《单片机原理及C51基础》赵丽清教案及教学建议.docx
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《单片机原理及C51基础》赵丽清教案及教学建议
****大学教案
20**～20**学年第*学期
课程名称
单片机原理与应用
课程代码
******
课程性质
*修
学时数
48
开课院（部）
机电工程
教研室
电气工程
授课班级
******
主讲教师
******
职称
******
教研室主任
*****
专业负责人
******
二○**年*月
****大学教案
课程名称
单片机原理与应用
授课专业
**
班级
*－*班
课程代码
*****
课程类型
必修课
必修课程（）；限选课程（ ）；全校性选修课程（）
授课方式
课堂讲授（ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
考核方式
闭 卷（）；开卷（）；实验报告（）
具体操作（）；多种形式结合（）
课程教学
总学时数
学时48
学分数
3
学时分配
课堂讲授36 学时；实验课12学时；田间观察 学时
实际操作 学时；讨论 学时；上机 学时
教材名称
单片机原理及C51基础
作者
赵丽清
出版社及
出版时间
中国机械工业出版社2012.9
指 定
参考资料
1．《单片机原理及应用》
2.《MCS—51系列单片微型计算机及其应用》
3.．《单片微机原理与应用》
梅丽凤等主编
薛均义著
张毅刚
张毅刚等
清华大学出版社
西安交大出版社
西安电子科技大学出版社
授课教师
职称
单位
授课时间
备注
注：
表中（）选项请打“√”
周 次
第1 周，第 1次课；总第 1 次课
章节名称
绪论
§1—3带符合的二进制数
§1—4微型计算机常用术语
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
3
授课方法
和手段
讲授
教学目的
与要求
使学生对该课程有总体的认识和把握
对后续章节中用到的基本知识作回顾
教学基本内容纲要
第一章绪论
§1-1单片机常识简介
一、什么是单片机
二、单片机的发展简史
三、单片机的发展方向
四、单片机的应用领域
§1-2不同进位计数制及其互换
一、二进制与十六进制的互换
二、二进制与十进制的互换
三、十进制与十六进制的互换
四、BCD码
1.BCD码与十进制的互换
2.二进制与BCD码的互换
五ASCII码
教学重点
与难点
重点：
对单片机的理解
难点：
进制之间的互换
教学过程
设计
第一小节：
§1-1单片机常识简介
一、么是单片机
二、片机的发展简史
三、单片机的发展方向
四、单片机的应用领域
§1-2不同进位计数制及其互换
一、进制与十六进制的互换
第二小节：
二、二进制与十进制的互换
三、十进制与十六进制的互换
五、BCD码
1.BCD码与十进制的互换
2.二进制与BCD码的互换
五、ASCII码
让学生通过p187的ASCII码表的认识来学习
§1—3带符合的二进制数
一、带符合数和不带符合数的区别
二、带符合数的表示方法
1.原码
2.反码
3.补码
§1—4微型计算机常用术语
1.位
2.字和字长
3.字节
4.指令
5.程序
指令系统
作业、讨论及辅导
课后小结
将本节课的总体内容作概述
将重点、难点再次重申
参考资料
每位同学除课本外最好再借一本参考书
周 次
第1 周，第2次课；总第 2 次课
章节名称
第一章MCS-51单片机的硬件结构
§1－1mcs－51单片机的特点
§1－2MCS-51单片机的引脚
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
对比8051和8052单片机的结构来讲
特别让学生理解ROM和RAM在功能上的不同
以及通过画图的方法形象地来让学生体会ROM及RAM的功能
及存放形式为字节，存放容量，及内外扩展的形式
教学目的
与要求
从总体上体会MCS-51单片机的硬件结构特点
掌握单片机的引脚及功能
教学基本内容纲要
§1－1mcs－51单片机的特点
对比8051及8052型单片机对其ROM、RAM、并行输入/输出口、2个16位的定时/计数器、5个中断源、串行通信、64KB外部ROM、64KB的内部ROM
并且
§1－2MCS-51单片机的引脚
一、并行口（P0、P1、P2、P3）
包括功能及驱动能力和P3口各位的特殊功能
二、程序存储器使能端PSEN（29脚）
三、地址锁存信号ALE/PROG
四、片外ROM选择端------EA
五、复位RST
六、晶体振荡器输入端XTAL1、XTAL2（须介绍其结法）
七、电源输入端
教学重点
与难点
重点：
对ROM、RAM功能的理解及容量的认识
各引脚功能的掌握
XTAL1、XTAL2的连接方法
难点：
引脚功能掌握
教学过程
设计
课堂讲授方法，以对大家提问为主，对个别同学提问为辅。
特别是对最后排同学的提问，应该及时提醒他们注意
作业、讨论及辅导
讨论1）有一个指令MOVA,R0其存放在ROM中还是RAM中
2）MCS-51有多少根引脚与并口相关
星期一下午2:
30－4:
00为辅导、答疑时间
地点：
工程楼510
课后小结
该课程在最初的教学过程中学生普遍尚可，但是从本次课开始部分同学感觉有一定难度。
这是该课程在近几年的教学中的普遍现象，特别是开始讲解指令后，一般这种趋势会更明显。
参考资料
建议：
学生一定要下课后除看一遍笔记和书外应至少再看一遍参考书的相关内容，这样才会达到事半功倍的效果。
周 次
第2 周，第1次课；总第 3 次课
章节名称
第二章
§1－3单片机的结构特点
§1－4数据存储器结构
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
以课堂讲授为主。
教学目的
与要求
掌握单片机8051和80C51异同
理解CPU的结构和功能及CPU的取指步骤
掌握ROM的类型
掌握RAM的三个区的功能
教学基本内容纲要
§1－3单片机的结构特点
一、80c51与8051的异同
二、80c51的基本结构
§1－4数据存储器结构
一、内部低128BRAM
1.工作寄存器区
2.位寻址区
3.用户RAM区
二、特殊功能寄存器区
1.累加器A
2.程序存储器PC
3.数据存储器DPTR
4.堆栈指示器SP
5.程序状态字PSW
6.串行数据缓冲器SBUF
7.定时计数器TO、T1
8.中断控制寄存器IE、IP
9.B寄存器
教学重点
与难点
重点：
RAM内部128字节的区分，特别是位寻址区位地址的编排
累加器A与ACC的区别
PC、DPTR、SP、PSW
难点：
SP的理解
教学过程
设计
分两小结完成教学任务
对于RAM的分区仍然以画图的形式对学生集体提问来讲解和学习
对于特殊功能寄存器区的内容以讲解为主。
对于SP部分应该以画图讲解更合适
对通过打开书15－16页让学生体会内部128的分区
及特殊功能寄存器部分
作业、讨论及辅导
讨论：
1）8031应用时其EA是高电平还是低电平？
2）特殊功能寄存器在RAM中吗？
3）已知（sp）＝39h（39h）＝88h（38h）＝66h
执行POP4OH；
POP39h；
则（39h）＝？
（38h）＝？
4）试寻找位地址为40h的字节地址
星期一下午2:
30－4:
00为辅导、答疑时间
地点：
工程楼510
课后小结
课堂教学效果不错，同学听讲认真，互动性也让人满意
参考资料
以书和笔记结合应该本节课的内容即可掌握
周 次
第2 周，第2次课；总第4次课
章节名称
第二章MCS-51指令系统
§3－1概述
§3－2寻址方式
§3－3数据传送指令
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
以讲授为主
在学生注意力不集中或通过思考可以结决的问题时对学生集体提问，各别提问主要是对后排同学
教学目的
与要求
掌握单片机汇编语言的编程格式
对几种寻址方式必须掌握
掌握立即寻址、基址加变址寄存器寻址、相对寻址、位寻址
掌握数据传送指令的格式
教学基本内容纲要
首先介绍几个基本概念
机器码、目的程序、指令
§3－1概述
一、汇编语音格式
二、指令中常用的符合说明
§3－2寻址方式
一、寄存器寻址
二、直接寻址
寄存器间接寻址
§3－2寻址方式
三、立即寻址
四、基址寄存器加变址寄存器寻址
五、相对寻址
七、位寻址
§3－3数据传送指令
一、内部RAM数据传送指令
1.以累加器A为目的操作的传送指令
2.以Rn为目的操作数的指令
3.以直接寻址的单元为目的操作数指令
教学重点
与难点
重点：
各种寻址方式的理解和表述
难点：
寄存器间接寻址的理解
教学过程
设计
分两小结完成教学任务
回忆上节课的主要内容（5分钟）
第一节汇编语音格式
指令中常用的符合说明完
第二节成指令格式和寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址
在教学过程中穿插讨论
留5分钟对课程内容作总结
作业、讨论及辅导
讨论：
1）已知累计器（A）＝40h
（RI）=30H
执行指令MOV@R1,A
则（R1）=?
（30H）=?
课后小结
1）该课程内容教多，尤其是对寻址方式的讲解应该特别强调：
寻址就是找数据存放的地址的方法，数据地址的存放有几种方法，如次表述学生即会豁然开朗。
2）对间址寄存器寻址应该特别以此句话说明:
寄存器的内容就是存放数据的地址。
并举例和课堂讨论
参考资料
该课程部分的讲解以教材为主，但例题以梅丽凤主编的书辑为内容作为补充
周 次
第3 周，第1次课；总第 5 次课
章节名称
§3－3数据传送指令
第五节算术运算指令
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
以讲授为主
以对大家集体提问的形式对重点问题加深理解
教学目的
与要求
掌握所有的传送指令
教学基本内容纲要
一、访问内部RAM的数据传送指令
4.以寄存器间接寻址的单元为目的操作数的指令
5.16位数据传送指令（DPTR）
小结：
估算指令字节数的方法
传送指令均不影响CY、AC、和OV涉及累加器A的影响奇、偶标志位P
二、访问外部RAM的数据传送指令
三、程序存储器向累加器A传送数据指令
四、数据交换指令
五、堆栈操作指令
第五节算术运算指令
一、加法指令
1.不带进位的加法
2.带进位的加法
3.增量指令
4.十进制调整指令
二、减法指令
1.带进位的减法指令
2.不带进位的减法指令
3.减一指令
三、乘法指令
四、除法指令
第六节逻辑运算指令
六、累加器A的逻辑操作指令（清零、取反、左环移、带进位的左环移、右环移、带进位的右环移）
教学重点
与难点
重点：
数据传送指令均较重要
难点：
程序存储器向累加器A传送数据指令
堆栈操作指令
教学过程
设计
分两小结完成教学任务
回忆上节课的主要内容（5分钟）
第一节：
一、（4,5）二
第二节：
三、四、五
留五分钟对今天的内容总结
作业、讨论及辅导
访问外部数据存储器可用DPTR和RO、R1间址寻址？
课后小结
特别应注意作为变址的累加器A中的值应该是改基加变指令到查表指令之间的字节数，如此总结很便于学生学习该指令的编程。
参考资料
例题以笔记为主
周 次
第3 周，第2次课；总第 6 次课
章节名称
第七节位操作指令
第八节转移指令
一、条件转移指令
二、子程序调用和返回指令
作指令
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
以讲授为主
以对大家集体提问的形式对重点问题加深理解
教学目的
与要求
对指令的记忆不可能马上有效，但是应对各指令的功能意义了解和清晰
教学基本内容纲要
第六节逻辑运算指令
一、两个操作数的逻辑操作指令
第八节位操作指令
一、位变量传送指令
二、位变量修改指令
三、位变量逻辑操作指令
第九节控制转移指令
三、无条件转移指令
1.短跳转指令
2.短转移指令
3.长跳转指令
4.变址寻址转移指令
第八节控制转移指令
二．测试条件转移指令
1.测试条件转移指令
a.累加器判零转移指令
b.以CY为条件转移指令
c.以位状态为条件转移指令
2.比较条件转移指令
3.减一条件转移指令
三．程序调用和返回指令
空操作指令
教学重点
与难点
重点：
指令部分是编程的基础均应掌握
对两变量逻辑运算指令的功能应该非常清晰
难点：
变址寻址转移指令
教学过程
设计
分两小结完成教学任务
回忆上节课的主要内容（5分钟）
第一节：
一、
第二节：
二（1,2,3）三、四、及第六节逻辑运算指令
留五分钟对今天的内容总结
作业、讨论及辅导
讨论：
ANL可将某位复位和保留？
ORL可将某位置一和保留？
XRL可将某位取反
课后小结
2）虽然课本无总结，但教师应对以下指令给出总结便于学生应用ANL的功能给予总结：
将某未屏蔽
ORL的功能为:
将某位置一
XRL的功能为：
将某位取反
2）变址转移指令可举此例：
我以四个小键盘分别为0,1,2,3，分别按不同的键值产生不同的波型来编程说明。
效果不错，
参考资料
理论参考教材，例题参考笔记
周 次
第4 周，第1次课；总第 7 次课
章节名称
第三章汇编语言程序设计
第一节：
汇编语言程序设计步骤及伪指令
第二节：
汇编语言程序设计
一、顺序程序设计
二、分支程序设计
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
以例题的学习为主，来理解各种程序设计形式的总体编程特点
教学目的
与要求
理解伪指令的意义及汇编语言程序设计的框图
掌握顺序、分支程序设计
教学基本内容纲要
第一节程序设计概述
一、单片机程序设计语言概述
二、汇编语言程序设计步骤
三、伪指令
第二节汇编语言程序设计
一、顺序程序设计
二、分支程序设计
教学重点
与难点
重点：
伪指令的意义，汇编语言设计框图、顺序分支程序设计思路
教学过程
设计
分两小结完成教学任务
回忆上节课的主要内容（5分钟）
第一节：
一、二、三
第二节：
一、二
留五分钟对今天的内容总结
作业、讨论及辅导
讨论：
ORG0200H
MOVA,RO；试回答该指令存放的地址？
辅导：
星期一：
工程楼510
课后小结
该部分内容相对比较容易学习，不过对伪指令的功能应给予充分解释。
参考资料
理论见教材，例题见笔记。
周 次
第4 周，第2次课；总第 8 次课
章节名称
第四章第二节程序设计
三、
四、
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
以例题的讲解来学习子程序设计的方法和循环程序设计效果不错，在授课中一定注意让学生来集体说出设计框图的思路。
教学目的
与要求
掌握这两种结构的程序设计框图的绘制，从而明确设计思路
教学基本内容纲要
第二节程序设计
三．子程序设计
1.子程序的设计注意事项
2.子程序的调用指令和返回指令的功能
3.主程序在调用子程序时需注意的问题
4.举例：
自变量直接通过寄存器传递
通过堆栈传递自变量的值
四．环程序设计
1.介绍循环程序的组成
2.举例：
编写一个延时程序
冒泡法排序
教学重点
与难点
重点：
子程序变量传递方法，循环程序设计方法
难点：
子程序自变量传递方法
教学过程
设计
分两小结完成教学任务
回忆上节课的主要内容（5分钟）
第一节：
讲解问题三
第二节：
讲解问题四
留五分钟对今天的内容总结
作业、讨论及辅导
课后小结
该部分内容相对来说程序较长，学生初学感觉有一定的困难，但是重要的是将设计思路调理清晰地给学生介绍清楚。
特别是当学到用堆栈传递自变量时，更应注意逻辑性。
参考资料
本部分内容以笔记为主
周 次
第5 周，第1次课；总第 9 次课
章节名称
第五章定时/计数器
第一节定时/计数器T0、T1
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
讲授为主，课堂集体提问调动学生的积极性，个别提问针对不注意听讲的学生，和难点问题时的课堂讨论发表结论
教学目的
与要求
理解定时/计数器的结构，掌握定时/计数器的特殊功能寄存器，区别定时功能和计数功能的采样对象，定时计数器的初始化的计算、编程
教学基本内容纲要
第一节定时/计数器T0、T1
首先介绍定时/计数器的核心是加一计数器
一、定时计数器T0、T1的内部结构
二、定时/计数器T0、T1的特殊功能寄存器
1.TMOD
2.TCON
三、TO和T1的功能选择
1.计数功能
2.定时功能
四、定时/计数器的初始化
1.初始化的步骤
2.初始化初值的计算
3.初始化编程
五、TO和T1的四种工作模式
教学重点
与难点
重点：
区分定时器和计数器在采样方面的差别
TMOD和TCON的设置
初始化编程的步骤
难点：
对定时器和计数器功能的理解
教学过程
设计
分两小结完成教学任务
第一节：
讲解问题一、二、三、
第二节：
讲解问题四、五
留五分钟对今天的内容总结
作业、讨论及辅导
讨论：
计数器的最大采样频率为？
（系统晶振频率为fosc）
定时器采样的是内部时钟信号？
课后小结
本部分内容较充实，在讲课中应重点对定时/计数器的不同采样进行讲解，除正面讲解外，还应通过讨论中给出的问题加深教学效果
参考资料
任何一本定时计数器书皆可。
周 次
第5 周，第2次课；总第 10 次课
章节名称
第二节定时/计数器的应用
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
以讲授为主，这部分主要是编程，对编程的讲解不应该直接给程序，应该给出思路，在板书的设计上应先和大家一同得出主要部分的关键语句，然后再和大家一起将其余部分补齐。
教学目的
与要求
将定时器的知识和软件编程相结合，重点是查询方法的讲解。
教学基本内容纲要
第二节定时/计数器的应用
一、定时/计数器模式0的应用
二、定时/计数器模式1的应用
三、定时/计数器模式2的应用
四、定时/计数器门控制位GATE的应用
教学重点
与难点
重点：
查询方法对定时/计数器编程
难点：
定时/计数器门控制位GATE的应用中测量INTO引脚电平长都的编程
教学过程
设计
分两小结完成教学任务
第一堂课：
讲解问题一、二、三、
第二堂课：
讲解问题四
留五分钟对今天的内容总结
作业、讨论及辅导
讨论：
应用GATE测量INTO引脚的电平长度的步骤？
课后小结
该部分内容的编程与第四章的编程应该有很大的区别，其将硬件结构、特殊功能寄存器的设定在程序中得以体现，当然教师能够给出定时器编程的步骤，这对于学生对该部分内容的掌握有事半功倍的效果
参考资料
例题以笔记为主
周 次
第6 周，第1次课；总第 11次课
章节名称
第六章串行通信基础及串行口
第一节串行通信的基础知识
通信的相关简介
第二节MCS－51的串行接口
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
以讲解通信的基本形式作为切入，然后将电话和打印机的通信形式和学生进行交流，从而引起学生的学习兴趣。
教学目的
与要求
主要掌握串行通信的基本概念及方式和特殊功能寄存器的设置、波特率的选择、已知波特率对初值的求取。
教学基本内容纲要
第一节串行通信的基础知识
通信的相关简介
一、行通信的两种基本形式
1.异步通信方式
2.同步通信方式
二、行通信的数据传送方式
1.单工方式
2.半双工方式
3.全双工方式
三、串并转换和串行接口
第二节MCS－51的串行接口
一、CS-51系列单片机的传型接口
1.MCS-51有一个全双功的串行口
2.主要结构
3.发送和接收过程
二、MCS-51单片机串行口的控制
1.SCON
2.PCON
教学重点
与难点
重点：
接收和发送的条件；特殊功能寄存器SCON
难点；SCON的记忆
教学过程
设计
分两小结完成教学任务
第一堂课：
串行通信的基础知识（一、二、三）
第二堂课：
MCS－51的串行接口（一、二）
留五分钟对今天的内容总结
作业、讨论及辅导
讨论：
启动发送和接收的条件
课后小结
本部分内容主要是上课即可理解，但是对发送和接收的条件应特别注意其并不具有对称性。
但是SCON的记忆相对要花费一定的时间。
参考资料
课本为主
周 次
第6 周，第2次课；总第 12 次课
章节名称
第三节串行通信的工作方式
第四节串行通信的应用举例
授课方式
课堂讲授（√ ）；实验（ ）；田间观察（ ）
实际操作（ ）；讨论（ ）；上 机（ ）
教学时数
2
授课方法
和手段
本部分内容主要是讲解四种模式的发送和接收过程，但是应该把波特率的意义在将过程时如此穿插：
方式一时对学生提问：
其波特率为？
再问：
每发送一位需多长时间。
同样一个问题用两种角度提问波特率的概念就很生动形象地印入脑海。
教学目的
与要求
理解发送接收过程，掌握什么时间TI和RI置位。
掌握串转并和并转串的硬件一般连接形式及编程方法。
教学基本内容纲要
第三节串行通信的工作方式
一、方式0
二
升级会员 