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1、XX科技学院教案课程名称:单片机原理及应用任课教师:开课系部:电信学院开课教研室:自动化开课学期:20182019学年度第2学期XX科技学院教案(参考样式)课题名称第一章:单片机概述课次第(1)次课课时2课型理论(J);实验();实习(;、实务();习题课():讨论();其他()教学目标认识单片机重点、难点及解决方法单片机的型号及数制编码教学基本内容与教学设计1、单片机的主要类型、发展及应用2、各种数制的转换方法3、开发系统的简单应用教学方法教学手段课外学习安排参考资料学习效果评测课外学习指导安排教学后记XX科技学院讲稿(参考样式)教学内容备注第一章:单片机概述1.I单片机概述一、单片机:单片
2、微型计算机,主要部件:CPURAMROM定时器/计数输入输出接口电路。二、单片机的发展概述第一代:四位机,功能简单,只用于简单控制,比如电玩具、家用电器,1974年出现8位机.第二代:成熟阶段,突出了控制功能,寻址范围扩大,规范了数据线、地址线的总线结构第三代:微控制罂的形成阶段,将许多测控对象的接IJ电路集成到单片机内部第四代:微控制器百花齐放阶段三、单片机的特点1 .单片机具有计算机的基本特征,因此在其芯片内部包含若与通用计算机相同的基本部件和模块。由于其特殊性,在高档单片机中还包含了通用机所没有的一些特殊的电路模块(A/D、D/A、PWM等):2 .在MCS-51单片机中,包含有CPU、
3、程序存储龄ROM、数据存储器RAM、定时/计数器、并行0端口、串行口、中断系统等;3 .由于在设计理念上的不同,单片机内部包含的模块从性能上般要比通用机简单,这样使工程技术人员在使用、编程和设计上非常简单、方便,也利于降低单片机的制造成本四、通用计算机与单片机在硬件上的比较CPU数据RAM程序ROM中断CBDBAB并行I/O申行口定时/计数扩展51单片机大而全五、单片机的应用环节(1)设计硬件电路(2)设计程序(3)程序卜载(4)通电运行和检查1.2单片机中数的表示方法一、位、字节、字二、数制转换三、二进制的运算小而精课题名称第二章:单片机的硬件结构课次第(2)次课课时2课型理论(J):实验(
4、):实习():、实务():习题课():讨论();其他()教学目标单片机与微机的比较重点、难点及解决方法单片机的基本结构教学基本内容与教学设计k微型计算机的基本结构2、微型计算机的工作原理3、MCS-5I与AT89S5I的区别4、引脚功能教学方法教学手段课外学习安排参考资料学习效果评测课外学习指导安排教学后记教学内容2.1单片机的内部结构1.单片机的应用1、仪器仪表:以前是指针式,现在是数码管显示,提高精度2、工业控制胧上的应用3、医疗设备方面:CT检测,血液检测仪4、办公自动化:键盘、打印机等5、金融系统:An1.自动取款机、密码输入6、防盗报警:自动拨打I1.O7、无线遥控8、家用电器:带1
5、.ED显示的电器9、信息处理:大油田10,交通管理:陆海空二、MCS-51和AT89S51的区别MCS-51T89s518位CPU,执行一条指令需要12个指令周期8位CPa执行一条指令需要1个指令周期内无ROM,有PROM(一次性存储)128BRAM内有4KROM,(10万次100年)128BRAM两个16位定时计数器两个16位定时计数器32个I/O口其中PO外部ROM地址的低8位,p2口高8位地址,P3读写控制32个I/O口都可用一个全双工的串行口一个全双工的串行口5个中断源,两极优先5个中断源,两极优先12MHZ的晶振33MHz的晶振无ISP在线编程无个看门狗定时器一个16位的DPTR指针
6、两个16位的DPTR指针无节电待机的工作方式:、单片机的硬件结构1硬件结构阻2,硬件结构的特点(D内部有4KR0M,128BRAM32个I/O并行接口外部可接64KROM和64KRAM两个16位定时计数器(5)五个中断源,两个外部中断一个内部中断(6)U1.条指令,5大类布尔操作指令四、引脚功能控制线(6条)(1)外接晶体引脚:XTA1.1.(19脚)、XT1.2(18脚)在两脚之间接入一个晶体振荡器,单片机就以此晶体的频率开始工作。其频率范用为:024M,频率越高,单片机的工作速度就越快,但单片机的功耗就耍增加。(2)RSTZVpd(9脚):复位信号输入,有电平有效。在单片机上电开始工作时,
7、必须通过外部在此引脚上有一个两个时钟周期的高电平使单片机宓位(外身位电路)。另外当单片机掉电时,引脚可以接入备用电源向单片机内部的RAM供电,以防止RAM中的数据丢失。(3)/EA/Vdd(31脚):允许访问片外存储涔/编程电源线程序存储器的选择控制端/EAE时:单片机使用内部的程序存储器:/EA=O时:单片机使用外部的程序存储器。但要特别注鼎如果EA=I即使用单片机内部的程序存储器时,如果程序计数器PC的值超过OFFFH时(对8051而言),单片机将自动转向外部程序存储器1000H开始的单元。对FEPROV型的单片机,此脚还是用写程序时,加入2IY的编程电压。(4)/PSEN(29W):片外
8、RoM的选通输出信号,当单片机使用外部程序存储器时,此脚在个机器周期内产生两次负脉冲(访问外部数据存储常时,此信号无效)。(5)1.EPROG(30脚):地址锁存允许/编程线可作为外部存储罂低八位地址的锁存信号:不访问存储器时以一个不变的缴率(fosc/6)周期性输出脉冲:还是EPROM型单片机编程时编程输入脉冲。课题名称2.3单片机中央处理器:2.4并行I/O口课次第(3)次课课时2课型理论(J):实验():实习():、实务():习题课():讨论();其他()教学目标掌握中央处理器及I/O口的结构重点、难点及解决方法单片机的中央处理器及I/O口教学基本内容与教学设计1、PO-P3口基本结构2
9、、微型计算机的工作原理3、PSW的各个位和各个位的功能教学方法讲授法教学手段多媒体教学课外学习安排参考资料学习效果评测课外学习指导安排教学后记教学内容二T80订单片机的CPUCPU即中央处理器,是单片机的核心部件,它完成各种运算和控制操作,CPU由运兑器和控制冷两部分组成。(1)运算器运算器以算术逻辑单元A1.U为核心,加上累加器AeC、暂存寄存器TMP和程序状态字寄存器PSW等所组成。A1.f主要用于完成二进制数据的兑术和逻辑运算,并通过对运算结果的判断影响程序状态字寄存器PSW中有关位的状态。D7DOCYACFORS1.RSO0VP-PSI中各位的意义如下:CYt进位标志。在进行加法或魏法
10、运兑时,若运算结果的最高位有进位或借位,CY-I,否则CY=O,在执行位操作指令时,CY作为位累加器。AC:辅助进位标志。在进行加法或减法运算时,若低半字节向高半字节有进位或借位,AC=I,否则AC=0,AC还作为BCD码运算调整时的判别位。Fot用户标志。RSI和RSO:工乍寄存器组选择,I下表所示。RS1.RSO工作寄存器组片内RAM地址00第0组00H-07H01第1组0811-OHI10第2组10II-17H11第3组1811-IFH0V:溢出标志。当两个带符号的中字节数进行运算,结果超出-128+127的范围时,OV=I,表示有溢出,否则OY=O表示无溢出。PSH中的DI位为保留位,
11、对下8051来说没有意义,对丁8052来说为用户标志,与FO相同.P:奇儡校验标志。每条指令指行完毕后,都按照累加器A中“1”的个数来决定P值,当“1”的个数为奇数时,P=I,否则P=00(2)控制器控制器包括程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。控制电路完成指挥控制工作,协调单片机各部分正常工作。程序计数器PC1.当条指令按PC所指向的地址从程序存储冷中取出之后,PC的值会自动增量,即指向下一条指令.堆栈指针SP:用来指示堆栈的起始地址。80C51单片机的堆栈位于片内RAM中,而且属于“上长型”堆栈,复位后SP被初始化为07H,使
12、得堆栈实际上由08H单元开始。指令译码Ih当指令送入指令译码罂后,由误码器对该指令进行译码,CPU根据译码器输出的电平信号使定时控制电路产生执行该指令所需要的各种控制信号。数据指针寄存器DRTR:它是一个】6位寄存器,由高位字节DPH和低位字节DP1.组成,用来存放16位数据存储器的地址,以便对片外64kB的数据RAM区进行读写操作。二、8051单片机I/O口输入/输出端口引脚PO,P1.,P2和P3PO口(PO.0-P0.7),该端口为漏极开路的8位准双向11,它为外部低8位地址线和8位数据线且用端口,期动能力为8个1.STT1.负载。P1.11(P1.0-P1.7h它是一个内部带上拉电阻的
13、8位准双向I/O11,P1.1.的驱动能力为4个1.STT1.负载。P2口(P2.gP2.7):它为个内部带上拉电阻的8位准双向I/O,P2的驱动能力也为4个1.S111.负载。在访问外部程序存储器时,作为高8位地址线.P3口(P3.0P3.7)为内部带上拉电阻的8位准双向I0,P3除了作为一般的0口使用之外,每个引脚都具仃第二功能。I.P0的结构2.P1.口的结构3.P2口的结构4.P3口的结构课题名称2.5单片机存储器结构:2.7单片机工作方式课次第(4)次课课时2课型理论(J):实验():实习():、实务():习题课():讨论();其他()教学目标掌握单片机内外存储器的分类和使用重点、难
14、点及解决方法2.5单片机存储器结构教学基本内容与教学设计1、单片机内部程序存储器结构2、单片机内部数据存储器结构3、工作方式教学方法讲授法教学手段多媒体课外学习安排参考资料学习效果评测课外学习指导安排教学后记教学内容二,8051单片机的存储器配置此8051在物理上有4个存储器空间片内RoM和片外ROMo片内RAM和片外RAM。片外程序存储器ROM地址空间为64kB,片外数据存储器RAM也有6,IkB的寻址区,在地址上是与ROM重:迭的。8051堆片机通过不同信号来选通RoM或RAV。当从外部ROM中取指令时,采用选通信号PSEN,而从外部RAM中读写数据时则采用读RD和写WR信号或来选通,因此不会因地址重迭而发生混乱1、片内数据存储器RAM片内RAM有256个字节,其中00H-7FH地址空间是直接寻址区,该区域内从OOH-IRI地址为工作寄存甥区,安排了4组工作寄存器,每组都为ROR7,在某一时刻,CPU只能使用其中任意一组工作寄存器,由程序状态字PSW中RS