项目1单片机应用技能实训(C语言)教案(共26页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上单片机应用技能实训(C语言)教案项目1项目1 认识单片机及其工具软件任务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、课件课前准备教学目标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。
2、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,如智能冰箱、微电
3、脑控制电磁炉、遥控电视等都用到了单片机。什么时单片机呢?单片机是单片机微型计算机的简称,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、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。-。展示单片机芯片及单片机应用制作成品。启发学习积极性讲授新课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
4、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。 图1-41、主电源引脚:Vcc(40脚)和Vss(20脚)Vcc:接 +5VVss: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,与内部电路共同作用产生时钟脉冲信号,时钟脉冲的频率为晶振频率。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/、/VPPRST/VPD(9脚
5、):双功能引脚,复位功能(RST)或备用电源(VPD)功能。ALE/(30脚):双功能引脚,地址锁存信号输出(ALE)或编程脉冲输入()。(29脚):外部程序存储器的读选通信号引脚,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。/VPP(31脚):双功能引脚,程序存储器选择控制功能()或编程电源输入(VPP)。当=0时,CPU对程序存储器的访问限定在外部程序存储器;当=1时,CPU访问从内部程序存贮器04KB地址开始,并可以自动延至外部超过4KB的程序存储器。4、I/O口引脚:P0.0P0.7、P1.0P1.7、P2.0P2.7、P3.0P3.732个I/O口引脚分成4
6、组,分别用于4个I/O端口P0、P1、P2、P3的8位I/O口位引脚。P0.0P0.7对应P0,P1.0P1.7对应P1,P2.0P2.7对应P2,P3.0P3.7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,它们通过内部三总线有机地连接起来。 图1-5 图1-61、中央处理器CPUCPU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
7、行相应的操作。2、振荡/分频器振荡/分频器的作用是与外部电路一起构成时钟振荡电路产生时钟脉冲,经分频器分频产生单片机所需的时基脉冲信号,为单片机各种功能部件提供统一而精确的执行控制信号,是单片机执行各种动作和指令的时间基准。MCS-51单片机的时钟振荡电路构成有两种形式: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。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AT89S51为例,介绍单片机最小应用系统。AT8
8、9S51与MCS-51单片机内部结构相似,含有4K内部程序存储器,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AT89S51构成的单片机最小应用系统示意图如图1-7所示。 图1-7最小应用系统时钟电路由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
9、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。用多媒体展示图1-4重点介绍RST功能使用重点介绍的用法用多媒体展示图1-5、图1-6展开介绍复位电路工作原理用多媒体展示图1-7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13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
10、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
11、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,与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,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
12、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基本操作下面以图1-9为例介绍proteus基本操作图1-9 例图1、将所需元器件加入到对象选择器窗口单击对象选择器按钮,弹出“Pick Devices”页面,在“Keywords”输入AT89C51(AT89S51与AT89C51兼容),系统在对象库中进行搜索查找,并将搜索结果显示在“Results”中。在“Result
13、s”栏中的列表项中,双击“AT89C51”,则可将“AT89C51”添加至对象选择器窗口。按同样方法,将其他所需的元件(红色发光二极管LED-RED、电容CAP、电阻RES、晶振CRYSTAL等)加入到对象选择器窗口。单击“OK”按钮,结束对象选择。2、放置元器件至图形编辑窗口在对象选择器窗口中,点击选中AT89C51,将鼠标置于图形编辑窗口该对象的欲放位置,单击鼠标左键,完成该对象放置。按照相同操作,将电容、晶振等其他元件放置到图形编辑窗口中。由于发光二极管需要8个,所以点击选中发光二极管后,在图形编辑区域适当的位置再反复点击放置8次,此时总共放置了8只发光二极管,二极管名的标示系统会自动区
14、分。同样方法可以放置其他元件。3、移动、删除对象和调整对象朝向将鼠标移到该对象上,单击鼠标右键,此时我们已经注意到,该对象的颜色已变至红色,表明该对象已被选中,按下鼠标左键,拖动鼠标,将对象移至新位置后,松开鼠标,完成移动操作。选中对象后,再次右击鼠标,即可将对象删除。选中对象后,用鼠标左键点击旋转按钮可以使对象旋转,点击镜象按钮可以使对象按x轴镜象或按y轴镜象。4、放置电源及接地符号我们会发现许多器件没有Vcc 和GND引脚,其实他们隐藏了,仿真时系统使用默认的电源为其供电。其他电路引脚需要连接电源时,可以点击工具箱的接线端按钮,这时对象选择器将出现一些接线端,在器件选择器里点击GROUND
15、,鼠标移到原理图编辑区,左键点击一下即可放置接地符号;同理也可以把电源符号POWER放到原理图编辑区。5、元器件之间的连线Proteus的智能化可以在你想要画线的时候进行自动检测。比如将电阻R1的左端连接到D1的右端。当鼠标的指针靠近R1左端的连接点时,鼠标指针前面就会出现一个“”号,表明找到了R1的连接点,单击鼠标左键,移动鼠标(不用拖动鼠标),将鼠标的指针靠近D1右端的连接点时,鼠标指针前面又会出现一个“”号,表明找到了D1的连接点,同时屏幕上出现了粉红色的连接,单击鼠标左键,粉红色的连接线变成了深绿色,这一连线就完成了。Proteus具有线路自动路径功能(简称WAR),当选中两个连接点后
16、,WAR将选择一个合适的路径连线。在连线过程中,我们可以用左击鼠标的方法来手动选择连线的路径。同理,我们可以完成其它连线。在此过程的任何时刻,都可以按ESC键或者单击鼠标的右键来放弃画线。6、编辑对象的属性对象一般都具有文本属性,这些属性可以通过一个对话框进行编辑。编辑单个对象的具体方法是:先右键点击选中对象,然后用左键点击对象,此时出现属性编辑对话框。图1-19是电阻的编辑对话框,这里你可以改变电阻的标号、电阻值、PCB封装以及是否把这些东西隐藏等,修改完毕,点击“OK”按钮即可。 图1-19 编辑电路参数对话框设置完元件参数,电路硬件制作的计算机仿真就完成了。还有一些Proteus的基本操
17、作,有的与Word相似,有的可在软件使用中进一步学习,在这里就不一一介绍了。三、仿真运行在进行模拟电路、数字电路仿真时,只须点击仿真运行按钮就可以了。当仿真单片机应用系统时,应先将应用程序目标文件载入单片机芯片中,再进行仿真运行。载入目标文件的方法是,先选中单片机芯片,再左击该芯片后出现如图1-20对话框,再点击按钮,出现文件选项对话框,双击由Keil软件编译生成的.hex目标文件,最后点击OK按钮,将目标文件载入单片机芯片中,就可以进行仿真运行了。 图1-20 载入目标文件对话框四、学生练习,老师指导,进行单片机最小应用系统的绘制。单片机最小应用系统电路图如图1-7所示。 单片机最小应用系统
18、图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。展示仿真电路课件,并以此电路为例进行基本操作演示。课堂小结1、proteus的工作界面。2、proteus的基本操作-6个步骤。3、proteus用于单片机系统的仿真时的操作步骤。课后作业项目反复训练与思考题1、2。任务3 汇编软件keil的使用及单片机最小应用系统仿真一、案头任务汇编软件keil的使用及单片机最小应用系统仿真授课时间年 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keil的工作界面。2、掌握使用keil的操作步骤。3、掌握利用keil进行
19、程序编译及程序修改方法。4、掌握两工具软件的使用。教学重点1、使用keil进行汇编的操作步骤。2、掌握利用keil进行程序汇编及程序修改方法。3、使用proteus进行电路仿真。教学难点1、利用keil进行程序汇编及程序修改。2、仿真运行中的错误查找。教学过程1、汇编软件keil的功能简介。2、打开keil软件,介绍其工作界面。3、keil工程的建立及设置介绍。4、编译、连接及程序修改介绍。5、复习proteus基本操作。6、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
20、交流复习提问1、proteus基本操作有哪几步?2、用proteus仿真单片机系统要哪几步?提问导思导入 在使用proteus进行单片机系统仿真时需要载入目标文件,该目标文件要使用keil将编写的C语言源程序进行编译生成的。下面介绍keil的基本操作方法。启发学习积极性讲授新课一、Keil工程的建立首先启动Keil软件,可以直接双击uVision快捷图标以启动该软件,软件启动后,程序窗口的左边有一个工程管理窗口,该窗口有3个标签,分别是Files、Regs和Books,这三个标签页分别显示当前项目的文件结构、CPU的寄存器及部分特殊功能寄存器的值(调试时才出现)和所选CPU的附加说明文件,如果
21、是第一次启动Keil,那么这三个标签页全是空的。1、源文件的建立点击菜单“File-New”或者点击工具栏的新建文件按钮,即可在项目窗口的右侧打开一个新的文本编辑窗口,在该窗口中输入汇编语言源程序。录入完源程序后,保存该文件,注意必须加上扩展名(C语言源程序一般用.c为扩展名),这里假定将文件保存为“方波输出.c”。需要说明的是,源文件就是一般的文本文件,不一定使用Keil软件编写,可以使用任意文本编辑器编写,但Keil编辑器对汉字的支持不好,建议使用UlterEdit之类的编辑软件进行源程序的录入。2、建立工程文件点击“Project-New Project”菜单,出现一个对话框,要求给将要
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- 项目 单片机 应用 技能 语言 教案 26
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