项目单片机应用技能实训C语言教案

单片机应用技能实训（C语言）教案—项目 2项目2 广告灯电路制作任务1 MCS-51单片机I/O端口及C语言相关指令该功能在前面已介绍过。

（2）作为通用I/O端口输入数据。

在输入数据时，要先向锁存器写“1”。

（3）扩展外部设备时，作为低8位地址线和8位数据线分时复用。

2、P1口的结构和工作原理P1口每一位的结构如图2-13所示。

由P1口的结构图可以得知P1口的主要功能是：（1）作为通用I/O端口输出数据。

由于P1口已有内部上拉电阻，输出数据时不必外接上拉电阻。

（2）作为通用I/O端口输入数据。

在输入数据时，要先向锁存器写“1”。

图2-13 图2-143、P2口的结构和工作原理P2口的位结构如图2-14所示，P2口的主要功能是：（1）作为通用I/O端口输出数据。

输出数据时可以不外接上拉电阻。

（2）作为通用I/O端口输入数据。

在输入数据时，要先向锁存器写“1”。

（3）系统扩展外部设备时，作为高8位地址总路线使用。

4、P3口的结构和工作原理图2-15P3口的位结构如图2-15所示，P3口的主要功能如下：（1）作为通用I/O接口输出数据，输出数据时可以不外接上拉电阻。

（2）作为通用I/O接口输入数据。

同样，在输入数据时，要先向锁存器写“1”。

（3）每位都有专有的第二功能（替代的输入或输出）。

二、项目相关C语言指令下面我们进行C语言相关知识的介绍，以便顺利地编写项目应用程序。

1、Keil C的预处理命令预处理命令是指先经过预处理处理器处理过后，才进行编译的命令。

通常，预处理命令放在整个程序的开头。

（1）文件包含命令#include是一个文件包含命令，其功能是将一些必要的头文件加入到程序体中。

例如：#include <reg51.h> //将头文件reg51.h加入到程序体中。

（2）宏定义命令体展示图2-13，重点介绍使用方法。

同上同上相关指令作为重点进行讲授，除教案中的举例之外，还要再通过更多的例子让学生练习以达到理解和灵活运用指令编写程序的目的。

单片机应用技能实训(C语言)教案—项目7项目7 单片机双机通信电路制作任务1 项目相关基本知识学习一、案头二、教学实施过程{zz=&a; *zz=0; SCON=0X50;TMOD=0X21;TL1=0XF4; TH1=0XF4;EA=1; ES=1; TR1=1;}以下是串行口中断函数/********************/ void series() interrupt 4{if(RI==1){*zz=SBUF;RI=0;TI=0;SBUF=a; 由老师与同}学共同进行if(TI==1) 程序编写。

TI=0;}*************/ 以下是主函数/************ void main(){start();while(1);}7-1例7-2 图程序流程图三、单片机多机通信简介、多机通信原理1单片机多机通信一般采用主从式多机通信方式。

将一台设为主机，其他N台为从机，系统连接结构示意图如图7-10所示。

多机通信原理如下：多介绍简明机通信原理。

7-10 多机通信示意图图）主机发出的信息有两类，一类是地址信息，用来确定需（1TB8要和主机通信的从机，其特征是主机串行发送的第九位数据另一类是命令或数据信息，1来呼叫从机；即主机令TB8为，为1，实现主从间的数据传为0特征是串行传送的第九位数据TB8 送。

时，只能接收到主机发来的地址信息；SM2=1）各从机使（2 时，接收主机发送的命令或数据信息。

使SM2=0 。

TB8为0（3）各从机只能发送数据信息，其特征是第九位数据主从式多机通信的一般过程如下：，以便接收主机发来的地址码。

）使所有从机的SM2=1（1位需要与之通信的82）主机发出一帧地址信息，其中包括（。

从机地址码和第九位特征码TB8=1将其与自己的地址码相比较，）各从机接收到地址信息后，（3以接收主机随后发来清0若与本机地址相同，则该从机使SM2的的命令或数据信息；对于地址不相同的从机，仍保持SM2=1 状态，对主机随后发来的数据不予理睬。

单片机应用技能实训（C语言）教案—项目5项目5 音频输出电路制作任务1 MCS-51单片机定时器结构及其工作方式二、教学实施过程实施环节教学内容导学方法组织教学1、检查学生出勤情况并做好记录。

2、调整学生的注意力，为上课作准备。

互动交流复习提问1、MCS-51单片机有哪些特殊功能寄存器？2、推想哪些特殊功能寄存器可以组成定时器？提问导思导入优美的音乐常常给人们带来愉悦的心情。

那么如何利用单片机发出优美的旋律呢？本项目的任务就是制作一个用单片机控制的音频输出电路。

为完成项目制作，先进行相关基本知识的学习。

启发学习积极性讲授新课一、MCS-51单片机定时器结构（一）MCS-51单片机定时器结构MCS-51单片机内部有两个16位的可编程定时/计数器，由TH1、TL1、TH0、TL0、TCON、TMOD等6个特殊功能寄存器组成，如图5-2所示。

图5-2 定时器结构TMOD主要是用于选定定时器的工作方式，TCON主要是用于控制定时器的启动和停止。

1、工作方式寄存器TMOD专用寄存器称TMOD称为工作方式寄存器。

TMOD每位的名称如表5-1所示。

TMOD位D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0位名称GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0高4位用于控制定时器T1，低4位用于控制定时器T0。

TMOD中各位的定义如下：GATE：门控位。

高电平有效，具体作用见后面工作方式介绍。

TC/：定时、计数选择位。

TC/=1计数；TC/=0定时。

M1、M0：工作方式选择位。

定时器有4种工作方式，由M1M0设定。

例如将T1设定为工作在方式0定时，将T0设定为工作在方式1计数，可通过下面指令来完成。

TMOD=0x05;2、定时器控制寄存器TCON专用寄存器TCON控制寄存器，用于控制定时器的起动与停止、设置中断与中断响应等。

TCON每位名称如表5-3所示。

可用多媒体展示图5-2。

参照图5-2介绍其结构原理。

单片机应用技能实训(C语言)教案—项目8项目8 数字显示交通灯控制电路制作任务1 项目相关知识学习二、教学实施过程图8-2 74LS541 74HC573逻辑符号图2、简单I/O端口扩展举例例8.1 利用两个8D锁存器74HC573扩展两个8单片机扩展两个8位并行输出端口的硬件电路如图在预处理命令中将p20定义为P2.0，将p21定义为当需要将A中数据从U2输出时，执行如下指令：p20=0; //U2锁存数据图8-3 扩展并行输出采用本例方法，利用P0、P2最多可扩展口。

例8.2 采用74LS541和74LS373为单片机扩展和8位并行输出端口。

扩展输入输出端口的硬件电路如图8-474LS373作为单片机的外部数据存贮器单元来进行操作。

由于74LS541和74LS373通过逻辑电路只与16连，都是在P2.0为0时被选通的，所以二者的口地址都为图8-4当需要输入和输出数据时可通过如下程序完成。

char xdata *p1=0xfeff; //定义外部数据地址unsigned char a=0x02;a=*p1; //将74LS541对应端口数据输入图8-5 激活SRC_CONTROL2、使用keil c进行编译注意事项（1）将SRC_CONTROL激活。

激活方法是：在包含汇编语言程序的C文件上右击鼠标，从弹出的快捷菜单中选择Options for file命令，双击右边的GenerateFile和Assemble SRC File，使复选框由无效变为有效状态。

如图8-5所示。

任务2 数字显示交通灯控制电路硬件、软件设计二、教学实施过程图8-7 交通灯控制电路原理图3、元件选择（1）复习晶振电路元件及复位电路元件的选择。

（2）复习发光二极管电路元件选择。

（3）数码管及限流电阻的选择。

（4）扩展芯片选择：74HC573，上拉电阻R2~R9：10K二、应用程序编写1、应用程序流程图绘制图8-8在该流程图中，交通灯状态用变量dzt值来表示。

单片机应用技能实训（C语言）教案—项目5项目5 音频输出电路制作任务1 MCS-51单片机定时器结构及其工作方式一、案头二、教学实施过程图5-2 定时器结构TMOD主要是用于选定定时器的工作方式，TCON主要是用于控制定时器的启动和停止。

1、工作方式寄存器TMOD TCON、TMOD专用寄存器称TMOD称为工作方式寄存器。

TMOD每位的名称如及作用的表5-1所示。

TCON、TMOD 使用方法。

TMOD位 D7D6D5D4 D3D2D1D0M0位名称 GATE M1GATE M0M1TT C/C/ 高4位用于控制定时器T1，低4位用于控制定时器T0。

TMOD中各位的定义如下：GATE：门控位。

高电平有效，具体作用见后面工作方式介绍。

：定时、计数选择位。

=1计数；=0定时。

TC/TC/TC/的说明M1M0M1、M0：工作方式选择位。

定时器有4种工作方式，由M1M0不同取值对设定。

应的工作方例如将T1设定为工作在方式0定时，将T0设定为工作在方式式。

1计数，可通过下面指令来完成。

TMOD=0x05;2、定时器控制寄存器TCON专用寄存器TCON控制寄存器，用于控制定时器的起动与停止、所示。

5-3每位名称如表TCON 设置中断与中断响应等。

．重点介绍开始计数的条件。

图5-3 方式0逻辑结构图当GATE=0，TR0=1时， TL0、TH0组成的13位计数器就开始计数。

当GATE=1、TR0=1时，THO、TL0是否计数取决于P3.2引脚的信号，当P3.2引脚为1时，开始计数，当P3.2引脚为0时，停止计数，这样就可以用来测量在P3.2引脚出现的正脉冲宽度。

当13位计数器加1到全“1”以后，再加1就产生溢出。

这时，置TCON的TF0位为1；同时把计数器变为全“0”。

2、方式1方式1和方式0的工作相同，唯一的差别是TH0和TL0组成一个16位计数器。

3、方式2方式2把TL0配置成一个可以自动恢复初值（初始常数自动重很少方式3新装入）的8位计数器，TH0作为常数寄存器，如图6-4所示。

项目3单片机应用技能实训（C语言）教案
单片机应用技能实训（C语言）教案—项目3
项目3 电动机正反转控制电路制作
任务1 项目相关知识学习
二、教学实施过程
图3-2 图3-3
图3-4是光耦工作原理示意图。

图3-4光耦工作原理示意图
光电耦合器的主要优点是：信号单向传输，
全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。

图3-5 光耦与单片机的连接图3-6电动机正反转控制
三、直流电动机正反转控制原理
图3-6是永磁式直流电动机的正反转控制电路示意图，由两个开关SW1、SW2的状态来控制电动机的正转、反转及停止。

图3-8 图3-9
通常去抖动有硬件、软件两种方法。

用硬件去抖动的方法通常用RS触发器组成的去抖动电路如图3-9所示。

任务2 电动机正反转控制电路硬件、软件设计
二、教学实施过程
2、元件选择
（1）复习晶振电路元件及复位电路元件的选择。

（2）发光二极管电路元件选择。

（3）光电隔离电路及电动机正反转控制电路元件的选择。

任务3 电动机正反转控制电路的计算机仿真
二、教学实施过程
1、将所需元器件加入到对象选择器窗口
AT89S51用AT89C51代替，红色发光二极管、黄色发光二极管、绿色发光二极管的英文
“LED-YELLOW”、“LED-GREEN
…”或者点击工具栏的新建文件按钮
任务4 电动机正反转控制电路的制作与调试
二、教学实施过程
四、电路连接
1、根据电路接线图进行各元件之间的连接。

,.单片机应用技能实训(C语言)教案—项目8项目8 数字显示交通灯控制电路制作任务1 项目相关知识学习一、案头; .,.二、教学实施过程进示图8-2 行介绍。

重点介绍引脚使用。

逻辑符号图图8-2 74LS541 74HC573 2、简单I/O端口扩展举例位并行输出扩展两个8利用两个8D锁存器74HC573例8.1口。

所示，位并行输出端口的硬件电路如图10-3单片机扩展两个8 在预处理命令中将p20定义为P2.0，将p21定义为P2.1。

当需要将A中数据从U2输出时，执行如下指令：p20=0; //U2锁存数据p21=0; //U3锁存数据P0=ACC; //将ACC数据送给P0; .,.相P2.016位地址线中的通过逻辑电路只与74LS541和74LS373 FEFFH。

为0时被选通的，所以二者的口地址都为P2.0连，都是在8-4 图当需要输入和输出数据时可通过如下程序完成。

char xdata *p1=0xfeff; //定义外部数据地址; .,.SRC_CONTROL8-5 图激活进行编译注意事项keil c、使用2窗口激活。

激活方法是：在SRC_CONTROL）将1（Project文件上右击鼠标，从弹出的快捷菜单中包含汇编语言程序的C; .,.; .,.任务2 数字显示交通灯控制电路硬件、软件设计一、案头; .,.二、教学实施过程或讨论方式由同学进行使用练习。

图8-7 交通灯控制电路原理图、元件选择3（1）复习晶振电路元件及复位电路元件的选择。

2（）复习发光二极管电路元件选择。

（3）数码管及限流电阻的选择。

; . ,.8-8图在该流程图中，交通灯状态用变量dzt值来表示。

定义如下：、程序设计2 由于程序比较大，课上只进行关键程序的编写。

程序如下：; .,.; . ,.; . ,.; . ,.任务3 数字显示交通灯控制电路的计算机仿真一、案头; .,.二、教学实施过程、RES”“电容、电解电容、按键、晶振的英文符号分别是电阻、；共阳红色”“”、CRYSTAL “CAP”CAP-ELEC”、“BUTTON“；交通灯的英文符”两位数码管的英文符号是“7SEG-MPX2-CA 号是“TRAFFIC LIGHTS”。

单片机应用技能实训(C语言)教案—项目6项目6 数字时钟电路制作任务1 项目相关知识学习二、教学实施过程任务2 数字时钟电路硬件、软件设计一、案头任务3 数字时钟电路的计算机仿真3、移动(删除)对象和调整对象朝向4、放置电源及接地符号5、元器件之间的连线6、编辑对象的属性设置元件参数二、使用keil进行程序汇编的步骤1、源文件的建立输入完源程序后，保存该文件，注意必须加上扩展名.c。

2、建立工程文件点击“Project--New Project…”菜单，出现一个对话框，要求给将要建立的工程起一个名字，---。

3、工程的设置（针对我们的单片机制作项目进行简单设置）在 OutPut 页面，勾选“ Creat Hex file”选项。

4、编译、连接在设置好工程后，即可进行编译、连接。

点击按钮，对当前工程中的文件进行编译然后再连接，生成目标代码。

编译过程中的信息将出现在输出窗口中的Build页中，如果源程序中有语法错误，会有错误报告出现。

三、布置作业学生练习，老师指导。

1、数字时钟电路仿真验证。

2、在仿真软件中对定时器初值进行不同参数设置，观察有什么变化。

3、在仿真软件采用74LS164代替74HC595进行仿真，观察仿真运行效果，想一想为什么出现相应效果。

4、修改应用程序验证运行效果。

课堂小结1、proteus的基本操作步骤。

2、keil的操作步骤。

3、单片机电动机正反转控制电路的仿真验证。

课后作业技能反复训练与思考题3题、7题。

任务4 数字时钟电路的制作与调试任务单片机控制广告灯电路的制作与调试授课时间年月日授课班级教学形式学生动手操作、老师指导授课时数2课时教学用具万用表、电烙铁等教学资源实训设备、电路制作成品课前准备数字时钟电路PCB板、相关电子元件采购、准备。

教学目标1、掌握项目相关元件的测试方法。

2、掌握使用相关工具进行电路制作的操作方法。

3、掌握使用仪表进行电路测试方法，提高仪表使用的熟练程度。

单片机应用技能实训(C语言)教案—项目1项目1 认识单片机及其工具软件任务1 认识单片机一、案头二、教学实施过程1-4图20脚）（脚）和（1、主电源引脚：Vcc40Vss +5VVcc ：接：接地Vss XTAL219XTAL12、外接晶振引脚：（脚）和（18脚）用来外接石英晶体和微调电和XTAL2XTAL1在使用内部振荡电路时，时钟脉冲的频率为晶振频率。

容，与内部电路共同作用产生时钟脉冲信号，绍点重介在使用外部时钟时，用来输入时钟脉冲。

功能使RST 用、RST/V/V、ALE/、、控制信号引脚：3PSENEAPROG PPPD）脚）9（VRST/V）或备用电源（RST：双功能引脚，复位功能（PDPD功能。

．1-6 图图1-5CPU1、中央处理器是单片机分析和运算的核心部件，是单片机的指挥中心，它的CPU 控制各个功能部作用是读入和分析每条指令，根据每条指令的功能要求，件执行相应的操作。

分频器/2、振荡分频器的作用是与外部电路一起构成时钟振荡电路产生时钟脉冲，/振荡为单片机各种功能部件提经分频器分频产生单片机所需的时基脉冲信号，供统一而精确的执行控制信号，是单片机执行各种动作和指令的时间基单片机的时钟振荡电路构成有两种形式：内部时钟方式和外MCS-51准。

部时钟方式，如图1-6所示。

作用以及应用将在后续相关内容中进行单片机的其他功能部件的结构、介绍。

三、单片机最小应用系统该系单片机最小应用系统是指维持单片机正常工作所必须的电路连接。

．图1-7最小应用系统时钟电路由C2、C3和晶振X1与单片机内部电路构成。

该振荡器为单片机内部各功能部件提供一个高稳定性的时钟脉冲信号，以便为单片机执行各种动作和指令提供基准脉冲信号。

单片机的时钟电路的作用好似一个生命的心脏一样。

由S0、C1和R1构成单片机的上电复位加按键复位电路。

作用是当单片机系统上电时复位，使单片机开始工作；当系统出现故障或死机时，用按钮复位，使单片机重新开始工作。

单片机应用技能实训(C语言)教案—项目8 项目8数字显示交通灯控制电路制作任务1 项目相关知识学习一、案头2、调整学生的注意力，为上课作准备。

复习提问1、根据前面所学知识，如何进行I/O端口的扩展？2、交通灯的作用是什么?有什么功能？本项目的终极目标是制作一个单片机控制的能显示倒计时时间的交通灯控制电路。

提问导思导入在项目6中用数码管显示时间，为了不造成资源浪费，我们利用串行口方式0进行输出口扩展。

但利用串行口方式0扩展并行输出口，在使用上有一定局限性，所以，我们在进行项目制作之前，学习MCS-51单片机简单I/O口的扩展方法。

启发学习积极性讲授新课一、并行I/O端口的扩展由于简单I/O端口扩展方法简单实用，下面对该方法加以介绍。

1、简单I/O端口扩展芯片简介通常采用三态缓冲器（例如74LS244、74LS541）来扩展并行输入，用8D锁存器（例如74LS373、74HC573）来扩展并行输出。

图8-2是74LS541和74HC573的逻辑符号图。

74LS541是三态缓冲器，74HC573是8D锁存器，采用20脚双列直插封装。

图8-2 74LS541 74HC573逻辑符号图2、简单I/O端口扩展举例例8.1 利用两个8D锁存器74HC573扩展两个8位并行输出口。

单片机扩展两个8位并行输出端口的硬件电路如图10-3所示，在预处理命令中将p20定义为P2.0，将p21定义为P2.1。

当需要将A中数据从U2输出时，执行如下指令：p20=0; //U2锁存数据p21=0; //U3锁存数据P0=ACC; //将ACC数据送给P0p20=1; //数据从U2输出p20=0; //U2锁存数据当需要将A中数据从U3输出时，执行如下指令：p20=0; //U2锁存数据p21=0; //U3锁存数据P0=ACC; //将ACC数据送给P0p21=1; //数据从U3输出p21=0; //U3锁存数据用多媒体展示图8-2进行介绍。