单片机教案Word下载.docx

单片机教案Word下载.docx

《单片机教案Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机教案Word下载.docx（58页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

▪只需要掌握很基本的数电模电知识，如二进制、十进制、十六进制之间的转换，与、或、非逻辑关系等；

▪对各种器件的概念基本上是从0开始；

▪如果要用C语言编程，需具备简单的C语言基础；

▪所有人都站在了同一起跑线上;

▪什么是单片机？

▪◆单板机

▪将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。

▪单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。

早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。

▪◆单片机

▪在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。

Intel公司推出了MCS-51系列单片机：

集成8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。

寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器

▪实物展示

用到单片机的项目经验介绍，手持粮库温度寻检设备，毕设答辩打分器，电话台灯，自动感应水龙头，凡是与控制或简单计算有关的电子设备都可以用单片机来实现，再根据具体实际情况选择不同性能的单片机，如：

atmel,stc,pic,avr,凌阳，80C51，arm等，工业自动化：

数据采集、测控技术，智能仪器仪表：

数字示波器、数字信号源、数字万用表、感应电流表等。

小结

作业

课后

教学

回顾

2AT89S51单片机简介

预备知识

▪电平特性

▪2进制与16进制的表示及转换

▪二进制数的逻辑运算

▪8051单片机介绍

▪C51基础知识

▪80C51是MCS-51系列中的一个典型品种；

其它厂商以8051为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。

当前常用的80C51系列单片机主要产品有：

▪﹡Intel的：

80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；

▪﹡ATMEL的：

89C51、89C52、89C2051等；

80C51的引脚封装

总线型非总线型

P3第二功能各引脚功能定义：

P3.0：

RXD串行口输入P3.1：

TXD串行口输出P3.2：

INT0外部中断0输入

P3.3：

INT1外部中断1输入P3.4：

T0定时器0外部输入P3.5：

T1定时器1外部输入

P3.6：

WR外部写控制P3.7：

RD外部读控制

总线（BUS）是计算机各部件之间传送信息的公共通道。

微机中有内部总线和外部总线两类。

内部总线是CPU内部之间的连线。

外部总线是指CPU与其它部件之间的连线。

外部总线有三种:

数据总线DB（DataBus）,地址总线AB（AddressBus）和控制总线CBControlBus）。

C语言是一种编译型程序设计语言，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。

目前，使用C语言进行程序设计已经成为软件开发的一个主流。

用C语言开发系统可以大大缩短开发周期，明显增强程序的可读性，便于改进、扩充和移植。

而针对8051的C语言日趋成熟，成为了专业化的实用高级语言

看书，掌握基本理论

3几个基本概念

1.掌握各种进位制的对应关系

▪二进制

数字电路中的两种电平特性决定了它

006110c1100

117111d1101

21081000e1110

31191001f1111

4100a1010

5101b1011

▪十六进制

▪是二进制的简短表示形式。

十进制中的0-15分别表示为十六进制的0、1、2、3、4、5、6、

7、8、9、A、B、C、D、E、F

熟练掌握二进制与十六进制之间的转换。

规律：

一般把四个二进制数放在一起转换成一个十六进制数，转换时先把二进制数转换成十进制数，再把十进制数转换成十六进制数。

如：

0001B->

1->

1H

B表示为二进制，H为十六进制

1001B->

9->

9H

1010B->

10->

AH

00101100->

44->

2CH

各种进位制的对应关系

十进制

二进制

十六进制

9

1001

1

10

1010

A

11

1011

B

3

12

1100

C

4

100

13

1101

D

5

101

14

1110

E

6

110

15

1111

F

7

111

16

10000

8

1000

4C语言的几个重要概念

C语言知识

▪C语言的几个基本数据类型

C语言有很多数据类型，下面有介绍几个常见的数据类型，请大家牢牢掌握。

C-51数据的存储类型

例：

数据类型变量名

charvar1;

bitflags;

unsignedcharvextor[10];

intwwww;

注意：

变量名不能用C语言中的关键字表示。

C－51的数据类型扩充定义

sfr:

特殊功能寄存器声明

sfr16:

sfr的16位数据声明

sbit:

特殊功能位声明

bit:

位变量声明

sfrSCON=0X98;

sfr16T2=0xCC;

sbitOV=PSW^2

1.“与”运算

“与”运算是实现“必须都有,　否则就没有”这种逻辑关系的一种运算。

运算符为“·

”,其运算规则如下:

0·

0=0,0·

1=1·

0=0,1·

1=1

教学过程和内容

2.“或”运算

“或”运算是实现“至少有一,　运算符为“+”,其运算规则如下:

0+0=0,0+1=1+0=01,1+1=1

3.“非”运算

“非”运算是实现“求反”这种逻辑的一种运算，如变量A的“非”运算

作。

其运算规则如下:

C-51的运算符

与C语言基本相同：

+-*/（加减乘除）

>

>

=<

<

=（大于大于等于小于小于等于）

==!

=（测试等于测试不等于）

&

||!

（逻辑与逻辑或逻辑非）

<

（位右移位左移）

|（按位与按位或）

^~（按位异或按位取反）

看书掌握理论知识

课题二：

点亮彩灯

任务一一只LED闪烁

1编程实现第一个LED闪烁效果

一体化

电脑和单片机学习班

四、考勤

五、组织教学

六、讲新课

▪初步动手

自己动手实践需要硬件材料

DIP40脚座一个。

杜邦线，单头带冒，40根。

单排针两排。

小电路板一块。

DS12C887一片（旧10元，新22元）。

焊锡、

图2-18路发光二极管控制电路演示图

单片机工作的基本时序

机器周期和指令周期

（1）振荡周期:

也称时钟周期,是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期，TX实验板上为11.0592MHZ。

（2）状态周期:

每个状态周期为时钟周期的2倍,是振荡周期经二分频后得到的。

（3）机器周期:

一个机器周期包含6个状态周期S1~S6,也就是12个时钟周期。

在一个机器周期内,CPU可以完成一个独立的操作。

（4）指令周期:

它是指CPU完成一条操作所需的全部时间。

每条指令执行时间都是有一个或几个机器周期组成。

MCS-51系统中,有单周期指令、双周期指令和四周期指令。

任务目标

本任务是要用单片机实现一只LED彩灯按1Hz的频率闪烁。

就是要求在1S内，让彩灯两0.5s熄灭0.5s。

前面一分析过就是让单片机端口的某一位每隔0.5s改变一次输出电平。

下面我们写一下第一个程序，就是一个完成0.5s演示的程序，程序中的循环采用三重循环结构。

#include"

reg51.h"

#defineucharunsignedchar

sbitlight=P1^0;

voiddelay05s（void）

{

unsignedchari,j,k;

for（i=5;

i>

0;

i--）

{

for（j=200;

j>

j--）图2-2发光二极管连接实验原理电路图

{

教学过程和内容

for（k=250;

k>

k--）

{;

}

}

}

voidmain（void）

{图2-3单片机驱动一只发光二极管的原理电路

while

（1）

light=0;

delay05s（）;

light=1;

}

}图2-41Hz的闪烁程序设计框图

写程序，写熟悉本次程序

任务二跑马灯

了解写程序初界面

掌握C语言的几个重要语句

七、考勤

八、组织教学

九、讲新课

跑马灯

任务目标

所谓跑马灯，让彩灯从左到右或从右到左依次点亮。

为了演示跑马灯的效果，采用的硬件连接如图2-1所以，对应的原理图如图2-2所示。

程序设计分析

为了让如图2-2所示的LED点亮，就要求P2口从P.2.0~P2.7一次输出低电平，其余引脚都输出高电平。

从输出的具体的数据来看，第一个LED点亮需要的输出数据，是对应于P2.0的位为0，其余位为1，组合为一个字节时，对应的二进制位从高到底为：

11111110，既十六进制数0xFE;

同理，第二个LED点亮对应的数位：

11111101，既十六进制数0xFD。

依次类推，逐次点亮LED所对应的数位：

11111110、11111101、11111011、11110111、11101111、11011111、10111111、01111111。

从这些数据上，可以看出一个规律，就是这些数据中的二进制数0的为之一次往左移动了一位。

在C51中，要直接实现数据的这种计算式不容易的，如果将数据的所有二进制位取反后，数据就变成了：

0x01、0x02、0x04、0x08、0x10、0x20、0x40、0x80、，也就是后一个数是在前一个数的基础上乘以2（或者直接左移一位）

根据前面的分析，实现任务的思路是：

程序开始时，给某一变量赋初值0x01，并从端口输出变量的反吗，等待一段时间后，让变量的值乘以2，再次输出反吗并延时，知道所有数据输出完毕，再次重复整个过程。

根据思路的输出的程序框图如图2-5所示。

#include"

for（i=5;

or（j=200;

j--）

for（k=250;

k--）图2-5跑马灯控制程序框图

{;

f

voidmain（void）

uchari,j;

while

（1）

j=0x01;

for（i=0;

i<

8;

i++）

P1=~j;

j=j<

1;

写熟悉此程序

任务三任意变化的彩灯控制

掌握按时间一次让彩灯显示出规定的花样

怎么控制按时间一次让彩灯显示出

十、考勤

十一、组织教学

十二、讲新课

任意变化的彩灯控制

按时间依次让彩灯显示出规定的花样，但其对应于控制的的显示数据之间没有规律，不能通过计算的方式得到。

演示效果采用的电路如图2-2所示，实际演示效果如图2-1所示。

程序设计分析

由于本任务中是按时间变化依次控制彩灯亮，灭，可以采用与跑马灯类似的思路来完成程序框图，但是示花样所对应的数据的变化不一定有规律的，不能采用变量直接计算的方式实现前后数据的变化，这里介绍一种很重要的程序设计方法————查表发。

将彩灯显示的图案所对应的端口输出数据依次编写为一张数据表，表中伟哥数据中为0的位表示对应的彩灯亮，数据为1的位表示对应的彩灯灭。

将主张数据表放在程序中，以数组的形式存储，在使用时依次读出数组中的元素就得到了需要的数据，实现了数据的无规律变化，

并且数组存储的数据可以较多，能实现的花样变化也可以比较复杂。

在C51中要进行复杂的计

算，也可以采用数组的方式来实现，比如：

一个周期正弦值的计算，可以选将这些列在表中，需要时查表读出，这既是查表发

将用于点亮彩灯的数据放在数组中，让程序依次读这数组中的数据，并将数据送到端口，控制彩灯的点亮就实现了任意规律变化彩灯控制。

假设有N个数据，当程序读完N个数据后，有从头开始读数。

具体的程序框图如图2—6所示。

图2—6程序框图

源程序

#defineucharunsignedchar

uchardispcode[8]={0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xff};

voiddelay05s（void）

for（i=5;

for（j=200;

k--）

voidmain（void）

uchari;

for（i=0;

P2=dispcode[i];

}}}

相关知识

1C51函数定定义的格式

类型函数名（参数）

参数说明

数据说明部分

执行语句部分函数体

与标准C语言基本相同：

if选择语言

while循环语言

for循环语言

switch/case多分支选择语言

do-while循环语

Main函数

格式：

voidmain（）

特点：

无返回值，无参。

任何一个C程序有且仅有一个main函数，它是整个程序开始执行的入口。

总程序从这里开始执行;

其他语句；

掌握C语言理论知识，看书

课题三：

简易数字钟

任务一LED数码管静态控制显示方式

掌握编程数码管的数字显示

怎么用数码管显示出数字

电脑和单片机学习板

十三、考勤

十四、组织教学

十五、讲新课

任务一LED数码管静态控制显示方式

将单片机与数码管接成如图3-2所示静态显示方式，编程实现数码管的数字显示。

所谓静态显示，就是当单片机某一端口输出一组显示数据之后，该端口一直保持该数据输出，维持数码管的现实数字，直到端口数据改变，又保持显示下一数据的现实方式。

在具体电路连接上，将单片机一个端口的8个端子接在一只数码管的8个引脚上（h端为小数点），控制数码管的7段LED的亮灭，现出数字。

静态显示电路连接特点是单片机端口的每一位与数码管的一个端相连接，相当于

单片机的一个引脚外接一只发光二极管。

LED静态控制电路如图3-2所示。

AT89S51的P2口P2~P2.7直接与LED，数码管a~h引脚相连（P2~P2.6接7段码，P2.7接小数点h端），由于流过LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上合适的限流电阻。

图3-2中节有150Ω的

限流电阻。

数码管为共阴数码管，端口输出高电平的位，对应LED亮，输出低电平的位

对于LED不亮。

图3-2数码管的静态显示

要实现单片机LED数码管的控制，首先要了解LED数码管。

数码管事利用LED组合排列成“8”字形的7段（或8段）数码显示器件，如图3-3所示。

数码管的每段LED分别引出一个电极，电极的名位a,b,c,d,e,f,g,h，其中h是小数点段的引出电极。

通过点亮相应的LED笔画来显示出0~9的数字和小数点。

图3-3LED数码管

根据LED连接不同，LED数码管分为共阴极和共阳极两类，图3-3a，b分别是共阴极数码管和共阳极数码管的内部连接电路。

将LED的阴极连在一起即位共阴型，而将LED的阳极连在一起即共阳型。

以共阴型为例，若阴极接地，在相应段的阳极端头接上高电平，该LED即会发光。

假如将b和c段接上高电平，其他端接地或悬空，那么b和c段发光，此时，数码管将显

示1.而将a,b,d,e和g段都接上高电平，其他引脚悬空，此时数码管将显示2。

共阳数码管在对应电极上家低电平时该段LED亮。

图3-2中用P2口驱动数码管，也可以用其他端口驱动数码管。

如果要使用共阳极数码管，须注意数码管公共端要接电源，端口各位输出低电平时，LED亮，端口各位输出高电平时，LED不亮。

与共阴极数码管相比，显示相同的字