨论法：探讨单片机的组成原理和特点。
教学资源：1. 课件：介绍单片机的定义、发展历程、分类和应用领域。
2. 实例：展示单片机的应用实例和选型原则。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对单片机定义、发展历程和分类的掌握情况。
2. 小组讨论：评估学生对单片机应用领域和选型原则的理解程度。
教学目标：1. 掌握单片机编程的基本概念和流程。
2. 熟悉单片机的指令系统及其分类。
3. 学习单片机编程语言和开发工具。
教学内容：1. 单片机编程的基本概念和流程。
2. 单片机的指令系统：数据传送指令、逻辑操作指令、算术操作指令、控制指令等。
3. 单片机编程语言：汇编语言、C语言、Basic语言等。
4. 单片机开发工具：Keil、MPLAB、CCS等。
教学方法：1. 讲授法：讲解单片机编程的基本概念和流程。
2. 案例分析法：分析单片机指令系统的应用实例。
3. 实践操作法：练习单片机编程语言和开发工具的使用。
教学资源：1. 课件：介绍单片机编程的基本概念、指令系统和编程语言。
2. 实例：展示单片机指令系统的应用实例。
3. 开发工具：提供Keil、MPLAB、CCS等单片机开发工具的使用教程。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对单片机编程基本概念和流程的掌握情况。
2. 编程练习：评估学生对单片机指令系统和编程语言的应用能力。
教学目标：1. 掌握单片机接口技术的基本概念和分类。
2. 熟悉并行接口、串行接口、模拟接口等常见接口技术。
单片机应用系统设计技术第六章2节
来源：作者：发布时间：2007-12-30
小字体大字体内容提要： 6.2 定时器/计数器80C51的单片机内有2个16位可编程的定时器/计数器，它们具有4种
关键词：技术设计计数器方式定时器工作计数T0 中断定时
6.2 定时器/计数器
80C51的单片机内有2个16位可编程的定时器/计数器，它们具有4种工作方式，其控制字和状态均在相应的特殊功能寄存器中，通过对控制寄存器的编程，就可方便地选择适当的工作方式。
6.2.1 定时器/计数器0、1的结构及工作原理
1. 定时器/计数器0、1的结构
定时器/计数器T0、T1的内部结构框图如图1所示：
图1 定时器/计数器内部结构逻辑图
1）加1计数器
定时器/计数器T0、T1都有一个16位的加1计数器，它们分别由8位特殊功能寄存器TH0、TL0和TH1、TL1组成。
TH0、TL0构成定时器/计数器T0加1计数器的高8位和低8位，TH1、TL1构成定时器/计数器T1加1计数器的高8位和低8位。
加1计数器的初值可以通过程序进行设定，设定不同的初值，就可以获得不同的计数值或定时时间。
2）定时控制寄存器（TCON）
定时控制寄存器TCON是个8位寄存器，它不仅参与定时控制，还参与中断请求控制。
既可以对其整个字节寻址，又可以对其位寻址，字节地址88H，位地址8FH～88H。
各位的地址及其对应的功能参见教
材相应章节。
4. 工作方式控制寄存器（TMOD）
工作方式控制寄存器TMOD，用来设定定时器/计数器T0、T1的工作方式。
TMOD寄存器只能进行字节寻址，地址为89H，不能进行位寻址，即TMOD的内容，只能通过字节传送指令进行赋值。
5．T0、T1定时功能或计数功能的选择
图2是定时器/计数器逻辑结构图，其核心是一个加1计数器，其基本功能是加1功能。
定时或计数的功能选择，通过图中C/ 选择控制实现，当C/ =0，系统具有定时功能，当C/ =1，系统则实现计数功能。
C/ 是工作方式控制寄存器TMOD中的定时方式或计数方式选择位，通过软件设置C/ ，实现定时或计数的功能选择。
图2 定时器/计数器逻辑结构
计数功能：对外部事件产生的脉冲进行计数。
对于80C51单片机，当图2中C/ =1，T0（P3.4）或T1（P3.5）两个信号引脚输入信号脉冲发生负跳变时，加1计数器自动加1。
定时功能：对单片机内部机器周期产生的脉冲进行计数，即当图2中C/ =0，每个机器周期计数器自动加1。
如果单片机的晶体频率为12MHz，则计数频率为1MHz，或者说计数器每加1，可实现1ms的定时。
6.2.2 定时器/计数器0、1的四种工作方式
定时器/计数器T0、T1可以有四种不同的工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3。
1. 方式0
当TMOD中M1M0 = 00时，定时器/计数器选定方式0进行工作。
图3 定时器/计数器0的工作方式0电路逻辑结构
C/ =1时，图中电子开关S1，打在下端，定时器/计数器处于计数器状态，加法计数器对T0引脚上的外部输入脉冲计数。
计数值：
N = 8192 - x
计数初值x是TH0、TL0设定的初值。
x = 8191时为最小计数值l，x = 0时为最大计数值8192，即计数范围为1～8192（213）。
C/ = 0时，图6.7中电子开关S1，打在上端，振荡脉冲的12分频输出，13位定时器/计数器处于定时器状态，加法计数器对机器周期（Tcy）脉冲计数。
定时时间：
Td = (8192-x) × Tcy 或Td = (8192-x)×Tcp×12
如果晶振频率fosc=12MHz，机器周期为1ms，则定时范围为1ms～8192ms。
随着计数的增大，TL0的低5位溢出后自动向TH0进位，TH0溢出后，将溢出标志位TF0置位，并向CPU发出中断请求。
图3中控制开关S2控制定时器/计数器的启动或停止，开关S2的控制信号为：
I =
当GATE = 0时，=1，信号不起作用，开关S2的状态由决定，即TR0 = 1时，启动定时器/计数器；TR0 = 0时，关闭定时器/计数器。
当GATE = 1时，上式中I = × TR0，开关S2的状态由×TR0决定，所以仅当TR0 = 1且位于高电平时，开关S2闭合，才能启动定时器/计数器0工作。
如果上出现低电平，则停止工作，利用门控位这一特征，可以测量外信号的脉冲宽度。
2. 方式1
当TMOD中M1M0 = 01时，定时器/计数器选定方式1进行工作。
图4是T0工作在方式1下的逻辑结构图（定时器/计数器1与其完全一致）。
其逻辑结构与方式0不同的是两个8位寄存器TH0和TL0全部构成了一个16位的定时器/计数器，其他与工作方式0完全相同。
图4 定时/计数器0的工作方式1电路逻辑结构
在该工作方式下，当作为计数器使用时，其计数范围是1～65536（216）。
当作为定时器使用时，定时器的定时时间为：
Td = (216-Count)×Tcy 或Td = (216-Count)×12×Tcp
如果晶振频率fosc=12MHz，则定时范围为1～65536。
