单片机原理与应用教案--项目1LED闪烁
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单片机原理及应用电子教案课件第一章:单片机概述1.1 单片机的定义和发展历程1.2 单片机的特点和应用领域1.3 单片机的分类和主要性能指标1.4 单片机的发展趋势和前景第二章:单片机的基本组成原理2.1 单片机的硬件组成2.2 单片机的软件组成2.3 单片机的工作原理2.4 单片机的时序和工作状态第三章:单片机的指令系统3.1 单片机的指令格式和分类3.2 单片机的寻址方式3.3 单片机的常用指令及其功能3.4 单片机的特殊指令及其功能第四章:单片机的编程技术和应用4.1 单片机的编程语言和工具4.2 单片机的编程步骤和技巧4.3 单片机的程序调试和优化4.4 单片机的应用领域及实例第五章:单片机的接口技术和扩展应用5.1 单片机接口技术的基本概念5.2 单片机的并行接口和串行接口5.3 单片机的外设接口及驱动电路5.4 单片机的扩展应用及实例第六章:单片机的中断系统6.1 中断系统的概念和分类6.2 单片机中断系统的工作原理6.3 单片机中断系统的编程和应用6.4 外部中断源的识别和应用实例第七章:单片机的定时器和计数器7.1 定时器和计数器的基本概念7.2 单片机定时器和计数器的工作原理7.3 单片机定时器和计数器的编程和应用7.4 定时器和计数器应用实例第八章:单片机的串行通信接口8.1 串行通信的基本概念和标准8.2 单片机串行通信接口的工作原理8.3 单片机串行通信的编程和应用8.4 串行通信接口应用实例第九章:单片机的人机交互接口9.1 人机交互接口的基本概念9.2 单片机与显示器接口的编程和应用9.3 单片机与键盘接口的编程和应用9.4 单片机与鼠标和触摸屏接口的编程和应用第十章:单片机的开发工具和环境10.1 单片机开发工具的分类和功能10.2 单片机编程软件的使用和操作10.3 单片机仿真器和调试器的工作原理和使用方法10.4 单片机开发环境和项目的创建与管理第十一章:单片机在工业控制中的应用11.1 工业控制中的单片机概述11.2 单片机在工业现场的作用与地位11.3 工业控制中单片机的典型应用案例11.4 工业控制中单片机的选型与设计要点第十二章:单片机在嵌入式系统中的应用12.1 嵌入式系统的基本概念12.2 单片机在嵌入式系统中的应用12.3 嵌入式系统设计的基本原则与步骤12.4 嵌入式系统应用实例分析第十三章:单片机在物联网中的应用13.1 物联网的基本概念与发展趋势13.2 单片机在物联网中的作用与地位13.3 物联网中单片机的应用案例分析13.4 物联网中单片机的选型与设计要点第十四章:单片机在消费电子中的应用14.1 消费电子中的单片机概述14.2 单片机在常见消费电子产品中的应用14.3 消费电子中单片机的选型与设计要点14.4 消费电子中单片机的最新发展趋势第十五章:单片机实验与实践15.1 单片机实验的重要性与目的15.2 单片机实验设备与材料15.3 单片机实验项目与步骤15.4 单片机实验结果分析与总结重点和难点解析本教案主要介绍了单片机原理及应用,内容涵盖了单片机的基本概念、硬件组成、指令系统、编程技术、接口技术、中断系统、定时器和计数器、串行通信接口、人机交互接口、开发工具和环境、工业控制应用、嵌入式系统应用、物联网应用、消费电子应用以及实验与实践等方面。
第一讲一、授课内容:1、什么是单片机2、单片机的发展二、授课类型:讲授三、授课时数:2学时四、教学目标:了解单片机的发展,应用领域和应用模式,掌握单片机的特点五、教学重、难点:重点/难点:单片机的特点六、教学设想:借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.七、教学过程:(板书)一、什么是单片机随着微电子技术的不断发展,计算机技术也得到迅速发展,并且由于芯片的集成度的提高而使计算机微型化,出现了单片微型计算机(Single Chip Computer),简称单片机,也可称为微控制器MCU(Micro controller Unit)。
单片机,即集成在一块芯片上的计算机,集成了中央处理器CPU(Central Processing Unit)、随机存储器RAM(Random Access Memory)、只读存储器(Read Only Memory)、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要计算机部件。
二、单片微型计算机发展概况单片机出现的历史并不长, 但发展十分迅猛。
它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步, 自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器(4004)以来, 它的发展到目前为止大致可分为5个阶段:第1阶段(1971~1976): 单片机发展的初级阶段。
1971年11月Intel 公司首先设计出集成度为2 000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004, 并配有RAM、 ROM和移位寄存器, 构成了第一台MCS—4微处理器, 而后又推出了8位微处理器Intel 8008, 以及其它各公司相继推出的8位微处理器。
第2阶段(1976~1980): 低性能单片机阶段。
以1976年Intel公司推出的MCS—48系列为代表, 采用将8位CPU、 8位并行I/O接口、 8位定时/计数器、 RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构, 虽然其寻址范围有限(不大于4 KB), 也没有串行I/O, RAM、 ROM容量小, 中断系统也较简单, 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。
《单片机原理及应用》跑马灯设计说明书第一章设计任务此次单片机设计任务是要求:按下按键三之后,灯的上半部分(四个灯)和下半部分交替闪烁9次,按下按键四之后,灯光全亮全灭九次。
在执行跑马灯的代码时,按下按键四,执行全亮全灭的时候,再按下按键三,灯光会先执行按键三的指令,然后再执行按键四的指令,也就是说按键三比按键四的优先级高,这就是此次单片机的设计任务。
第二章硬件设计在参考之前的跑马灯模拟电路的基础上,进行改造,完成相关模拟电路的设计。
在此次硬件设计的过程中,又让我再次的熟悉了电路的组成,元件的位置以及名称和连接,还有单片机内的系统及其功能。
首先是晶振电路,单片机最小系统的三要素之一,它在不停的振荡,为单片机系统提供基准时钟信号,是单片机的“心脏”。
电容的作用是帮助晶振起振,并维持振荡信号的稳定。
其次,复位电路主要功能是完成单片机上电初始功能,同时保障在单片机程序出现跑飞时能让它恢复正常状态,其实就是一个RC电路,RC的取值根据所需的复位时间来计算。
为实现跑马灯等功能,在P1端口接上8个LED灯,同时在P3口连上四个按键,实现中断功能。
此次硬件设计中,我做的唯一不足的就是忘记修改元件的具体数据,下次必须注意。
第三章软件设计在此次软件设计中,我做的很差,存在有许多问题,中间的各个代码都出现了问题,通过此次的失败,我总结了经验,明白了中断设计的函数应该怎那么写,参考了一下往日的作业,基本弄清了这类代码应该怎么写,但是仍然不熟练,还是需要多加练习,多加思考,争取能够自己独立写出程序代码。
第四章调试过程调试失败,在改进之后的代码进入调试之后,还是成功了的。
第五章总结此次单片机设计测试中主要考察了中断系统的使用,同时在硬件的设计上也有了更多的要求,在编写代码的同时还需要自主的设计和铺设电路,此次代码编写需要考虑全面,容易缺少程序,需要细心编写。
同时,在编写代码的时候,容易出错,出错的时候不能够慌,应该细心下来思考问题所在,此次测试中,看出来了我自身写代码的经验不足,使得代码编写非常错误,还有就是平时训练的还是比较少,以后应该多加训练。
九齐单片机例程一、九齐单片机简介九齐单片机是一款基于51系列的单片机开发板,采用AT89S52芯片,具有丰富的外设资源和强大的处理能力。
其开发环境为Keil C51,支持C语言编程,使用方便。
二、九齐单片机例程简介九齐单片机例程是一些常用的程序样例,包含了各种基础操作和应用场景,可以帮助初学者快速上手并深入理解单片机编程。
三、LED闪烁程序LED闪烁是最基础的程序之一,在此介绍如何在九齐单片机上实现LED闪烁:1. 确定引脚:将LED连接到P1.0引脚。
2. 配置引脚:将P1.0引脚配置为输出模式。
3. 控制引脚:通过改变P1.0引脚输出电平来控制LED亮灭。
4. 循环控制:利用循环结构让LED周期性地闪烁。
四、数码管显示程序数码管显示是另一个常见的应用场景,在此介绍如何在九齐单片机上实现数码管显示:1. 确定引脚:将数码管连接到P0口。
2. 配置引脚:将P0口配置为输出模式。
3. 控制引脚:通过改变P0口输出电平来控制数码管的显示。
4. 数字转换:将要显示的数字转换为对应的7段数码管编码。
5. 显示循环:利用循环结构让多个数码管周期性地显示不同的数字。
五、定时器中断程序定时器中断是九齐单片机中比较重要的一个功能,可以实现一些定时任务。
在此介绍如何在九齐单片机上实现定时器中断:1. 配置定时器:使用TMOD寄存器配置定时器模式和计数方式。
2. 设置计数值:使用THx和TLx寄存器设置计数值,决定了定时时间长度。
3. 开启中断:使用IE寄存器开启相应的中断,如ET0表示开启T0计时器中断。
4. 中断服务程序:编写相应的中断服务程序,在时间到达时执行相应操作。
六、串口通信程序串口通信是单片机与外部设备进行数据传输的重要方式之一,在此介绍如何在九齐单片机上实现串口通信:1. 配置串口:使用SCON寄存器配置波特率、数据位、停止位等参数。
2. 中断控制:使用IE寄存器开启串口中断,使用ES和EA寄存器分别开启串口接收和总中断。
单片机原理及应用教学教案一、教学目标1.了解单片机的基本原理和工作原理;2.掌握单片机的常见应用领域和具体应用案例;3.能够熟练使用单片机进行简单的程序设计和实际应用。
二、教学内容1.单片机的基本原理和工作原理;2.单片机的应用领域和具体应用案例;3.单片机的程序设计和实际应用。
三、教学重点1.单片机的基本原理和工作原理;2.单片机的应用领域和具体应用案例。
四、教学难点1.单片机的工作原理;2.单片机的具体应用案例。
五、教学方法1.理论教学与实践相结合;2.讲解与讨论相结合。
六、教学过程1.导入(10分钟)通过简单的问题引导学生思考什么是单片机,单片机有什么作用,如何应用在生活中。
2.讲解单片机的基本原理和工作原理(20分钟)2.1单片机的定义和作用;2.2单片机的结构和组成部分;2.3单片机的工作原理和处理流程。
3.探讨单片机的应用领域和具体应用案例(30分钟)3.1单片机在家电控制领域的应用案例;3.2单片机在工业自动化控制领域的应用案例;3.3单片机在医疗设备控制领域的应用案例;3.4单片机在智能交通系统控制领域的应用案例。
4.案例分析与讨论(30分钟)选择一个具体的应用案例,通过讲解案例中的设计思路和实现方法,引导学生分析和讨论,探讨如何在实际应用中充分发挥单片机的优势。
5.实践操作和总结(30分钟)提供一些常见的单片机实践操作案例,并组织学生进行实践操作,通过实际操控单片机,让学生感受到单片机的应用价值和实际效果。
七、教学反思通过本节课的教学,学生对单片机的基本原理、工作原理和应用领域有了更深入的了解。
通过案例讨论和实践操作,学生对单片机的具体应用案例有了更清楚的认识,并且学会了一些常见的单片机实践操作技能。
在教学过程中,教师通过提问和引导,激发了学生的学习兴趣和思考能力。
在今后的教学中,可以进一步提高教学深度,引导学生进行更多的实践操作和创新设计。
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。
第1讲单片机概述
第2章MCS-51系列单片机的内部结构
3.控制引脚
第3讲MCS-51系列单片机的内部结构
步骤二新课讲解
一、程序存储器
程序存储器以程序计数器PC作地址指针(通过16位地址总线可寻址的地址空间为64K字节)。
复位后(可从该示意图看出)程序计数器PC的内容为0000H。
因此,系统从0000H单元开始取指,并执行程序,它是系统执行程序的起始地址。
二、内部数据存储器
FFH
表示方法:1.直接用位地址表示。
2.字节地址与位数相结合的表示法。
如:21H.3
位的作用:作记号。
例如:比较两个数是否相等,“位”作为是否相等的标记号,若相等,“位”值为0,不相等“位”值是1,则最后只要判断这“位”的值是0.还是1就能判断出这两个数是否相等了。
(1)P0~P3=FFH,表明复位后各并行I/O端口的锁存器已写入“1”,此时不但可用于输出,也可以用于输入。
(2)PSW=00H,表明当前CPU的工作寄存器选为0组。
第4讲MCS-51系列单片机指令系统的基本概念以及寻址方式
第5讲MCS-51系列单片机指令系统(一)
第6、7讲MCS-51系列单片机指令系统(二)
第8讲MCS-51系列单片机指令系统(三)。
项目一:keil软件的使用及灯光闪烁实验一、项目目的:1、练习keil软件的使用2、会用单片机控制单个LED灯闪烁二、项目设备1、MCU01 主机模块2、MCU02 电源模块3、MCU04 显示模块4、SL-USBISP-A 在线下载器5、电子连线若干三、项目内容(一)keil软件的使用51 单片机系列最受欢迎的开发软件为Keil C51。
它支持汇编,C 语言开发,软件仿真等功能。
具有相当大的用户群,功能强大,资料丰富。
下面简要介绍一下它的使用方法。
安装完成后,运行此程序进入软件界面。
界面如下图所示:使用具体方法:1、建立项目建立项目的目的是方便对源程序的统一管理,对编译条件编译设置的存储等。
项目文件和源程序文件是相互独立的两种文件。
它们可以存放在不同的目录内,但为了以后管理,通常放在一个目录内。
建立项目的方法是菜单栏中的“Project->New->uVision Project”,然后会弹出一个保存对话框,请选择存放文件夹并保存(一般是事先建立一个文件夹)。
保存项目文件的同时会弹出一个“select device for Target ‘Taget 1’”对话框,通过此对话框选择目标芯片相同的型号并按确定按钮以确定。
最后还会弹出一个对话框,询问是否加载启动文件到项目中,如果是用C 语言开发就点“是”,如果要用汇编编程就点“否”。
整个流程如下图所示。
创建源程序通过“File->New”新建一个源文件,保存此源文件时没有扩展名,如果是 C 语言编程请加扩展名“.c”,如果用汇编编程请加扩展名“.asm”。
源文件最好与项目文件放在同一个文件夹内,以便管理。
2、添加源程序文件到项目右击项目管理器中的项目文件,在弹出的菜单中选择“Add Files to Group ’source Group 1’”,在弹出的对话框中找到上一步保存的源程序文件加载到项目中。
双击刚才加载的源程序文件,在工作空间中完成程序的编辑。
课程名称:单片机技术与应用授课对象:电子信息工程、自动化、计算机科学与技术等相关专业本科生教学目标:1. 了解单片机的基本概念、发展历程和应用领域。
2. 掌握单片机的硬件结构,包括CPU、存储器、I/O接口等。
3. 熟悉单片机的编程方法,包括汇编语言和C语言。
4. 学会使用单片机进行简单的控制系统设计。
课程内容:第一章单片机基础知识1.1 单片机概述- 定义和特点- 发展历程- 应用领域1.2 单片机的硬件结构- CPU:介绍单片机的中央处理器,包括指令集、寻址方式等。
- 存储器:介绍单片机的存储器类型,包括ROM、RAM、EEPROM等。
- I/O接口:介绍单片机的输入输出接口,包括并行接口、串行接口等。
第二章单片机编程基础2.1 汇编语言编程- 汇编语言的基本语法- 寄存器、累加器、数据指针等的使用- 指令系统2.2 C语言编程- C语言在单片机编程中的应用- 数据类型、变量、函数的定义和使用- 面向对象编程第三章单片机应用实例3.1 点亮LED灯- 设计LED灯控制程序- 实现LED灯的闪烁、渐亮渐暗等功能3.2 数码管显示- 设计数码管显示程序- 实现数码管的静态显示和动态显示3.3 键盘扫描- 设计键盘扫描程序- 实现按键的识别和功能分配第四章单片机高级应用4.1 单片机与传感器接口- 温度传感器、湿度传感器等的应用- 数据采集与处理4.2 单片机与显示设备接口- LCD显示屏、OLED显示屏等的应用- 图形显示与动画效果4.3 单片机与通信接口- 串行通信、无线通信等的应用- 数据传输与远程控制教学方法:1. 理论教学与实验相结合,让学生在实践中加深对单片机原理和应用的理解。
2. 采用案例教学,通过实际案例让学生了解单片机在各个领域的应用。
3. 引导学生进行创新性实验,培养学生的动手能力和创新能力。
教学评价:1. 课堂表现:包括出勤、课堂讨论、实验操作等。
2. 作业与实验:完成课后作业和实验报告。
闪烁灯跑马灯控制系统河南工院院系:电气工程系班级:电气0903学号:04010904XX姓名:WLM指导教师:赵阳第1章概述 (3)1.1设计的目的及意义 (3)1.2单片机的概述与应用 (3)第2章设计原理 (4)2.1设计要求与基本思路 (4)2.2设计方案选择 (5)2.3设计框图 (5)第3章硬件电路设计 (7)3.1时钟电路 (7)3.2扩展电路 (8)第4章程序设计 (9)4.1 程序设计思路与流程图 (9)4.2程序清单与代码 (11)4.3程序调试 (12)第5章原件明细表 (13)总结 (14)参考文献 (15)第1章概论1.1设计的目的与意义当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域尤其是自动化控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。
单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。
竞争日益剧烈的今天,当代大学生不仅需要扎实的理论知识,还需要过硬的动手能力。
作为自动化专业的学生,更应该熟练掌握各种电路编辑软件,作为专业必需的技能更要及时地对这一类软件的更新版本进行学习,其日趋强大的功能是对我们专业技能的补充。
闪烁灯控制系统是利用8051单片机的P1控制的8个发光二极管。
可实现从右到左闪烁一次,再从左到右闪烁一次,每次亮灭1秒,如此循环,紧急情况下,控制P3.1进行报警2S停止。
闪烁灯控制系统是简易的单片机控制系统,作为课程设计课题,通过实际程序设计和调试,逐步掌握块化程序设计方法和调试技术,通过课程设计,掌握一单片机核心的电路设计的基本方法和技术,了解有关电路参数的计算方法,通过完成一个包括电路设计和程序设计开发的完整过程,了解开发单片机应用系统的全过程,通过本次设计对单片机应用上有一个初步的了解,增强自我的动手、动脑能力,以及发现问题,解决问题,总计经验教训的能力,为以后走向工作岗位,以及更高更远的发展打下坚实的基础1.2单片机概述与应用单片机是将CPU、存储器、定时/计数器以及I/O接口等主要部件集成在一块芯片上的微型计算机。
单片机原理及应用电子教案课件一、课程简介1.1 课程背景单片机作为一种重要的电子技术,已经在各个领域得到了广泛的应用。
本课程旨在让学生了解单片机的原理,掌握单片机的基本编程方法,并学会将单片机应用于实际项目中。
1.2 课程目标通过本课程的学习,学生能够:(1)了解单片机的基本概念、结构和原理;(2)掌握单片机的编程方法和技巧;(3)学会将单片机应用于实际项目中,提高实际操作能力。
二、教学内容2.1 单片机的基本概念2.1.1 单片机的定义2.1.2 单片机的分类2.1.3 单片机的特点2.2 单片机的结构和工作原理2.2.1 单片机的结构2.2.2 单片机的工作原理2.3 单片机的编程方法2.3.1 编程语言2.3.2 编程步骤2.3.3 编程技巧2.4 单片机应用项目实例2.4.1 项目一:温度控制器2.4.2 项目二:智能家居系统2.4.3 项目三:智能车竞速三、教学方法3.1 讲授法通过讲解单片机的基本概念、结构和原理,使学生掌握单片机的基本知识。
3.2 实践法让学生通过实际操作,深入了解单片机的工作原理和编程方法。
3.3 项目驱动法通过完成实际项目,使学生学会将单片机应用于实际项目中,提高实际操作能力。
四、教学评价4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况等,占总评的30%。
4.2 项目完成情况包括项目设计、编程和调试,占总评的50%。
4.3 期末考试包括书面考试和实际操作考试,占总评的20%。
五、教学资源5.1 教材《单片机原理及应用》、《单片机编程与应用》等。
5.2 实验设备单片机开发板、实验箱、编程器等。
5.3 网络资源相关在线教程、视频教程、论坛等。
六、教学安排6.1 课时安排总共安排32课时,其中理论讲授16课时,实验操作16课时。
6.2 具体安排第1-8课时:单片机的基本概念、结构和原理第9-16课时:单片机的编程方法第17-24课时:单片机应用项目实例第25-32课时:实验操作和项目实践七、教学案例7.1 案例一:温度控制器的设计与实现7.2 案例二:智能家居系统的设计与实现7.3 案例三:智能车竞速系统的设计与实现八、教学注意事项8.1 注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
项目1 单片机硬件系统的认识单片机应用技术项目式教程(C语言版)•书名:单片机应用技术项目式教程(C语言版)•书号:978-7-111-54417-3•作者:孟凤果 主编•出版社:机械工业出版社•配套试卷及答案教学导航重点知识1.单片机基本概念2.单片机的引脚及其功能3.单片机的内部结构4.单片机中的存储器5.单片机最小系统6.数制系统难点知识 1.单片机的引脚及其功能2.单片机中的存储器教学方法任务驱动+仿真训练以LED信号灯的闪烁控制为实例,认识单片机简单控制系统的构成;让学生从直观到抽象的理解单片机及其相关概念;通过让学生动手制作单片机简单控制系统,逐步培养学生学习单片机知识的积极性。
参考学时10学时学习方法通过让学生动手焊接制作一块单片机最小系统实验板,让学生更直观的理解关于单片机的一些基本概念,加深对单片机基本知识的认识。
理论知识1.单片机基本概念2.单片机内部结构和存储器知识3.单片机最小系统的构成技能训练单片机最小系统实验板的制作与调试制作要求完成单片机最小系统实验板的焊接制作,并调试成功。
建议措施每个学生独立完成单片机最小系统的焊接制作,调试成功后提交老师验收,教师根据学生焊接制作情况,予以打分评比。
利用51系列单片机控制一位LED 信号灯,实现LED 灯闪烁控制。
任务要求发光二极管简称LED (Light Emittingdiode)亮度高、色彩鲜艳、稳定性好、功耗低、发光效率高、寿命长等优点,应用非常广泛。
LED灯的发光原理LED的内部是一个PN 结的晶片,整个晶片被环氧树脂封装起来,短管脚是阴极,长管脚是阳极。
当PN结处于正向导通状态时,电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出不同颜色的光线,光的强弱与电流大小有关,光的颜色由半导体的材料决定,有红、绿、蓝、黄等颜色。
如图所示,LED(硅)的工作电压一般取1.7V,限流电阻为为1KΩ,那么流过LED的电流为3.3mA,LED发光。
单片机原理及应用教案单片机原理及应用教案一、课程简介单片机原理及应用是电子、计算机、自动化等专业的核心课程,旨在让学生掌握单片机的原理、编程、接口技术以及实际应用。
通过本课程的学习,学生将具备单片机选型、编程、软硬件设计以及系统调试的能力。
二、教学目标1、掌握单片机的基本原理、指令系统及编程语言。
2、熟悉单片机的常用接口电路、驱动电路和通信协议。
3、掌握单片机系统的软硬件设计方法,学会看电路图和程序流程图。
4、能够根据实际需求进行单片机应用系统的设计和调试。
三、教学内容1、单片机基本原理:介绍单片机的定义、发展历程、组成结构、工作原理等。
2、指令系统和编程语言:介绍单片机的指令系统、汇编语言、C语言等编程语言的特点和应用。
3、单片机接口电路:介绍单片机的常用接口电路,如数码管、LCD 显示屏、AD/DA转换器等。
4、单片机系统设计:介绍单片机系统的设计方法、软硬件设计流程、系统调试等。
5、单片机应用实例:以具体的单片机应用实例,如智能家居、工业控制、智能仪表等,讲解单片机的实际应用。
四、教学方法1、理论教学:通过课堂讲解、PPT演示等方式,使学生掌握单片机的原理和编程方法。
2、实验教学:通过实验设备,使学生亲自动手操作,加深对单片机接口电路、系统设计的理解和掌握。
3、项目实践:学生分组进行项目实践,从需求分析、方案设计、硬件搭建、软件编程到系统调试,全面提升学生的实践能力和团队协作能力。
五、教学资源1、教材:选用优秀的单片机教材,如《单片机原理及应用》、《单片机编程与实践》等。
2、网络资源:提供相关学习网站、技术论坛等网络资源,便于学生自主学习和交流。
3、实验设备:提供单片机实验设备,如实验板、开发板、仿真器等,便于学生进行实验和项目实践。
4、教学视频:制作教学视频,发布在在线学习平台上,便于学生随时随地学习。
六、评估与考核1、课堂表现:关注学生的课堂参与度、提问与回答问题的情况,以及课后作业的完成质量。
单片机原理与应用教案—项目1 项目1 LED灯闪烁的设计
任务1 认识单片机 一、案头 任务 认识单片机 授课时间 年 月 日 授课班级 教学形式 讲授 授课时数 2课时 教学用具 多媒体 教学资源 单片机芯片、单片机应用制作成品 课前准备 教学目标 1、了解什么是单片机及其应用领域。 2、熟悉单片机的外部特征及引脚功能。 3、掌握MCS-51单片机的总体结构。 4、理解CPU、振荡器、程序存贮器、数据存贮器的作用。 5、掌握单片机最小应用系统的电路构成。 教学重点 1、单片机的引脚功能。 2、单片机最小应用系统的电路构成。 教学难点 1、控制信号引脚功能的理解。 2、对单片机最小应用系统复位电路的理解。 教学过程 1、 通过生活中实际情境的介绍,引出单片机的应用领域,并说明什么是单片机。 2、 单片机的外部特征及引脚功能讲授。重点介绍引脚功能及使用方法,对控制信号引脚功能可举例说明。 3、 MCS-51单片机总体结构及各组成单元作用讲授。 4、 单片机最小应用系统的电路构成及各部分作用讲授。 教学后记
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、同学们都用过电脑,请问电脑由哪几部分组成? 2、以同学们的理解,单片机是什么? 3、以同学们的理解,机器人的内核是什么? 提问导思
导入 除了上面提到的机器人外,如全自动洗衣机、智能冰箱、微电脑控制电磁炉、智能微波炉、遥控电视等都用到了单片机。什么启发学习积极性 时单片机呢?单片机是单片机微型计算机的简称,是超大规模集成电路生产技术发展成熟和计算机向微型化发展的产物,是将微处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、定时/计数器、输入/输出电路以及中断系统等电路集成到一块芯片上,构成一个最小却完善的计算机系统。 请同学们再一起列举单片机的应用领域。----。展示单片机芯片及单片机应用制作成品。 讲授新课 MCS-51系列单片机是Intel公司于1980年推出的产品,许多单片机生产厂商沿用或参考了其体系结构,像Atmel、Philips、Dallas等著名的半导体公司都推出了兼容MCS-51的单片机产品。所以,我们以MCS-51单片机为例来介绍单片机的基本知识。 一、MCS-51单片机的外部特征及引脚功能 常见的MCS-51单片机多采用40引脚双列直插(DIP)封装。实物同学们已看到,其引脚分布如图1-4所示。40个引脚中有2个主电源引脚,2个外接晶振引脚,4个控制信号引脚,32个I/O口引脚。各引脚功能如下。 1、主电源引脚:Vcc(40脚)和Vss(20脚) Vcc:接 +5V Vss:接地 2、外接晶振引脚:XTAL1(19脚)和XTAL2(18脚) 在使用内部振荡电路时,XTAL1和XTAL2用来外接石英晶体和微调电容,振荡频率为晶振频率,振荡信号送至内部时钟电路产生时钟脉冲信号。在使用外部时钟时,用来输入时钟脉冲。 3、控制信号引脚:RST/VPD、ALE/PROG、PSEN、EA/VPP RST/VPD(9脚):双功能引脚。RST为复位信号输入端,当RST端保持两个机器周期以上高电平时,单片机完成复位操作。VPD为内部RAM的备用电源输入端,当电源Vcc一旦断电或者电压降到一定值时,可以通过VPD为单片机内部RAM提供电源,以保护片内RAM中的数据不丢失。 ALE/PROG(30脚):双功能引脚。ALE为地址锁存信号,当访问外部存储器时,ALE作为低8位地址锁存信号。PROG为片机含有EPROM的单片机的编程脉冲输入端。 PSEN(29脚):外部程序存储器的读选通信号,当访问外部程序存储器时,该引脚产生负脉冲作为外部程序存储器的选通信号。 EA/VPP(31脚):双功能引脚。EA为访问程序存储器的控制信号,当EA为低电平时,CPU对程序存储器的访问限定在外部程序存储器;当EA为高电平时,CPU访问从内部程序存贮器0~4KB地址,并可以自动延至外部超过4KB的程序存储器。VPP 可用多媒体展示图1-4
重点介绍复位功能使用
简单介绍 简单介绍 重点介绍EA的用法 为含有片内EPROM的单片机的编程电源端。 4、I/O口引脚:P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、P3.0~P3.7 32个I/O口引脚分成4组,分别用于4个I/O端口P0、P1、P2、P3的8位I/O口位引脚。P0.0~P0.7对应P0,P1.0~P1.7对应P1,P2.0~P2.7对应P2,P3.0~P3.7对应P3。 二、MCS-51单片机总体结构 MCS-51单片机的总体结构如图1-5所示。单片机内部逻辑功能部件有中央处理器、振荡/分频器、程序存储器、数据存储器、定时器/计数器、中断控制系统、扩展功能控制电路、并行接口电路和串行接口电路,它们通过内部总线有机地连接起来。 1、中央处理器CPU CPU是单片机分析和运算的核心部件,是单片机的指挥中心,它的作用是读入和分析每条指令,根据每条指令的功能要求,控制各个功能部件执行相应的操作。 2、振荡/分频器 振荡器的作用是构成时钟振荡电路,产生时钟脉冲;分频器的作用是对时钟脉冲分频产生单片机所需的时基脉冲信号,它为单片机各种功能部件提供统一而精确的执行信号,是单片机执行各种动作和指令的时间基准,没有了基准脉冲信号。MCS-51单片机的时钟电路有两种形式:内部时钟方式和外部时钟方式,如图1-6所示。 单片机的其他功能部件的结构、作用以及应用将在后续相关内容中进行介绍。 三、单片机最小应用系统 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。对于含有片内程序存贮器的单片机,将时钟电路和复位电路接入即可构成单片机最小应用系统,该系统接到+5V电源就能够独立的工作,完成一定的功能。下面以ATMEL公司生产的单片机AT89C51为例,介绍单片机最小应用系统。 用多媒体展示图1-5
图多媒体展示图1-6
用多媒体展示图1-7
展开介绍复位电路工作原理 AT89C51内部集成有中央处理器、程序存储器、数据存储器及输入/输出接口电路等,只需很少的外围元件将时钟电路和复位电路连接完成即可构成单片机最小应用系统。由AT89C51构成的单片机最小应用系统示意图如图1-7所示。
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。 电路连接完成后,将程序写入单片机程序存储器,接上电源,单片机最小应用系统就可以工作了。
课堂小结 1、单片机的外部特征及引脚功能。 2、单片机总体结构---9个逻辑功能部件。 3、单片机最小应用系统电路构成。 课后作业 自我测评1题、2题。
任务2 仿真软件proteus的使用 一、案头 任务 仿真软件proteus的使用 授课时间 年 月 日 授课班级 教学形式 老师演示、学生练习 授课时数 2课时 教学用具 教学资源 机房、多媒体、相关课件 课前准备 教学目标 1、熟悉proteus的的工作界面。 2、掌握使用proteus进行仿真电路图绘制的基本操作。 3、掌握放置电源及接地符号的方法。 4、掌握元件参数设置的方法。 5、掌握使用proteus进行电路仿真运行的步骤。 教学重点 1、使用proteus进行仿真电路图的绘制。 2、元件参数的设置。 3、使用proteus进行电路仿真。 教学难点 1、电路元件的查找及参数设置。 2、电路虚拟仪器的放置。 教学过程 1、仿真软件proteus的功能简介。 2、打开proteus软件,介绍其工作界面。 3、proteus基本操作演示。 4、完成仿真电路绘制后,进行仿真的步骤介绍。 5、布置练习作业,学生进行练习,老师进行指导。 教学后记
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、同学们都学过电子技术,请问作电子电路实验的步骤? 2、同学们用过什么仿真软件? 提问导思 导入 利用仿真软件进行仿真,于作实际电路实验的步骤基本相同,但不需要元件成本,可以快速、反复、多参数进行实验仿真。 Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上,可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路,该软件具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真等各种电路的仿真功能。有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等,功能极其强大。下面介绍Proteus ISIS软件的工作环境和一些基本操作。 启发学习积极性
讲授新课 一、进入Proteus工作界面 双击桌面上的ISIS 6 Professional图标即可进行其工作界面。包括:标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。 二、proteus基本操作 1、将所需元器件加入到对象选择器窗口 利用多媒体或机房相关软件进行操作演示,介绍proteus工作界面。