单片机原理精品课件.ppt

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1、单片机原理单片机原理课程体系结构课程体系结构与与精品课程建设精品课程建设哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学 张毅刚张毅刚1内内 容容一、一、单片机原理单片机原理课程的性质与定位课程的性质与定位二、课程体系结构二、课程体系结构三、课程内容的更新与教材建设三、课程内容的更新与教材建设四、教学方法与教学理念四、教学方法与教学理念五、实践教学环节五、实践教学环节六、教学资源建设六、教学资源建设2一、一、单片机原理单片机原理课程的性质与定位课程的性质与定位历史：历史：二十余年二十余年,课程年轻课程年轻工科绝大多数工科绝大多数涉电涉电专业专业(一、二、三本科、职业技术学一、二、三本科、职业技术学院、专科院、专科

2、或或研究型、工程应用型研究型、工程应用型)均开设。均开设。本科阶段本科阶段必须掌握必须掌握的应用技术与技能。的应用技术与技能。3就业、攻读硕士学位就业、攻读硕士学位的的必备要求必备要求各种各种电子竞赛电子竞赛以及以及毕业设计毕业设计均涉及。均涉及。全国全国大学生大学生创新性实验创新性实验计划项目计划项目课程特点：课程特点：涉及面广涉及面广与实际应用紧密结合与实际应用紧密结合实践性要求高实践性要求高课程性质：课程性质：应用类应用类课程。课程。目标：目标：培养培养应用型应用型人才人才4微型计算机组成技术微型计算机组成技术课程课程延伸延伸凡是涉电专业都学习该课程，凡是涉电专业都学习该课程，不仅仅是属

3、于不仅仅是属于计算机计算机类类课程课程。学习方式：学习方式：1.1.课堂讲授课堂讲授+实践教学（大多采用此方式）实践教学（大多采用此方式）2.2.案例教学（教师讲授案例，与实际应用相结合）案例教学（教师讲授案例，与实际应用相结合）3.3.自学自学+布置设计题目布置设计题目+学生完成学生完成+教师总结教师总结（充（充分发挥学生的主观能动性）分发挥学生的主观能动性）5二、课程体系结构二、课程体系结构建立、完善建立、完善 “以芯片为基础，以接口设计为主线，以芯片为基础，以接口设计为主线，以系统设计为目的以系统设计为目的”的的课程体系课程体系和课程和课程主要内容主要内容，如下图示。如下图示。接口设计接

4、口设计包括两部分：系统扩展接口与测控对象接口包括两部分：系统扩展接口与测控对象接口 单片机单片机集成度越来越高，集成度越来越高，系统扩展的部分应逐渐系统扩展的部分应逐渐减少。例如，程序存储器、减少。例如，程序存储器、ADCADC、DACDAC等等 测控对象的接口介绍应增加。例如，各种电机接测控对象的接口介绍应增加。例如，各种电机接口、红外接口等。与各种传感器接口。口、红外接口等。与各种传感器接口。67（1 1）以芯片为基础）以芯片为基础5151系列系列-仍为主流系列。仍为主流系列。80518051单片机内核单片机内核的新产品不断推出，的新产品不断推出，兼容的衍生品兼容的衍生品种种不断问世不断问

5、世，（统称，（统称80C5180C51系列系列）。）。芯片级别：芯片级别：民品级、工业级民品级、工业级、汽车电子、汽车电子、军品军品注重掌握芯片引脚的外特性：注重掌握芯片引脚的外特性：尤其要注意尤其要注意4 4个并行个并行I/OI/O口口P0-P3P0-P3的内部结构的内部结构 ，准准双向口双向口与与双向口双向口的区别的区别。片内的各种片内的各种功能部件功能部件8时钟电路时钟电路：内部时钟，外部时钟：内部时钟，外部时钟复位电路复位电路：多芯片多芯片的复位，的复位，不同极性不同极性的复位电平。的复位电平。采用采用74LS123(74LS123(单稳态触发器单稳态触发器)，外接的电容参数？，外接的

6、电容参数？指令系统：指令系统：汇编语言指令系统（第汇编语言指令系统（第3 3章）。章）。常用程序设计：常用程序设计：子程序的编写，查表，排序，循环子程序的编写，查表，排序，循环片内功能部件的介绍：片内功能部件的介绍：中断系统，定时器，串行口中断系统，定时器，串行口中断服务子程序的编写中断服务子程序的编写举例的举例的典型性典型性双机串行通信双机串行通信程序程序9（2 2）以接口设计为主线）以接口设计为主线a.a.程序存储器接口、数据存储器接口程序存储器接口、数据存储器接口地址空间的划分：地址空间的划分：线选法、译码器法线选法、译码器法（74LS13874LS138、74LS139 74LS139

7、、74LS15674LS156、FPGA FPGA）地址地址锁存器的选择锁存器的选择（74LS37374LS373、74LS57374LS573、82828282）注意：注意：选用选用大容量大容量的存储器芯片。的存储器芯片。片内有闪存片内有闪存，扩展，扩展程序存储器程序存储器的工作略去。的工作略去。读、写时间参数读、写时间参数与单片机匹配即可。与单片机匹配即可。10b.I/O b.I/O 接口接口扩展扩展I/O I/O 接口的接口的必要性必要性（不仅是片内（不仅是片内I/OI/O不够）不够）I/OI/O接口接口与与I/OI/O端口端口的区别的区别常用的常用的I/OI/O接口芯片接口芯片（82C

8、5582C55、81C5581C55）利用利用74LSTTL74LSTTL芯片芯片扩展的并行扩展的并行I/OI/O接口、利用接口、利用串口方串口方式式0 0扩展的并行扩展的并行I/OI/O接口。接口。C.C.键盘键盘/显示器（包括液晶显示器）、微型打印机、显示器（包括液晶显示器）、微型打印机、BCD BCD拨盘接口拨盘接口11LEDLED显示器显示器接口原理（静态显示、动态显示）接口原理（静态显示、动态显示）键盘接口原理（键盘接口原理（键少键少-直接判断行线、线翻转法，直接判断行线、线翻转法，键多键多-矩阵键盘）矩阵键盘）键盘键盘/显示器接口显示器接口设计方案（串口方式设计方案（串口方式0 0

9、、专用键盘专用键盘显示器接口芯片显示器接口芯片）LCDLCD显示器显示器（介绍常用的（介绍常用的LCMLCM）微型打印机微型打印机（圣特尼克接口）（圣特尼克接口）典型的典型的微打微打TP-TP-P P、BCDBCD拨盘拨盘d.ADCd.ADC、DACDAC接口接口DAC DAC 技术参数技术参数：分辨率、稳定时间：分辨率、稳定时间输出形式、结构输出形式、结构：电流、电压；单缓冲与双缓冲。：电流、电压；单缓冲与双缓冲。12还有还有时钟日历时钟日历接口、接口、报警音响报警音响接口、各种接口、各种标准串行接口标准串行接口等。等。大功率大功率接口。其他的各种接口接口。其他的各种接口（3 3）“以系统设

10、计为目的以系统设计为目的”-课程的课程的最终目的最终目的。主要包括：最基本的小系统设计、复杂系统设计、主要包括：最基本的小系统设计、复杂系统设计、系统系统调试调试（软件调试与硬件调试）以及开发工具（新的开（软件调试与硬件调试）以及开发工具（新的开发手段、发手段、EDAEDA仿真软件仿真软件ProteusProteus的使用）。的使用）。可靠性设计可靠性设计（硬件设计与软件设计）。（硬件设计与软件设计）。其他单片机其他单片机的介绍：的介绍：抗干扰性强、集成度高的单片机。抗干扰性强、集成度高的单片机。13三、课程内容的更新与教材建设三、课程内容的更新与教材建设（1 1）单片机的选型）单片机的选型几

11、十个系列，数百个品种。几十个系列，数百个品种。5151系列系列:熟悉熟悉并得到并得到广泛的应用广泛的应用。各大公司以各大公司以80518051单片机内核的新型单片机不断推出，单片机内核的新型单片机不断推出，与与MCS-51MCS-51兼容的衍生品种兼容的衍生品种不断问世不断问世。今后若干年内今后若干年内,5151系列系列及及兼容兼容的各种的各种增强型增强型、扩展型扩展型，仍是仍是主流机型主流机型。各院校各院校基本都以介绍基本都以介绍5151系列系列为主。为主。14电子产品世界电子产品世界杂志对有关嵌入式处理器使用问题杂志对有关嵌入式处理器使用问题的的276276名名工程师工程师问答调查问答调查

12、：80518051内核内核的单片机的单片机用的最多，依次用的最多，依次ARM,ARM,飞思卡尔，飞思卡尔，PICPIC单片机等。单片机等。操作系统：操作系统：38%Linux,16%Wince,34%38%Linux,16%Wince,34%c-OSII,c-OSII,前两种非实时。前两种非实时。5151单片机单片机PM/LPM/L语言的语言的RTOSRTOS被中国工程师丢了。被中国工程师丢了。15目前占市场份额较大为美国目前占市场份额较大为美国ATMELATMEL公司公司的的AT89C5xAT89C5x系列，系列，AT89S5xAT89S5x系列。代表机型系列。代表机型：AT89C51 AT

13、89C51 以及以及AT89S51AT89S51和和AT89S52AT89S52市场份额增加）。市场份额增加）。需关注的其他需关注的其他8 8位单片机：位单片机：8 8位单片机：位单片机：AVRAVR、PICPIC；5151兼容机：高集成度的兼容机：高集成度的C8051FC8051F系列、系列、AT89C51ACAT89C51AC2 2(32K(32K闪存、闪存、256256片内片内RAMRAM、2K2K片内片内EEPROMEEPROM、1K1K片内片内ERAMERAM、8 8通道通道1010位位ADCADC、看门狗、高速输出、定时器与边沿、看门狗、高速输出、定时器与边沿捕获、片内仿真电路捕获

14、、片内仿真电路)、ADC812ADC812。16 16 16位单片机：位单片机：TITI的的MSP430MSP430（关注关注）、凌阳凌阳单片机。单片机。32 32位单片机：飞利浦公司位单片机：飞利浦公司（2 2）存储器扩展）存储器扩展扩展程序存储器扩展程序存储器 少介绍，但不可删去，要掌握程序存储器的少介绍，但不可删去，要掌握程序存储器的基本基本扩展扩展方法。方法。扩展数据存储器扩展数据存储器 介绍介绍容量为容量为256K256K的扩展即可，小容量的不介绍。的扩展即可，小容量的不介绍。扩展扩展E E2 2PROMPROM的内容可的内容可简单介绍或不介绍简单介绍或不介绍。17（3 3）键盘显示

15、器接口部分）键盘显示器接口部分 8279 8279 是否介绍？删去。原有的并行接口键盘是否介绍？删去。原有的并行接口键盘/显显示器接口删去。示器接口删去。专用键盘显示器接口器件：专用键盘显示器接口器件：CH451 CH451(串口串口)、HD7279AHD7279A(串口串口)、zlgzlg 7289(7289(串口串口)、MAX 7290 MAX 7290(I(I2 2C)C)目前目前CH451CH451和和HD7279HD7279使用较多。从性能价格比上说，使用较多。从性能价格比上说，首推首推CH451CH451，主要是，主要是CH451CH451对对LEDLED数码管的驱动功能数码管的驱

16、动功能比较完善比较完善。18（4 4）ADCADC、DAC DAC 接口部分接口部分 ADC:ADC:串行串行-TI-TI公司：公司：TLC 549(8TLC 549(8位位)、TLC 1549(10TLC 1549(10位位)、TLC 1543(10TLC 1543(10位位)、TLC 2543(12TLC 2543(12位位)并行并行-AD-AD公司公司:AD574(12AD574(12位位)、AD674(12AD674(12位位)、AD1674(12AD1674(12位位)19 DAC:DAC:串行串行-TI-TI公司：公司：TLC 5616(8TLC 5616(8位位)、TLC 561

17、7(10TLC 5617(10位位)、TLC 5618(12TLC 5618(12位位)并行并行-AD-AD公司公司 AD669(16AD669(16位位,约约150150元元)20（5 5）串行扩展技术）串行扩展技术对串行扩展给予对串行扩展给予足够重视：足够重视：单总线、单总线、I I2 2C C总线扩展、总线扩展、SPISPI扩展技术等。重点：扩展技术等。重点：I I2 2C C、SPISPI。（1 1、2 2、3 3线串行扩展线串行扩展）。）。I I2 2C C总线总线与与CANCAN总线总线的系统结构相似，区别是什么？的系统结构相似，区别是什么？21单总线单总线22单总线器件内部主要电

18、路单总线器件内部主要电路23I2C总线总线24SPISPI总线总线25与相应的与相应的新型的接口芯片新型的接口芯片配套介绍。配套介绍。应以应以世界实力较强世界实力较强的接口芯片生产公司的产品为主，的接口芯片生产公司的产品为主，如如ADAD公司公司、MAXIMMAXIM公司公司、TITI、DALLAS DALLAS 等公司的芯片。等公司的芯片。种类多，品种齐全，可借鉴的资料较多。种类多，品种齐全，可借鉴的资料较多。（6 6）抗干扰设计）抗干扰设计 新型的新型的微处理器监视器微处理器监视器芯片。芯片。看门狗、掉电检测看门狗、掉电检测AT89S51 AT89S51 片内集成了看门狗片内集成了看门狗2

19、6形形色色的单片机形形色色的单片机（参考资料）（参考资料）1.1.8 8位单片机位单片机（1 1）华邦公司）华邦公司(WinbondWinbond)W78W78系列和系列和W77W77系列系列W78W78系列（系列（与与AT89C5xAT89C5x系列系列完全兼容），完全兼容），W77W77系列系列为为增强增强型型，对，对80518051的的时序作了改进时序作了改进：机器周期机器周期由由1212个个时钟周期时钟周期改为改为4 4个个周期，速度提高周期，速度提高三倍三倍，晶振可达晶振可达40MHz40MHz。增加增加看门狗看门狗、两组两组UARTUART、两组两组DPTRDPTR数据指针（编写程

20、数据指针（编写程序便利）、序便利）、ISPISP（在系统可编程）（在系统可编程）等功能等功能。集成集成USBUSB接口接口，集成，集成语音语音等功能。等功能。27（2 2）PIC PIC单片机（系列）单片机（系列）美国微芯公司（美国微芯公司（MicroshipMicroship）产品，产品，市场份额增长最市场份额增长最快快。RISCRISC（精简指令集）精简指令集）结构，分别有结构，分别有3333、3535、5858条条指令（视级别而定）。指令（视级别而定）。指令周期指令周期：160160200ns200ns，流水线流水线结构结构 I/OI/O口双向口双向，输出为输出为CMOSCMOS互补推挽

21、互补推挽电路。电路。I/OI/O脚增加了脚增加了用于设置输入或输出状态的用于设置输入或输出状态的方向寄存器方向寄存器、低工作电、低工作电压、低功耗、驱动能力强。压、低功耗、驱动能力强。相比相比5151系列系列：强：强的的I/OI/O驱动能力驱动能力，低电平低电平灌电流灌电流达达25mA25mA，高电平输出电流高电平输出电流可达可达20mA20mA。28（3 3）AVR AVR单片机（系列）单片机（系列）AtmelAtmel公司公司，特点特点为高速、低功耗。为高速、低功耗。废除废除机器周期机器周期，以以时钟周期时钟周期为为指令周期指令周期，流水作业流水作业。指令多指令多为为单周期指令单周期指令，

22、抛弃，抛弃复杂指令计算机复杂指令计算机(CISC)(CISC)追求指令完备的做法。追求指令完备的做法。采用采用精简指令集精简指令集RISCRISC(Reduced(Reduced Instruction Set CPU)Instruction Set CPU)。时钟频率用。时钟频率用4 48MHz8MHz，故，故最短指令执行时间为最短指令执行时间为250250125ns125ns。通用寄存器通用寄存器一共一共3232个（个（R0R0R31R31），无累加器），无累加器A A的的瓶颈瓶颈效应效应。29I/OI/O脚脚类似类似PICPIC，有控制输入或输出的方向寄存器，在，有控制输入或输出的方向寄

23、存器，在输出状态下，输出状态下，高电平高电平输出电流输出电流10mA10mA左右。左右。低电平低电平灌灌电流电流20mA20mA。不如不如PICPIC，但比，但比5151系列强系列强。I/OI/O脚引脚脚引脚可可单独设定为输入单独设定为输入/输出输出，也可设定，也可设定三态高三态高阻抗输入阻抗输入或带或带上拉电阻输入上拉电阻输入，可单一输出可单一输出40mA40mA，直接驱动直接驱动可控硅可控硅SSRSSR或或继电器继电器 30AVRAVR有有自动上电复位电路自动上电复位电路、看门狗电路看门狗电路、低电压检测低电压检测电电路路BODBOD。多种省电休眠模式多种省电休眠模式，且可，且可宽电压运行

24、（宽电压运行（5-2.7V5-2.7V），抗），抗干扰能力强干扰能力强，可降低一般，可降低一般8 8位机中的位机中的软件抗干扰设计软件抗干扰设计工作量和工作量和硬件硬件的使用量。的使用量。面向字节的面向字节的高速硬件串行接口高速硬件串行接口SPISPI、TWITWI（与（与I I2 2C C接口兼接口兼容）。容）。部分型号部分型号FLASHFLASH容量大容量大，适于用，适于用高级语言高级语言进行开发；进行开发；31片内集成的多种频率的片内集成的多种频率的RCRC振荡器、上电自动复位、看振荡器、上电自动复位、看门狗、门狗、启动延时启动延时，使，使外围电路更加简单外围电路更加简单，系统，系统更加

25、更加稳定可靠稳定可靠；片内资源丰富片内资源丰富：带：带E E2 2PROMPROM，PWMPWM，RTCRTC，SPISPI，UARTUART，TWITWI，ISPISP，ADCADC，模拟比较器，模拟比较器，WDTWDT等；等；大部分大部分AVRAVR除有除有ISPISP功能外，还有功能外，还有IAPIAP功能（出厂时，功能（出厂时，内部写入了单片机内部写入了单片机引导程序引导程序，可通过下载线对它，可通过下载线对它在在线编程线编程，用户程序用户程序也可也可对内存重新修改对内存重新修改，为，为实时测实时测控数据保存控数据保存提供方便，提供方便，方便升级方便升级或或销毁应用程序销毁应用程序）。

26、）。32（4 4）ADC812 ADC812单片机单片机 指令系统指令系统与与5151系列兼容系列兼容。片内包含高性能的片内包含高性能的自校准自校准多通道多通道1212位位ADCADC、2 2个个1212位位DACDAC。8K8K程序存储器程序存储器（闪存）、（闪存）、640B640B数据存储器数据存储器（闪存）、（闪存）、256B256B SRAMSRAM。3 3种串行口种串行口：UARTUART接口、接口、I I2 2C C串口、串口、SPISPI串行外设接口。串行外设接口。看门狗、电源监视器、看门狗、电源监视器、ADCADC的的DMADMA。33（5 5）C8051F C8051F020

27、020单片机单片机美美国国CygnalCygnal公公司司的的C8051F020C8051F020 8 8位位单单片片机机，内内部部采采用用流流水水线线结结构构，大大部部分分指指令令的的完完成成时时间间为为1 1或或2 2个个时时钟钟周周期期，峰峰值值处处理理能能力力为为25MIPS25MIPS。可可靠靠性性和和速速度度有有很很大大提高。提高。片内资源：片内资源：64kB64kB片内片内FlashFlash程序存储器，程序存储器，252BRAM252BRAM，128BSFR128BSFR8 8个个I IO O端口共端口共6464根根I IO O口线口线1 1个个8 8位位A AD D转换器、转

28、换器、1 1个个1212位位A AD D转换器转换器1 1个双个双1212位位D DA A转换器转换器345 5个个1616位位通用定时器通用定时器5 5个个捕捉比较模块捕捉比较模块的的可编程计数定时器阵列可编程计数定时器阵列（PCAPCA）1 1个个UARTUART串口串口、1 1个个SMBusSMBus/I/I2 2C C串口、串口、1 1个个SPISPI串口串口看门狗定时器看门狗定时器2 2路电压比较器路电压比较器VDDVDD监视器监视器(电源监测电源监测)内置内置温度传感器温度传感器支持双时钟，其工作电压范围为支持双时钟，其工作电压范围为2.72.73.6V3.6V35可编程数字可编程

29、数字I/O I/O 和交叉开关和交叉开关具有标准具有标准80518051兼容的兼容的I/OI/O端口。端口。I/OI/O端口与端口与80518051相比，相比，有一些改进。每个端口有一些改进。每个端口I/OI/O引脚都可以被配置为推挽引脚都可以被配置为推挽或漏极开路输出。在标准或漏极开路输出。在标准80518051中固定的中固定的“弱上拉弱上拉”可以被禁止，这为低功耗应用提供了进一步节电的可以被禁止，这为低功耗应用提供了进一步节电的能力。能力。最突出的改进最突出的改进是引入了是引入了数字交叉开关数字交叉开关（C8051F2xxC8051F2xx除外）除外）。这是一个大的数字开关网络，允许将内部

30、数。这是一个大的数字开关网络，允许将内部数36字系统资源分配给端口字系统资源分配给端口I/OI/O引脚。与具有标准复用数引脚。与具有标准复用数字字I/OI/O的微控制器不同，的微控制器不同，这种结构可支持所有的功这种结构可支持所有的功能组合。能组合。即通过即通过设置交叉开关控制寄存器设置交叉开关控制寄存器将片内的计数器将片内的计数器/定定时器、串行总线、硬件中断、时器、串行总线、硬件中断、ADCADC转换启动输入、转换启动输入、比较器输出以及微控制器内部的其它数字信号配比较器输出以及微控制器内部的其它数字信号配 置为出现在置为出现在I/OI/O端口的引脚。端口的引脚。这就这就允许用户根据自允许

31、用户根据自己的特定应用选择通用端口己的特定应用选择通用端口I/OI/O和所需数字资源的和所需数字资源的组合。组合。37加密性强加密性强 轻松过轻松过2KV2KV4KV4KV快速脉冲干扰快速脉冲干扰（EFTEFT测试）测试）高抗静电（高抗静电（ESDESD保护）保护）宽电压，不怕电源抖动宽电压，不怕电源抖动 宽温度范围：宽温度范围：-40-4085 85 超低功耗超低功耗 在系统可编程，在系统可编程，无需编程器，无需仿真器无需编程器，无需仿真器 快速烧录，快速烧录，1000010000片天片天 38（6 6）ATMELATMEL公司的公司的AT89C51ACAT89C51AC2 2单片机单片机

32、80C5180C51内核结构内核结构256256字节片内字节片内RAMRAM1K1K字节片内字节片内ERAM(ERAM(非易失型非易失型RAM)RAM)32K32K字节的字节的片内片内FLASHFLASH闪存闪存2K2K字节片内引导存储器字节片内引导存储器2K2K字节片内字节片内EEPROMEEPROM1414个中断源四级中断个中断源四级中断393 3个个1616位的定时位的定时/计数器计数器与与80C5180C51兼容的兼容的全双工全双工UARTUART晶振频率可达晶振频率可达40MHz40MHz5 5个个I/OI/O口：口：3232位的普通位的普通I/O+2I/O+2位数字位数字I/OI/

33、O口线口线5 5通道通道1616位可编程计数器阵列位可编程计数器阵列：8 8位脉宽调制位脉宽调制；高速高速输出输出；定时器与；定时器与边沿捕获边沿捕获双字节数据指针双字节数据指针2121位位看门狗定时器看门狗定时器（7 7个可编程位）个可编程位）8 8通道通道1010位精度位精度ADCADC40片内仿真片内仿真电路电路电源电源省电模式省电模式：空闲模式与低电压模式：空闲模式与低电压模式非常适用于非常适用于需要需要A/DA/D转换器，脉冲宽度调制，高速转换器，脉冲宽度调制，高速I/OI/O以及大量计算的如工业控制、消费产品、电机控制、以及大量计算的如工业控制、消费产品、电机控制、报警系统等场合。

34、报警系统等场合。412.2.16 16位单片机位单片机（1 1）MSP430 16 MSP430 16位单片机位单片机美国美国TI TI 精简指令集精简指令集 2727条条低功耗，适于低功耗，适于电池供电电池供电。10/12/1410/12/14位位ADCADC、1616位位-ADCADC、2 2路路DACDACJTAGJTAG仿真接口仿真接口（省去仿真器、编程器）（省去仿真器、编程器）捕捉捕捉/比较比较功能功能驱动液晶驱动液晶160160段段PWMPWM、DMADMA、WDTWDT、6 68 I/O8 I/O、I I2 2C C串口、串口、8MHz8MHz晶振、晶振、125ns125ns指令

35、周期指令周期42编程语言选择编程语言选择“C51”C51”的的可读性可读性、可靠性可靠性和和编程效率编程效率上远超过了上远超过了“汇编语言汇编语言”。德国德国KeilKeil Software Software公司公司的的KeilKeil C51 C51编译器编译器，包括了，包括了C51C51交叉编译器、交叉编译器、A51A51宏汇编器、宏汇编器、BL51BL51连接定位器和连接定位器和基于基于WindowsWindows的集成化文件管理编译环境、多视窗的集成化文件管理编译环境、多视窗软件仿真调试器等一系列开发工具，具有高效、可软件仿真调试器等一系列开发工具，具有高效、可靠、使用方便等许多优点

36、，应用已十分普及。靠、使用方便等许多优点，应用已十分普及。43在实际科研开发中，多采用在实际科研开发中，多采用混合编程混合编程。是否讲是否讲汇编语言汇编语言？在许多在许多实时控制的时序和时间要求十分苛刻实时控制的时序和时间要求十分苛刻的场合，的场合，还是还是非用汇编不可非用汇编不可。尤其在控制接口硬件时，用汇。尤其在控制接口硬件时，用汇编语言的程序设计还是显得非常简洁，用编语言的程序设计还是显得非常简洁，用汇编语言汇编语言设计出高效的程序设计出高效的程序，是，是一大基本功一大基本功。绝不能因为有绝不能因为有了了C51C51，就完全废弃汇编语言。，就完全废弃汇编语言。如何处理好汇编语言程序设计和

37、如何处理好汇编语言程序设计和C51C51程序设计程序设计，C51C51程程序设计序设计占多大比例占多大比例。是一个重要。是一个重要课题课题。44教材建设教材建设教材为课程负责人张毅刚教授编写的教材为课程负责人张毅刚教授编写的0404年年1 1月月由高等教由高等教育出版社出版的育出版社出版的普通高等教育普通高等教育“十五十五”国家级规划国家级规划教材教材单片机原理及应用单片机原理及应用。唯一的中文版唯一的中文版“十五十五”国家级规划教材，已国家级规划教材，已印刷印刷1818次次计计1010万万5 5千册千册。国家级国家级“十一五十一五”规划规划教材教材单片机原理及应用单片机原理及应用，于于201

38、02010年年5 5月月出版。出版。45 普通高等教育普通高等教育国家级国家级“十五十五”规划教材规划教材单片机原理及应用单片机原理及应用461990年年编写出版的编写出版的MCS-51单片机应用设计单片机应用设计教材（哈工大出版社）教材（哈工大出版社）是我国是我国最早最早的使用较广的单片机教材之一。的使用较广的单片机教材之一。47四、教学方法与教学理念四、教学方法与教学理念1.1.注重承上启下注重承上启下 单片机是微机的重要分支，单片机是微机的重要分支，微机的许多微机的许多概念概念与与术语术语在在单片机中继承下来，单片机中继承下来，但更要把单片机与微计算机在但更要把单片机与微计算机在应用上的

39、应用上的区别区别讲清楚。讲清楚。问题：问题：有关有关微机控制课程微机控制课程的的学时数，学时数，与与“微机控制技术微机控制技术”的的联系与关系。联系与关系。后续课程：后续课程：DSPDSP、嵌入式微处理器、嵌入式微处理器482.2.制定科学合理的教学大纲，优化课程内容制定科学合理的教学大纲，优化课程内容学时数？学时数？突出课程内容的突出课程内容的先进性、实用性、典型性先进性、实用性、典型性原则，注重原则，注重接口设计的接口设计的软硬件结合软硬件结合（1 1）内容）内容先进性先进性与与实用性实用性：教师注重对科研开发项目中的实际例子进行教师注重对科研开发项目中的实际例子进行总结总结，把，把最新技

40、术成果最新技术成果和和进展进展融入到课程内容中。融入到课程内容中。49（2 2）内容的内容的典型性、代表性典型性、代表性：难点是接口设计部分。：难点是接口设计部分。同一种接口同一种接口设计方案有多种设计方案有多种，要精选，要精选，从中选择从中选择最优、最具典型性的方案，作为讲授实例。最优、最具典型性的方案，作为讲授实例。（3 3）注重注重软硬件结合软硬件结合。单片机技术特点是。单片机技术特点是软件控制软件控制硬件硬件。不仅要介绍接口硬件和外围电路设计，还。不仅要介绍接口硬件和外围电路设计，还要注重介绍要注重介绍接口驱动程序的编写接口驱动程序的编写。503.3.课堂教学方法的改进课堂教学方法的改

41、进 与学生互动与学生互动，充分调动学生，充分调动学生主动学习的积极性主动学习的积极性。问题如何引出？如何深入？采用何种的工具和方法？问题如何引出？如何深入？采用何种的工具和方法？都有哪些设计方案？都有哪些设计方案？这些方案各有哪些特点？适用这些方案各有哪些特点？适用场合？场合？注重注重设计能力设计能力的培养的培养。课程结束时，给学生布置一个。课程结束时，给学生布置一个应用系统设计应用系统设计的的大作业大作业 4.4.培养学生的市场、成本和性培养学生的市场、成本和性/价比价比观念观念关注关注元器件市场元器件市场。比较。比较多种设计方案多种设计方案，注重，注重设计的可设计的可行性行性、性性/价比价

42、比。51教师要把教师要把科研开发中的经验进行总结科研开发中的经验进行总结，多看最新的，多看最新的期刊期刊杂志杂志，了解，了解市场市场，了解，了解最新的元器件及价格最新的元器件及价格。总结：总结：（1 1）课程内容紧跟科技发展，不断更新。）课程内容紧跟科技发展，不断更新。（2 2）注重课程内容与实际应用相结合。）注重课程内容与实际应用相结合。（3 3）突出讲授内容的实用性、典型性。）突出讲授内容的实用性、典型性。（4 4）注重接口设计的软硬件结合。）注重接口设计的软硬件结合。（5 5）要注重市场、注重设计的性）要注重市场、注重设计的性/价比价比.（6 6）建立课堂教学、基础实验、课程设计的三位一

43、体）建立课堂教学、基础实验、课程设计的三位一体 培养体系培养体系（7 7）注重学生的实际动手、创新能力的培养）注重学生的实际动手、创新能力的培养。525.5.课程考核课程考核避免一卷定成绩避免一卷定成绩，成绩由，成绩由三部分组成三部分组成：期末试卷占期末试卷占5050平时占平时占5050：基础实验：基础实验20+EDA20+EDA仿真作业仿真作业20+20+出席出席6+6+课后作业课后作业4 4。53五、实践教学环节五、实践教学环节指导思想：指导思想：“加强实践环节的训练，注重学生的加强实践环节的训练，注重学生的创新能力创新能力和和工程工程实践能力实践能力的培养的培养”。主要由主要由基础性实验

44、、课程设计、科技创新基础性实验、课程设计、科技创新组成。组成。1.1.基础实验基础实验通过本环节，可掌握仿真开发工具的通过本环节，可掌握仿真开发工具的仿真调试手段仿真调试手段，基本的汇编语言源程序的编写与调试，常用接口的基本的汇编语言源程序的编写与调试，常用接口的设计与调试。设计与调试。能力强的再用能力强的再用C51C51编写编写。共共1010个个实验题目：实验题目：54基础实验基础实验1010个（课程教学计划内）个（课程教学计划内）1.1.实验系统操作实验实验系统操作实验2.2.数据区传送程序设计实验数据区传送程序设计实验3.3.数据排序实验数据排序实验4.4.查找相同数个数实验查找相同数个

45、数实验5.5.P1P1口转弯灯实验口转弯灯实验6.6.工业顺序控制实验工业顺序控制实验7.7.82558255控制交通灯实验控制交通灯实验8.8.A/DA/D转换实验转换实验9.9.D/AD/A转换实验转换实验10.10.电子时钟设计电子时钟设计55实验环境实验环境56实验箱实验箱57指导教师指导实验指导教师指导实验58课程设计（课程教学计划内）课程设计（课程教学计划内）两周两周，具有有一定难度，具有有一定难度，几十个题目可选几十个题目可选或或指定一个指定一个项目项目。使用的单片机不仅包含。使用的单片机不仅包含5151系列而且还引入了系列而且还引入了凌阳、凌阳、zilogzilog等目前比较流

46、行的单片机。等目前比较流行的单片机。该环节很好的综合了单片机课程所学的内容，培养学该环节很好的综合了单片机课程所学的内容，培养学生独立设计开发单片机应用系统的目的。生独立设计开发单片机应用系统的目的。题目题目如下（仅供参考）：如下（仅供参考）：591.LED1.LED电子钟的制作电子钟的制作以以89C5189C51单片机为核心，制作一个单片机为核心，制作一个LEDLED显示的智能电子显示的智能电子钟钟设计要求设计要求：计时：秒、分、时、天、周、月、年；计时：秒、分、时、天、周、月、年；闰年自动判别；闰年自动判别；五路定时输出，可任意关断五路定时输出，可任意关断(最大可到最大可到1616路路)；

47、时间、月、日交替显示；时间、月、日交替显示；自定任意时刻自动开自定任意时刻自动开/关屏；关屏；计时精度：误差计时精度：误差1 1秒秒/月月(具有微调设置具有微调设置)。键盘采用动态扫描方式查询。所有的查询、设置功键盘采用动态扫描方式查询。所有的查询、设置功能均由能均由K1K1、K2K2完成。完成。602.2.单片机控制的单片机控制的LCDLCD时钟时钟 以以89C5189C51单片机控制的时钟，在单片机控制的时钟，在LCDLCD显示器上显示现在显示器上显示现在的时间。的时间。设计要求：设计要求：使用文字型使用文字型LCDLCD显示器来显示现在的时间。显示器来显示现在的时间。显示格式为显示格式为

48、“时时：分分：秒秒时时：分分：秒秒”。4 4个操作键个操作键K1-K4K1-K4，功能如下：，功能如下：（1 1）操作键）操作键K1K1：进入设置现在的时间；：进入设置现在的时间；（2 2）操作键）操作键K2K2：设置小时；：设置小时；（3 3）操作键）操作键K3K3：设置分钟；：设置分钟；（4 4）操作键）操作键K4K4：确认完成设置。：确认完成设置。61程序执行后工作指示灯程序执行后工作指示灯LED LED 闪动，表示程序开始闪动，表示程序开始执行，执行，LCDLCD显示显示“0000：0000：00”00”，然后开始计时，然后开始计时，扩充功能：扩充功能：增加闹铃功能，时间到则产生音乐声

49、；增加闹铃功能，时间到则产生音乐声；增加闹铃功能，时间到则启动继电器控制家电；增加闹铃功能，时间到则启动继电器控制家电；增加万年历显示增加万年历显示“年月日年月日”；结合温度传感器来显示现在的温度；结合温度传感器来显示现在的温度；结合湿度传感器来显示现在的湿度。结合湿度传感器来显示现在的湿度。623 3秒表系统设计秒表系统设计4 4带有带有LCDLCD显示的定时闹钟显示的定时闹钟5 5带有带有LCDLCD显示的音乐倒数计数器显示的音乐倒数计数器6 6数字温度计设计数字温度计设计1 1 利用温度传感器利用温度传感器DS18B20DS18B20测量温度信号，计算后在测量温度信号，计算后在LEDLE

50、D数码数码管上显示相应的温度值。温度测量范围为管上显示相应的温度值。温度测量范围为-55125-55125，精确，精确到到0.5 0.5。7 7数字温度计设计数字温度计设计2 2 使用热敏电阻之类的温度传感器件，将被测温度变化的电使用热敏电阻之类的温度传感器件，将被测温度变化的电压或电流采集下来，进行压或电流采集下来，进行A/DA/D转换后，就可以用单片机中进转换后，就可以用单片机中进行数据的处理，在显示器上将被测温度显示出来。行数据的处理，在显示器上将被测温度显示出来。638 8十字路口交通灯控制十字路口交通灯控制1 1设计要求：设计要求：模拟东西方向的十字路口交通信号控制情况。东西模拟东西