单片机原理及应用教案含实验教案.docx
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单片机原理及应用教案含实验教案
授课计划
授课时间:
2月27日至4月17日(共8周)
计划制定时间:
2013年2月21日
课程名称
单片机原理
课程编号
1012102A
总学时40学时
讲课:
24学时
实验:
16学时
实习:
学时
学分数
课程类型
必修课()选修课(∨)
理论课()实验课()
任课教师
xx
职称
讲师
授课对象
2010信控1班
使用教材和主要参考资料
1、使用教材
张毅刚主编,《单片机原理及应用》,高等教育出版社,2010.11
2、参考书
[1]胡键,《单片机原理及接口技术》(1版),机械工业出版社,2005.1
[2]何立民,《单片机应用技术选编》(1版),北京航空航天大学出版社,1994.5
[3]孙育才,《MCS-51》(3版),东南大学出版社,2001.7
[4]武庆生,《单片机及其应用》,电子科技大学出版社,2000.10
[5]王培东等,《8098单片机原理及其应用》,哈尔滨工业大学出版社,2001.1
[6]舒志兵,《现代伺服运动控制系统》,黑龙江人民出版社,2004.10
教学进程
时间(周)
1
1
1
1
1
1
2
2
2
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3
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6
6
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8
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13
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13
15
15
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16
16
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16
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16
教学内容(章节)
第一章单片机概述
1.0单片机的由来
1.1什么是单片机
1.2单片机的历史及发展概论
1.3单片机的特点及应用
1.4MCS-51系列单片机
1.58位单片机的主要生产厂家和机型
1.6单片机的发展趋势
1.7单片机与嵌入式系统
1.8数制和码制
第二章单片机的硬件结构和原理
2.1MCS-51单片机的硬件结构
2.2MCS-51的引脚
2.3MCS-51的CPU
2.4MCS-51存储器的结构
2.5并行I/O端口
2.6复位电路
2.7时钟电路
第三章
第三章MCS-51的指令系统
3.1指令系统概述
3.2指令系统的寻址方式
3.3MCS-51指令系统分类介绍
第四章MCS-51汇编语言程序设计
4.1汇编语言程序设计概述
4.2顺序与循环程序设计
4.3子程序的设计
4.4分支转移程序设计
4.5查表程序设计
4.6综合编程举例
第五章MCS-51中断系统
5.1中断的概念
5.2MCS-51中断系统的结构
5.3中断请求源
5.4中断控制
5.5中断响应
5.6外部中断的触发方式
5.7中断服务程序设计
5.8多外部中断源系统设计
第六章定时器/计数器
6.1定时器/计数器结构
6.2定时器/计数器的四种工作方式
6.3定时器/计数器对输入信号的要求
6.4定时器/计数器编程和应用
第七章串行通信及其接口
7.1概述
7.2MCS-51的串行口
7.3波特率的制定方法
7.4多机通信
7.5串行口的编程和应用
第八章MCS-51单片机扩展存储器的设计
8.1概述
8.2存储器扩展的基本方法
8.3程序存储器扩展
8.4静态数据存器的扩展
8.5E2PROM的扩展
第九章MCS-51单片机并行I/O接口的扩展
9.1简单的I/O扩展
9.2MCS-51与可编程并行I/0芯片8255接口设计
9.3MCS-51与可编程RAM/IO芯片8155H的接口
9.4用MCS-51的串行口扩展并行口
第十章MCS-51与键盘、显示器的接口设计
10.1LED显示器接口原理
10.2键盘接口原理
10.3键盘/显示器接口实例
第十一章MCS-51与D/A及A/D转换器接口
11.1MCS-51与DAC的接口
11.1.1D/A转换器概述
11.1.2MCS51与DAC0832的接口
11.1.3MCS-51与12位DAC1208的接口
11.2MCS-51与DAC的接口
11.2.1ADC转换器概述
11.2.2MCS-51与ADC0809(逐次比较型)的接口
11.2.3MCS-51与AD574(逐次比较型)的接口
11.2.4MCS-51与A/D转换器MC14433
(双积分型)的接口
学时分配
2
4
10
6
6
4
4
3
3
4
2
教案
(第1次课2学时)
一、授课题目:
单片机概述
二、教学目的和要求:
1、了解单片机的由来,什么是单片机
2、了解单片机的历史及发展概论
3、了解单片机的特点及应用
4、熟悉MCS-51系列单片机
5、了解8位单片机的主要生产厂家和机型
6、了解单片机的发展趋势
7、了解单片机与嵌入式系统
8、熟悉数制和码制
三、教学重点和难点
难点:
单片机与嵌入式系统
重点:
单片机的特点及应用,单片机的发展趋势
四、教学过程(包含教学内容、教学方法、辅助手段、板书、学时分配等)
1、教学内容
单片机概述
1.0单片机的由来
1.1什么是单片机
1.2单片机的历史及发展概论
1.3单片机的特点及应用
注意强调:
①与机械设计制造相关行业的应用;②与微机系统、PLC的区别。
1.4MCS-51系列单片机
1.58位单片机的主要生产厂家和机型
1.6单片机的发展趋势
强调:
①CPU的改进②存储器的扩展③片内I/O口的改进④外围电路内装化⑤低耗化
1.7单片机与嵌入式系统
引入前沿技术的介绍,注意前沿技术在机械设计制造行业的应用。
1.8数制和码制
具体内容详见电子教案及电子课件。
2、教学方法
启发、引导、对比
3、教学手段
多媒体
五、作业
教材P10:
5、7、8、9及补充题
六、主要参考资料
1、何立民,《单片机应用技术选编》(1版),北京航空航天大学出版社,1994.5
2、胡键,《单片机原理及接口技术》(1版),机械工业出版社,2005.1
3、武庆生,《单片机及其应用》,电子科技大学出版社,2000.10
4、孙育才,《MCS-51》(3版),东南大学出版社,2001.7
七、课后记
1、主要参考资料为下列五种,但学生查找不全,收集有困难,问题是学生主动性查找不够,再一是资料缺乏。
[1]、何立民,《单片机应用技术选编》(1版),北京航空航天大学出版社,1994.5
[2]、胡键,《单片机原理及接口技术》(1版),机械工业出版社,2005.1
[3]、武庆生,《单片机及其应用》,电子科技大学出版社,2000.10
[4]、孙育才,《MCS-51》(3版),东南大学出版社,2001.7
[5]、舒志兵,《现代伺服运动控制系统》,黑龙江人民出版社,2004.10
2、学生硬件基础较差,对课程理解带来困难,需补充硬件基础知识。
3、建议修改课程顺序,此课程放在电子技术课程之后,不能做为同头课开设。
4、引入计算机前沿技术介绍及在工业控制中的应用十分必要。
5、课序关系:
前修课程,《大学物理》、《电工技术》、《电子技术》等
后继课程,《计算机控制技术》、《数控机床》等
并行课程,《微机原理与应用》、《机床电器控制与PLC》等
教案
(第2、3次课4学时)
一、授课题目:
单片机的硬件结构和原理
二、教学目的和要求:
1、了解MCS-51单片机的硬件结构
2、熟悉MCS-51的引脚
3、了解MCS-51的CPU
4、熟悉MCS-51存储器的结构
5、熟悉并行I/O端口
6、熟悉复位电路
7、熟悉时钟电路
三、教学重点和难点
难点:
MCS-51的CPU、时钟电路
重点:
MCS-51的引脚、MCS-51存储器的结构、复位电路、并行I/O端口
四、教学过程(包含教学内容、教学方法、辅助手段、板书、学时分配等)
1、教学内容
单片机的硬件结构和原理
2.1MCS-51单片机的硬件结构
2.2MCS-51的引脚
①突出P0、P1、P2、P3口,特别强调P0、P2口应用;②强调INTO、INT1、T1、T0、RX和TX应用
2.3MCS-51的CPU
从部件介绍入手,以积木方式搭建结构,启发、引导熟悉CPU功能。
2.4MCS-51存储器的结构
强调哈佛结构及其特点
2.5并行I/O端口
2.6复位电路
引导学生实现上电复位与上电、手动复位电路的设计
2.7时钟电路
每个机器周期(12个振荡周期)由6个状态周期组成,即S1、S2、……S6,而每个状态周期由两个时相P1,P2组成(即为2个主振振荡周期)。
所以一个机器周期可依次表示为S1P1、S1P2、S2P1、S2P2……S6P1、S6P2。
具体内容详见电子教案及电子课件。
2、教学方法
启发、引导、对比
3、教学手段
多媒体
五、作业
教材P36:
2、3、4、5、6、7、9
六、主要参考资料
1、何立民,《单片机应用技术选编》(1版),北京航空航天大学出版社,1994.5
2、胡键,《单片机原理及接口技术》(1版),机械工业出版社,2005.1
3、武庆生,《单片机及其应用》,电子科技大学出版社,2000.10
4、孙育才,《MCS-51》(3版),东南大学出版社,2001.7
七、课后记
1、学生硬件基础较差,对课程理解带来困难,需补充硬件基础知识。
2、利用实验箱增强学生对硬件结构的理解,有良好效果。
3、将器件带入课堂能加深学生对硬件内容的理解。
4、鼓励和要求学生查阅相关资料,培养学生工程意识。
5、鼓励和要求学生较早进入实验室,十分必要。
教案
(第4次课2学时)
一、授课题目:
MCS-51的指令系统
二、教学目的和要求:
1、熟悉MCS-51指令的基本结构
2、熟悉MCS-51指令系统的寻址方式
3、掌握MCS-51指令系统中七类111条指令的基本应用
三、教学重点和难点
难点:
MCS-51指令系统的寻址方式,程序转移类指令
重点:
寻址方式,七类111条指令的基本应用
四、教学过程(包含教学内容、教学方法、辅助手段、板书、学时分配等)
1、教学内容
3.1指令系统概述
3.2指令系统的寻址方式
注意:
①在强调概念的同时,结合指令加以介绍,可帮助同学的理解;②再后续的指令介绍中,也要通过指令的具体应用不断帮助对寻址方式的理解。
1、立即寻址
2、直接寻址
3、寄存器寻址
4、寄存器间接寻址
5、变址寻址
6、相对寻址
7、位寻址
3.3MCS-51指令系统分类介绍
1、数据传送类指令
注意读片外RAM指令:
MOVXA,@DPTR和MOVXA,@Ri,一个在片外64KRAM中读取;一个在片外256BRAM中读取;这是16位地址与8位地址的区别。
使用此类指令之前,首先使用MOVDPTR,#××××H或MOVRi,#××H;
2、算术运算类指令
注意:
①十进制调整指令DAA的应用;②乘法MULAB、除法DIVAB的应用,特别是积BA和商A余数B。
3、逻辑运算与循环类指令
4、程序转移类指令
注意:
绝对、相对;条件、无条件转移的特点及转移地址值。
5、调用子程序及返回指令
注意:
子程序末尾的RET返回。
6、位操作指令
7、空操作指令
具体内容详见电子教案及电子课件。
2、教学方法
启发、引导、对比
3、教学手段
多媒体
五、作业
教材P36:
2、3、4、5、6、7、9
六、主要参考资料
1、何立民,《单片机应用技术选编》(1版),北京航空航天大学出版社,1994.5
2、胡键,《单片机原理及接口技术》(1版),机械工业出版社,2005.1
3、武庆生,《单片机及其应用》,电子科技大学出版社,2000.10
4、孙育才,《MCS-51》(3版),东南大学出版社,2001.7
5、舒志兵,《现代伺服运动控制系统》,黑龙江人民出版社,2004.10
七、课后记
1、利用现有实验设备,验证并学会使用七类指令:
①数据传送类指令②算术运算类指令③逻辑运算与循环类指令④程序转移类指令⑤调用子程序及返回指令⑥位操作指令⑦空操作指令。
2、通过指令熟悉七种寻址方式:
①立即寻址②直接寻址③寄存器寻址④寄存器间接寻址⑤变址寻址⑥相对寻址⑦位寻址
3、学会使用现有实验设备,利用现有实验设备进行初步编程训练。
教案
(第5、6次课4学时)
一、授课题目:
MCS-51的指令系统
二、教学目的和要求:
1、熟悉MCS-51指令的基本结构
2、熟悉MCS-51指令系统的寻址方式
3、掌握MCS-51指令系统中七类111条指令的基本应用
三、教学重点和难点
难点:
MCS-51指令系统的寻址方式,程序转移类指令
重点:
寻址方式,七类111条指令的基本应用
四、教学过程(包含教学内容、教学方法、辅助手段、板书、学时分配等)
2、教学内容
3.4指令系统概述
3.5指令系统的寻址方式
注意:
①在强调概念的同时,结合指令加以介绍,可帮助同学的理解;②再后续的指令介绍中,也要通过指令的具体应用不断帮助对寻址方式的理解。
1、立即寻址
2、直接寻址
3、寄存器寻址
4、寄存器间接寻址
5、变址寻址
6、相对寻址
7、位寻址
3.6MCS-51指令系统分类介绍
1、数据传送类指令
注意读片外RAM指令:
MOVXA,@DPTR和MOVXA,@Ri,一个在片外64KRAM中读取;一个在片外256BRAM中读取;这是16位地址与8位地址的区别。
使用此类指令之前,首先使用MOVDPTR,#××××H或MOVRi,#××H;
2、算术运算类指令
注意:
①十进制调整指令DAA的应用;②乘法MULAB、除法DIVAB的应用,特别是积BA和商A余数B。
3、逻辑运算与循环类指令
4、程序转移类指令
注意:
绝对、相对;条件、无条件转移的特点及转移地址值。
5、调用子程序及返回指令
注意:
子程序末尾的RET返回。
6、位操作指令
7、空操作指令
具体内容详见电子教案及电子课件。
2、教学方法
启发、引导、对比
3、教学手段
多媒体
五、作业
教材P36:
2、3、4、5、6、7、9
六、主要参考资料
1、何立民,《单片机应用技术选编》(1版),北京航空航天大学出版社,1994.5
2、胡键,《单片机原理及接口技术》(1版),机械工业出版社,2005.1
3、武庆生,《单片机及其应用》,电子科技大学出版社,2000.10
4、孙育才,《MCS-51》(3版),东南大学出版社,2001.7
5、舒志兵,《现代伺服运动控制系统》,黑龙江人民出版社,2004.10
七、课后记
1、利用现有实验设备,验证并学会使用七类指令:
①数据传送类指令②算术运算类指令③逻辑运算与循环类指令④程序转移类指令⑤调用子程序及返回指令⑥位操作指令⑦空操作指令。
2、通过指令熟悉七种寻址方式:
①立即寻址②直接寻址③寄存器寻址④寄存器间接寻址⑤变址寻址⑥相对寻址⑦位寻址
3、学会使用现有实验设备,利用现有实验设备进行初步编程训练。
教案
(第7、8次课4学时)
一、授课题目:
MCS-51的指令系统
二、教学目的和要求:
1、熟悉MCS-51指令的基本结构
2、熟悉MCS-51指令系统的寻址方式
3、掌握MCS-51指令系统中七类111条指令的基本应用
三、教学重点和难点
难点:
MCS-51指令系统的寻址方式,程序转移类指令
重点:
寻址方式,七类111条指令的基本应用
四、教学过程(包含教学内容、教学方法、辅助手段、板书、学时分配等)
3、教学内容
3.7指令系统概述
3.8指令系统的寻址方式
注意:
①在强调概念的同时,结合指令加以介绍,可帮助同学的理解;②再后续的指令介绍中,也要通过指令的具体应用不断帮助对寻址方式的理解。
1、立即寻址
2、直接寻址
3、寄存器寻址
4、寄存器间接寻址
5、变址寻址
6、相对寻址
7、位寻址
3.9MCS-51指令系统分类介绍
1、数据传送类指令
注意读片外RAM指令:
MOVXA,@DPTR和MOVXA,@Ri,一个在片外64KRAM中读取;一个在片外256BRAM中读取;这是16位地址与8位地址的区别。
使用此类指令之前,首先使用MOVDPTR,#××××H或MOVRi,#××H;
2、算术运算类指令
注意:
①十进制调整指令DAA的应用;②乘法MULAB、除法DIVAB的应用,特别是积BA和商A余数B。
3、逻辑运算与循环类指令
4、程序转移类指令
注意:
绝对、相对;条件、无条件转移的特点及转移地址值。
5、调用子程序及返回指令
注意:
子程序末尾的RET返回。
6、位操作指令
7、空操作指令
具体内容详见电子教案及电子课件。
2、教学方法
启发、引导、对比
3、教学手段
多媒体
五、作业
教材P36:
2、3、4、5、6、7、9
六、主要参考资料
1、何立民,《单片机应用技术选编》(1版),北京航空航天大学出版社,1994.5
2、胡键,《单片机原理及接口技术》(1版),机械工业出版社,2005.1
3、武庆生,《单片机及其应用》,电子科技大学出版社,2000.10
4、孙育才,《MCS-51》(3版),东南大学出版社,2001.7
5、舒志兵,《现代伺服运动控制系统》,黑龙江人民出版社,2004.10
七、课后记
1、利用现有实验设备,验证并学会使用七类指令:
①数据传送类指令②算术运算类指令③逻辑运算与循环类指令④程序转移类指令⑤调用子程序及返回指令⑥位操作指令⑦空操作指令。
2、通过指令熟悉七种寻址方式:
①立即寻址②直接寻址③寄存器寻址④寄存器间接寻址⑤变址寻址⑥相对寻址⑦位寻址
3、学会使用现有实验设备,利用现有实验设备进行初步编程训练。
教案
(第9次课2学时)
一、授课题目:
MCS-51汇编语言程序设计
二、教学目的和要求:
1、熟悉汇编语言程序设计的基本知识
2、掌握顺序与循环程序设计方法
3、掌握子程序的设计方法
4、掌握分支转移程序设计方法
5、掌握查表程序设计方法
6、具备综合编程能力
三、教学重点和难点
难点:
分支转移程序设计方法,查表程序设计方法
重点:
程序的设计方法和编程能力的培养
四、教学过程(包含教学内容、教学方法、辅助手段、板书、学时分配等)
1、教学内容
MCS-51汇编语言程序设计
4.1汇编语言程序设计概述
4.2顺序与循环程序设计
4.3子程序的设计
4.4分支转移程序设计
4.5查表程序设计
通过简单程序说明查表程序设计特点,应用启发、引导、对比方法。
如下例:
ORG1000H
MOVDPTR,#2000H
MOV20H,#03
MOVA,20H
MOVCA,@A+DPTR
MOV21H,A
ORG2000H
DB00,01,04,09,16,25
END
4.6综合编程举例
具体内容详见电子教案及电子课件。
2、教学方法
启发、引导、对比
3、教学手段
多媒体
五、作业
教材P94:
2、6、7、12、13
要求:
第6、7、12、13题自行完成设计并上机完成验证,给出:
汇编程序、机器码程序、结果存放单元的内容。
第6题(参考答案):
ORG0350H
MOV21H,#81H
MOV20H,#92H
MOV23H,#33H
MOV22H,#44H
MOVA,20H
CLRC
ADDA,22H
MOV24H,A
MOVA,21H
ADDCA,23H
MOV25H,A
END
第7题(参考答案):
ORG0010H
MOVDPTR,#1000H
MOVR0,#30H
MOVR2,30
L1:
MOVXA,@DPTR
MOV@R0,A
INCDPTR
INCR0
DECR2
DJNZR2,L1
END
第12题(参考答案):
ORG0100H
MOV30H,#5BH
MOVR1,#30H
MOVA,@R1
ANLA,#0FH
PUSHACC
CLRC
SUBBA,#0AH
POPACC
JCLOP1
ADDA,#07H
LOP1:
ADDA,#30H
MOVR3,A
MOVA,@R1
SWAPA
ANLA,#0FH
PUSHACC
CLRC
SUBBA,#0AH
POPACC
JCLOP2
ADDA,#07H
LOP2:
ADDA,#30H
MOVR4,A
END
第13题(参考答案):
ORG1050H
MOV50H,#15
MOV51H,#1
MOV52H,#2
MOV53H,#3
MOV54H,#4
MOV55H,#5
MOV56H,#6
MOV57H,#7
MOV58H,#8
MOV59H,#9
MOVR0,#50H
CLRA
ADD1:
ADDA,@R0
INCR0
CJNER0,#5AH,ADD1
MOVB,#10
DIVAB
MOV5AH,A
END
六、主要参考资料
1、何立民,《单片机应用技术选编》(1版),北京航空航天大学出版社,1994.5
2、胡键,《单片机原理及接口技术》(1版),机械工业出版社,2005.1
3、武庆生,《单片机及其应用》,电子科技大学出版社,2000.10
4、孙育才,《MCS-51》(3版),东南大学出版社,2001.7
5、舒志兵,《现代伺服运动控制系统》,黑龙江人民出版社,2004.10
七、课后记
1、加强实验室有效训练,十分必要。
2、加强学生自主编程能力,有效训练顺序与循环程序设计;子程序的设计;分支转移程序设计;查表程序设计和综合编程。
3、学生作业通过计算机调试、汇编并通过执行,获得正确结果。
4、培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
5、提早进入工程师有效训练。
教案
(第10、11次课4学时)
一、授课题目:
MCS-51汇编语言程序设计
二、教学目的和要求:
1、熟悉汇编语言程序设计的基本知识
2、掌握顺序与循环程序设计方法
3、掌握子程序的设计方法
4、掌握分支转
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- 关 键 词:
- 单片机 原理 应用 教案 实验
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