单片机应用技术教案.docx

单片机应用技术教案.docx

《单片机应用技术教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机应用技术教案.docx（63页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

单片机应用技术教案

重庆城市职业学院

教案

课程名称：

单片机应用技术

适用专业：

机械制造与自动化

总课时：

78

*******

重庆城市职业学院教务处制

重庆城市职业学院

教学单元教案

单元内容

单片机的概述及发展应用

单元序号

1

单元课时

2

教学手段

多媒体

教学方法

讲授

教学课型

□理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

理解单片机概念，了解其应用发展、特点及典型产品

知识目标

理解单片机概念，了解其应用发展、特点及典型产品

情感目标

沟通能力、合作能力和表达能力

任务定位

教学重点

单片机概念的理解

教学难点

单片机概念的理解

教学关键点

单片机概念的理解

教学过程设计

问题与对策

一、教学意图：

让学生了解单片机（也就是能给别人解释什么是单片机）

学生知道单片机的应用及特点

二、教师活动

说明单片机的主要组成从而解释单片机

举例说明单片机的应用及特点

表明单片机与电脑的关系

三、学生活动

从电脑的原理开始了解单片机

从家中、社会中的电器中了解单片机的应用

四、详细内容

一、让学生了解单片机（也就是能给别人解释什么是单片机）

单片机解释：

1全称：

单片微型计算机

2定义：

包含有运算器、控制器、存储器和输入/输出接口电路的集成芯片。

二、知道单片机与个人计算机的区别。

1、相同点：

两者的内部结构相同。

2、不同：

单片机主要是用来运算和控制

计算机（电脑）主要是用来进行信息数据的处理。

三、知道单片机的应用及特点：

1.、单片机的应用：

1、自动控制领域

2、智能仪器仪表

3、国信现代化

4、信息通信技术

5、家用电器

6、机电一体化设备

7、计算机科学技术

8、汽车电子设备

2、单片机的优点：

体积小、质量轻

控制功能强

抗干扰能力强

可实现串行通信控制

性价比高

思考题

与作业

教学反思

重庆城市职业学院

教学单元教案

单元内容

数制与码制

单元序号

2

单元课时

2

教学手段

多媒体

教学方法

讲授

教学课型

□理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

会进行二、十、十六进制之间的转换，会用补码表示数

知识目标

掌握二、十六进制数、补码、BCD码，了解ASCII码

情感目标

沟通能力、合作能力和表达能力

任务定位

教学重点

二、十进制之间的转换，补码的表示

教学难点

二、十进制之间的转换，补码的表示

教学关键点

二、十进制之间的转换，补码的表示

教学过程设计

问题与对策

一、教学意图：

会进行二、十、十六进制之间的转换

学会原码、反码、补码的计算方法

了解ASCII和BCD码

二、教师活动

举例计算二、十、十六进制之间的转换

举例计算原码、反码、补码

教会学生使用ASCII和BCD码

三、学生活动

多练习、多计算

四、详细内容

一、二进制、十进制与十六进制的表示与转化

1.二进制、十进制与十六进制的表示

（1）二进制:

由数字符号0、1构成，逢2进1。

（2）八进制:

由数字符号0一7构成，逢8进1。

（3）十六进制:

由数字符号0一9和字母A一F构成，逢16进1。

2.二进制、十进制与十六进制的转换

<1>十进制数转换为二进制数

需对其整数和小数部分分别处理进行转换。

（1）十进制整数转换为二进制整数的方法是:

用2不断地去除要转换的十进制数，直至商为0。

每次所得的余数即为二进制数位，最初得到的余数是二进制整数的最低位。

这就是所谓的“除2取余”法。

（2）十进制小数转换为二进制小数的方法是:

用2不断地去乘要转换的十进制小数，直至乘积的小数部分为0。

每次所得的整数部分即为二进制数位，最初得到的整数是二进制小数的最高位。

这就是所谓的“乘2取整”法。

<2>二进制数转换为十进制数

将二进制数转换为十进制数，只需按位权展开求累加和即可。

<3>二进制数转换成十六进制数

具体方法如下:

（1）把二进制数以小数点为界向左向右每4位分成一组，不足4位的以0补齐。

（2）把每组4位的二进制数转换成1位的十六进制数。

（3）按从左到右的次序写出转换结果。

<4>十六进制数转换成二进制数

只需从左到右把每位十六进制数写成相应的4位二进制数，并把结果写在一起即可。

二、了解原码、反码和补码的计算方法

数值数据在计算机中的表示

1．原码正数，最高位规定为“0”；对于负数，最高位为“1”

2．反码

带符号数也可以用反码表示，反码与原码的关系是：

正数的反码与原码相同

负数的反码等于对应正数的原码按位求反。

3.补码

补码要通过反码求得，如果是正数则补码与原码相同；如果是负数则补码为反码加1。

例：

1.4求-21的原码、反码、和补码，用补码加法运算35-21的值。

三、计算机中常用的编码

1．ASCII编码

从键盘上输入字母时，就需要转换对应的二进制数再输入。

通用的是ASCII。

2.BCD码（二进制编码的十进制数）

例：

258=001001011000BCD

注：

二进制数转换为BCD码不是直接的，要先将二进制数先转换成十进制数，再将十进制数的每一位用表中的确4位进进制表示。

思考题

与作业

八进制如何表示，其与二进制、十进制和十六进制之间如何转换

教学反思

重庆城市职业学院

教学单元教案

单元内容

89C51的内部结构及引脚功能

单元序号

3

单元课时

4

教学手段

多媒体

教学方法

讲授

教学课型

□理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

掌握89C51的内部结构组成，熟悉89C51的引脚及其功能

知识目标

掌握89C51的内部结构组成，熟悉89C51的引脚及其功能

情感目标

沟通能力、合作能力和表达能力

任务定位

教学重点

89C51内部CPU的组成

教学难点

89C51内部CPU的组成

教学关键点

89C51内部CPU的组成

教学过程设计

问题与对策

一、教学意图：

加强CPU解讲

单片机的引脚分布

二、教师活动

用多媒体的图片讲解CPU内部

多课件及单片机的实际引脚说明6个最主要的引脚

三、学生活动

分析CPU的主要组成、并且理解其原理

理解记忆引脚功能

四、详细内容

一、单片机的主要组成中的ROM和RAM

用现实中的例子说明这两种存储器：

ROM像书一样（只能读上面的内容但是不能写），RAM像黑板一样（写上去了后可以擦了重写）

二、单片机中的CPU

主要组成是运算器和控制器

1、运算器：

由算术逻辑部件;累加器;寄存器B;暂存器TMP1和TMP2;程序状态字PSW和堆栈指针SP组成.

然后解释其中的ALUACCB并且解释SP的椎栈

2、控制器：

主要是说一下里面的程序计数器和数据地址指针

三、了解单片机的引脚：

主要是要知道其中最主要的：

1、电源线：

VCC（+5V）、VSS（地）

2、振荡电路：

XTAL1、XTAL2

3、复位引脚：

RST

4、并行口：

P0、P1、P2、P3

5、EA：

访问程序存储控制信号

6、PSEN：

外部ROM读选通信号

思考题

与作业

教学反思

重庆城市职业学院

教学单元教案

单元内容

89C51的时序与复位

单元序号

4

单元课时

2

教学手段

多媒体

教学方法

讲授

教学课型

□理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

会连接89C51的时序电路和复位电路

知识目标

了解时序电路和复位电路的原理，掌握几种主要时序和复位后的状态

情感目标

沟通能力、合作能力和表达能力

任务定位

教学重点

几种主要时序的关系及复位后的状态

教学难点

几种主要时序的关系及复位后的状态

教学关键点

几种主要时序的关系及复位后的状态

教学过程设计

问题与对策

一、教学意图：

机器周期含义

复位电路的了解

二、教师活动

分析机器周期及介绍单片机指令执行时间分解

复位信号的发生电路

三、学生活动

画一个机器周期的指令分析表

画一个自动复位电路

四、详细内容

一、时序电路里面的几个周期的定义：

1．振荡周期：

为单片机提供时钟信号的振荡源的周期。

2．状态周期（时钟周期）：

是振荡源信号经二分频后形成的时钟脉冲信号。

包括两个振荡周期。

3．机器周期：

机器周期由6个状态周期组成，是单片机中一种基本操作时间。

（习惯提的周期数就是指机器周期）。

4．指令周期：

是指CPU执行一条指令所需要的时间。

一个指令周期通常含有1～4个机器周期。

若单片机外接晶振为12MHz时，则单片机的四个周期的具体值为：

振荡周期＝1/12MHz＝1/12μs＝0.0833μs

时钟周期＝1/6μs＝0.167μs

机器周期＝1μs

指令周期＝1～4μs

二、每个周期里面读指令是两次：

分别是S1P2和S4P2

指令结束的时间为S6P2

三、单片机中复位信号：

1、复位信号为高电平有效并且是从第9引脚输入的。

但是高电平必须是连续的24个振荡周期。

2、复位之后单片机内部的情况为：

复位后单片机各单元的初始状态

归纳得：

P0~P3中输出高电平，因而都处于输入状态。

复位后单片机从起始地址0000H开始重新执行程序。

SP指针为07H，堆栈从RAM08H开始。

专用寄存器均为00H。

3、复位电路一般为两种：

上电自动复位和手动复位

它们都是用了同一个元件（电容）。

思考题

与作业

教学反思

重庆城市职业学院

教学单元教案

单元内容

单片机并行接口

单元序号

5

单元课时

2

教学手段

多媒体、实训室

教学方法

分析、引导、操作、理解

教学课型

□理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

单片机并行接口

知识目标

单片机并行接口

情感目标

沟通能力、合作能力和表达能力

任务定位

教学重点

单片机并行接口

教学难点

单片机并行接口

教学关键点

单片机并行接口

教学过程设计

问题与对策

一、教学意图：

分析一些复杂的电路

从分析电路中了解单片机接口工作情况

二、教师活动

先从电路出发分析电路

再接入单片机的接口电路分析

三、学生活动

跟着老师的思路分析电路

在书上能把P0口的电路走通

四、媒体使用

多媒体

五、详细内容

一、单片机一共有4个并行接口分别：

P0；P1；P2；P3。

二，讲解每一个接口的电路：

分析其信号的流向

里面要先讲的是每一个器件的作用：

1、锁存器：

用来存信号的但是有一把锁，只有把锁打开信号才能进出

2、读和写：

就像人的大脑与书本一样：

要把大脑里面的知识传到书本上叫“写”

把书本上的知识传到大脑里面叫“读”

3、MUX：

是一个模拟开关。

三、具体分析每个接口重点讲解P0口：

四、根据分析P0口的方法分析其它的接口

要注意P1口如果做为输入时必须先对其写1

思考题

与作业

教学反思

重庆城市职业学院

教学单元教案

单元内容

报警电路应用系统

单元序号

6

单元课时

2

教学手段

多媒体、实训室

教学方法

分析、引导、操作、理解

教学课型

□理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

报警电路应用系统

知识目标

报警电路应用系统

情感目标

沟通能力、合作能力和表达能力

任务定位

教学重点

报警电路应用系统

教学难点

报警电路应用系统

教学关键点

报警电路应用系统

教学过程设计

问题与对策

一、教学意图：

了解报警电路的工作原理

分析原理从而分析程序

二、教师活动

举例报警电路的应用场所

让同学记一些基本的指令

分析简单的程序

三、学生活动

想报警器的工作原理

动手写一下程序才能更了的分析

四、媒体使用

多媒体

五、详细内容

一、分析报警应用系统

1、就是用单片机P1.0~P1.3作为输入。

而P1。

4~P1。

7为输出。

在输入端开关关闭时输入了信号为0，然后相应的灯就亮了。

就是相当于把输入的信号直接转到了输出端。

系统和程序流程及说明

1、设计要求：

P1口上的输入同时控制其它的引脚上的发光二极管发光。

2、开始后就转到MAIN去执行，这是因为存储器前面一部分是中断入口地址。

MAIN

是一直循环，直到断电为止。

3、程序中三条主要指令：

SETBP1.0是对P1.0口进行置1。

MOVC，P1.0是一条数据传送指令，把P1.0的电平传送到进位标志C。

MOVP1.4，C也是一条数据传送指令，是将进位标志C的数据传到P1.4。

上述三条的效果：

只要P1.0上的开关闭合，就把低电平传送到C，再从C传送到P1.4。

使发光二极管发光。

ORG0000H

BEGIN：

AJMPMAIN

ORG0100H

MAIN：

SETBP1.0

MOVC，P1.0

MOVP1.4，C

SETBP1.1

MOVC，P1.1

MOVP1.5，C

SETBP1.2

MOVC，P1.2

MOVP1.6，C

SETBP1.3

MOVC，P1.3

MOVP1.7，C

AJPMMAIN

思考题

与作业

教学反思

重庆城市职业学院

教学单元教案

单元内容

第二章的补充内容

单元序号

7

单元课时

6

教学手段

多媒体、实训室

教学方法

分析、引导、操作、理解

教学课型

□理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

能编彩灯的程序

知识目标

对单片机的引脚的控制从而控制灯

情感目标

沟通能力、合作能力和表达能力

任务定位

教学重点

对单片机的引脚的控制从而控制灯

教学难点

对单片机的引脚的控制从而控制灯

教学关键点

能编彩灯的程序

教学过程设计

问题与对策

一、教学意图：

从报警电路中得到单片机对其引脚的控制能力

学会延时程序的设计方法

对彩灯电路的设计，学会各种彩灯电路的程序

二、教师活动

用单片机的实际电路设计出彩灯程序并让同学了解

操作各种软件以编程序

讲解复杂的程序

三、学生活动

编写延时程序

通过编写程序来控制彩灯

学会硬件电路的设计

四、媒体使用

单片机的实验板

多媒本

五、详细内容

一、彩灯的闪烁

二，彩灯的流水式

三、时间不对称闪烁

四、循环彩灯

延时程序的格式：

TIME:

MOVR3,#0FFH

TIME1:

MOVR4,#0FFH

TIME2:

NOP

DJNZR4,TIME2

DJNZR3,TIME1

RET

思考题

与作业

教学反思

重庆城市职业学院

教学单元教案

单元内容

存储器结构及程序存储器

单元序号

8

单元课时

2

教学手段

多媒体

教学方法

讲授

教学课型

□理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

会计算存储器的地址和地址范围

知识目标

掌握存储器的地址表示及其组成，程序存储器的组成及功能

情感目标

沟通能力、合作能力和表达能力

任务定位

教学重点

存储器的地址表示及其组成

教学难点

存储器的地址表示及其组成

教学关键点

存储器的地址表示及其组成

教学过程设计

问题与对策

一、教学意图：

掌握存储器的结构，范围

理解程序存储器的功能，知道其地址

二、教师活动

讲解存储器的结构，范围

ROM与RAM的区别，ROM的作用和地址

三、学生活动

知道存储器的地址

ROM的概念和用途

四、详细内容

一、存储器的结构

1.MCS-51单片机的存储器组织结构与一般微型计算机不同。

一般微型计算机通常是程序和数据共用一个存储空间;而MCS-51单片机的存储器结构是，程序存储器和数据存储器的存储空间是分开的，有4个物理上相互独立的存储器空间，即片内、外程序存储器和片内、外数据存储器。

2.从用户的角度即逻辑上看，有三个存储空间:

片内外统一编址的64KB的程序存储器地址空间（包括片内ROM和外部ROM）;64KB的外部数据存储器地址空间;256B的片内数据存储地址空间（包括128B的内部RAM和特殊功能寄存器的地址空间）。

在对这三个不同的存储空间进行数据传送时，必须分别采用三种不同形式的指令。

二、程序存储器（ROM）

1、程序存储器用指令MOVC

（1）程序存储器是用于存放程序及表格常数的。

8051（或8751）片内驻留有4KB的ROM（或EPROM，外部可用16位地址线扩展到最大64KB的ROM空间。

片内ROM和外部扩展ROM是统一编址的。

当芯片引脚为高电平时，8051的程序计数器PC在0000H~0FFFH范围内（即前4KB地址），执行片内ROM中的程序。

（2）当PC的内容在1000H~FFFFH范围（超过4KB地址）时，CPU自动转向外部ROM执行程序。

如果EA为低电平（接地），则所有取指令操作均在外部程序存储器中进行，这时外部扩展的ROM可从0000H开始编址。

对8031单片机，因片内无ROM，只能外部扩展程序存储器，并且从0000H开始编址，

（3）读取程序存储器中的信息使用“MOVC”指令。

思考题

与作业

教学反思

重庆城市职业学院

教学单元教案

单元内容

数据存储器及特殊功能寄存器

单元序号

9

单元课时

2

教学手段

多媒体

教学方法

讲授

教学课型

□理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

会计算PSW的内容

知识目标

掌握数据存储器及特殊功能寄存器的组成和地址范围

情感目标

沟通能力、合作能力和表达能力

任务定位

教学重点

数据存储器及特殊功能寄存器的组成

教学难点

数据存储器及特殊功能寄存器的组成

教学关键点

数据存储器及特殊功能寄存器的组成

教学过程设计

问题与对策

一、教学意图：

掌握数据存储器的范围

了解SFR，会计算PSW

二、教师活动

讲解数据存储器的范围

SFR的功能

PSW的功能及算法

三、学生活动

知道数据存储器的范围

了解SFR，会计算PSW

四、详细内容

一、数据存储器（RAM）

1、用指令MOV和MOVX

2、R0~~~~~R7

二、特殊功能寄存器（SFR）

1.ACC（累加器，8位）：

特殊用途的寄存器，专门存放操作数或运算结果。

例如：

MOVA，30H（把30H单元的数据传送给A）

ADDA，30H（30H的数据和A的内容相加，并保存在A中）

2.B（8位）：

专门为乘除法而设置的寄存器。

又如：

MULA，B；A和B相乘，结果的高低字节分别放入A和B中

DIVA，B；（A）/（B），商存A，余数存B

3.PSW（程序状态字，8位）：

存放指令执行后的有关状态。

CY（C）：

进位和借位标志，当指令执行中有进位和借位产生时，CY为1，反之为0。

AC：

辅助进位、借位标志（低半字节对高半字节的进位和借位），有进位和借位产生时，AC为1，反之为0。

F0:

用户标志位，由用户自定义。

RS1和RS0：

工作寄存器选择标志位。

OV：

溢出标志位。

P：

奇偶校验位，当A中1的个数为偶数时P=0，反之为1。

位序

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

位标志

CY

AC

F0

RS1

RS0

OV

/

P

4.P0~P3口

5.IE——中断允许寄存器

6.IP——中断优先级控制寄存器。

7.指针寄存器

8.定时/计数器

定时方式：

TMOD

定时控制：

TCON

计数寄存器：

TH0、TL0；TH1、TL1

思考题

与作业

教学反思

重庆城市职业学院

教学单元教案

单元内容

单片机中断及中断的结构

单元序号

10

单元课时

2

教学手段

多媒体、实训室

教学方法

分析、引导、操作、理解

教学课型

□理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

单片机中断及中断的结构

知识目标

单片机中断及中断的结构

情感目标

认识、务实、肯动肯想、与人沟通合作

任务定位

教学重点

单片机中断及中断的结构

教学难点

单片机中断及中断的结构

教学关键点

单片机中断及中断的结构

教学过程设计

问题与对策

一、教学意图：

用现实的事件说明中断的含义

介绍中断的各部分

二、教师活动

举例（看书接电话、守门员）

通过多媒体将单片机中断和现实的中断联系起来

三、学生活动

多想一下现实中的中断的过程

把中断和现实中的中断联系起来

四、媒体使用

多媒本

五、详细内容

用现实中的例子说明什么是中断。

二、中断的组成

1、中断源：

外部中断0、1

定时器/计数器0、1

串行口中断

2、中断响应、中断处理和中断返回

思考题

与作业

教学反思

重庆城市职业学院

教学单元教案

单元内容

MCS—51的中断系统

单元序号

11

单元课时

4

教学手段

多媒体、实训室

教学方法

分析、引导、操作、理解

教学课型

□理论□实训□一体化□（）

教学目标

能力目标

MCS—51的中断系统

知识目标

MCS—51的中断系统

情感目标

认识、务实、肯动肯想、与人沟通合作

任务定位

教学重点

MCS—51的中断系统

教学难点

MCS—51的中断系统

教学关键点

MCS—51的中断系统

教学过程设计

问题与对策

一、教学意图：

知道五个中断源、IE、IP

充分理解IE、IP及设置其作用

二、教师活动

讲解中断源、让同学用现实的例子理解中断

通过分析IE、IP对其的作用进行讲解

三、学生活动

多想一些现实的例子来理解中断

加强记忆IE、IP

四、媒体使用

多媒体

五、详细内容

1、五个中断源及其入口地址：

外部中断00003H

外部中断10013H

定时/计数器0000BH

定时/计数器1001BH

串行口中断0023H

2、需要理解的代号：

（1）、IT0：

外部中断0的触发方式

IT1：

外部中断1的触发方式

它们有两种可能：

0表示低电平有效（用CLR指令）

1表示下降沿有效（用SETB指令）

例如：

SETBIT0表示外部中断0触发方式为下降沿有效

（2）、IE：

EA总中断允许位

ES