单片机的原理和应用电子书

《单片机原理与应用》—电子教案

1 课 题 第1章 单片机概述

学 时 2学时 授课类型 理论讲授

教学目标 1．知识目标

了解单片机的组成、发展、特点及MCS-51单片机的系列产品，熟悉单片机技术的学习方法。

2．能力目标

通过直观教学和教师的具体讲解，培养学生的逻辑思维和抽象思维能力；培养学生归纳总结问题的能力。

3．情感目标

通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。

教学重点 1．单片机的组成及发展。

教 法 采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式

教学过程 过程设计

创设情景 导入：单片机作为一个非常有前途的计算机技术，其应用遍及多种领域。通过对单片机组成及其发展的了解，为以后深入学习单片机做好铺垫。选取一个常见的采用单片机控制的实物（仪表或玩具），通过介绍该实物的功能导入单片机的应用，并适当拆解实物，观察单片机芯片。

教师通过示意图详细讲解各部件功能

一、单片机的组成

单片机又称单片微型计算机，是将微型计算机的中央处理器、存储器、输入/输出接口电路集成在同一块芯片上，具有独特功能的微型计算机。

图1.1 单片机的基本组成框图

运算器和控制器合在一起称为中央处理器，即CPU，它是计算机的核心部件。

存储器一般分为只读存储器（ROM）（又称程序存储器）和随机存储器（RAM）。

输入/输出接口电路，又称I/O接口电路，用来连接CPU和输入/输出设备，完成信号转换与驱动、数据传输和控制等功能。 《单片机原理与应用》—电子教案

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教师要详细讲解各发展阶段及其代表性产品

教师要对比讲授，让学生对单片机的发展进行深入理解 二、单片机的特点

·抗干扰性强，工作温度范围宽。

·高可靠性。

·控制功能强，数值计算能力相对较差。

·指令系统比通用微机简单，并具有许多面向控制的指令。

三、单片机的应用领域

单片机主要面向工业控制，实现在线控制。

第一章 单片机概述

1.2 除了单片机这一名称之外，单片机还可称为（微控制器）和（嵌入式控制器）。

1.3 单片机与普通计算机的不同之处在于其将（微处理器）、（存储器）和（各种输入输出接

口）三部分集成于一块芯片上。

4、单片机的发展大致分为哪几个阶段？

答：单片机的发展历史可分为四个阶段：

第一阶段（1974年----1976年）：单片机初级阶段。

第二阶段（1976年----1978年）：低性能单片机阶段。

第三阶段（1978年----现在）：高性能单片机阶段。

第四阶段（1982年----现在）：8位单片机巩固发展及16位单片机、32位单片机推出阶段

1.5 单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型？

答：单片机根据其基本操作处理的位数可分为：1位单片机、4位单片机、8位单片机、16

位单片机和32位单片机。

1.6 MCS-51系列单片机的基本芯片分别为哪几种？它们的差别是什么？

答：基本芯片为8031、8051、8751。

8031内部包括1个8位cpu、128BRAM，21个特殊功能寄存器（SFR）、4个8位并行

I/O口、1个全双工串行口，2个16位定时器/计数器，但片内无程序存储器，需外扩EPROM

芯片。

8051是在8031的基础上，片内又集成有4KBROM，作为程序存储器，是1个程序不超

过4KB的小系统。

8751是在8031的基础上，增加了4KB的EPROM，它构成了1个程序小于4KB的小系

统。用户可以将程序固化在EPROM中，可以反复修改程序。

1.7 MCS-51系列单片机与80C51系列单片机的异同点是什么？

答：共同点为它们的指令系统相互兼容。不同点在于MCS-51是基本型，而80C51采用CMOS

工艺，功耗很低，有两种掉电工作方式，一种是CPU停止工作，其它部分仍继续工作；另

一种是，除片内RAM继续保持数据外，其它部分都停止工作。

1.8 8051与8751的区别是（C）

1 单片机原理及应用考试复习知识点

第1章 计算机基础知识

考试知识点：

1、各种进制之间的转换

（1）各种进制转换为十进制数

方法：各位按权展开相加即可。

（2）十进制数转换为各种进制

方法：整数部分采用“除基取余法”，小数部分采用“乘基取整法”。

（3）二进制数与十六进制数之间的相互转换

方法：每四位二进制转换为一位十六进制数。

2、带符号数的三种表示方法

（1）原码：机器数的原始表示，最高位为符号位（0‘+’1‘-’），其余各位为数值位。

（2）反码：正数的反码与原码相同。负数的反码把原码的最高位不变，其余各位求反。

（3）补码：正数的补码与原码相同。负数的补码为反码加1。

原码、反码的表示范围：-127～+127，补码的表示范围：-128～+127。

3、计算机中使用的编码

（1）BCD码：每4位二进制数对应1位十进制数。

（2）ASCII码：7位二进制数表示字符。0～9的ASCII码30H～39H，A的ASCII码41H，a的ASCII码61H。

第2章 80C51单片机的硬件结构

考试知识点：

1、80C51单片机的内部逻辑结构

单片机是把CPU、存储器、输入输出接口、定时/计数器和时钟电路集成到一块芯片上的微型计算机，主要由以下几个部分组成。

（1）中央处理器CPU

包括运算器和控制器。

运算电路以ALU为核心，完成算术运算和逻辑运算，运算结果存放于ACC中，运算结果的特征存放于PSW中。

控制电路是单片机的指挥控制部件，保证单片机各部分能自动而协调地工作。程序计数器PC是一个16位寄存器，PC的内容为将要执行的下一条指令地址，具有自动加1功能，以实现程序的顺序执行。

（2）存储器

分类：

随机存取存储器RAM：能读能写，信息在关机后消失。可分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种。

只读存储器：信息在关机后不会消失。

掩膜ROM：信息在出厂时由厂家一次性写入。

单片机原理及应用课程教案

课程名称：单片机原理及应用

课程代码：0340424

授课对象：年级：13级 专业：机械设计制造及自动化 层次：本科

授课教师：钟奇

教师职称：高工

课 型：专业

学 时：3 学时/周 合计：36学时

教材名称：单片机原理及应用（第3版）

开课系部：机电工程系

教学日期：2015年～2016年学年第一学期

1 广 东 技 术 师 范 学 院 天 河 学 院

教 案

第1章 概述

概 述

本章教学目的及基本要求：

教学目的：主要介绍单片机的概念，发展过程，应用特点及单片机类型等。

基本要求：了解单片机的概念，发展过程等。重点掌握应用特点及单片机类型等。

本章教学内容的重点和难点：

重点：掌握应用特点及单片机类型。

难点：单片机概念。

本章教学内容的深化和拓宽：

介绍目前国内外发展情况。

本章教学方法、方式：

采用多媒体课件；

讲授和现场演示相结合；

本章主要参考资料：

马淑华：《单片机原理与接口技术》，北京邮电大学出版社，2005

谢维成 《单片机原理与应用及C51程序设计(第3版）》. 清华大学出版社,2014

文武松 《单片机实战宝典：从入门到精通》. 机械工业出版社,2014

张元良. 《单片机原理及应用教程》. 清华大学出版社,2011

2 广 东 技 术 师 范 学 院 天 河 学 院

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年 月 日 第 周

课题：第1章 概述 课次：1

教学方法：讲授+演示 教具：计算机、多媒体

教学目的：

1、介绍单片机概念，应用特点及相关结构特点等内容。

教学重点：

1、掌握应用特点及单片机类型。