项目1单片机应用技能实训C语言教案.docx
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项目1单片机应用技能实训C语言教案
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
日年月
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。
MCS-51单片机的总体结构。
、掌握3、振荡器、程序存贮器、数据存贮器的作用。
4、理解CPU5、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。
、对单片机最小应用系统复位电路的理解。
2
教学过程
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。
1、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2、
号引脚功能可举例说明。
MCS-51单片机总体结构及各组成单元作用讲授。
、3、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
检查学生出勤情况并做好记录。
1、调整学生的注意力，为上课作准备。
2、
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，许多单片机生等著名的半导体公司Atmel、Philips产厂商沿用或参考了其体系结构，像单片机为例我们以MCS-51都推出了兼容MCS-51的单片机产品。
所以，来介绍单片机的基本知识。
单片机的外部特征及引脚功能一、MCS-51）封装。
实物同40引脚双列直插（DIPMCS-51常见的单片机多采用个主电源引脚，2所示。
学们已看到，其引脚分布如图1-440个引脚中有口引脚。
各引脚功能如个个控制信号引脚，个外接晶振引脚，2432I/O下。
多用媒体展示图1-4
1-4
图
20脚）（脚）和（1、主电源引脚：
Vcc40Vss+5V
Vcc：
接：
接地VssXTAL219XTAL12、外接晶振引脚：
（脚）和（18脚）用来外接石英晶体和微调电和XTAL2XTAL1在使用内部振荡电路时，时钟脉冲的频率为晶振频率。
容，与内部电路共同作用产生时钟脉冲信号，绍点重介在使用外部时钟时，用来输入时钟脉冲。
功能使RST用、RST/V/V、ALE/、、控制信号引脚：
3PSENEAPROGPPPD）脚）9（VRST/V）或备用电源（RST：
双功能引脚，复位功能（PDPD功能。
．
）或编程：
双功能引脚，地址锁存信号输出（ALEALE/（30脚）PROG。
脉冲输入（）PROG脚）29：
外部程序存储器的读选通信号引脚，当访问外部程序（PSEN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。
脚）31/V（：
双功能引脚，程序存储器选择控制功能（）或编EAEAPP对程序存储器的访问限定在外部CPU=0程电源输入（V）。
当时，EAPP地址开始，程序存储器；当=1时，CPU访问从内部程序存贮器0~4KBEA4KB的程序存储器。
并可以自动延至外部超过P3.0~P3.7
P2.0~P2.7、P1.0~P1.7、I/O口引脚：
P0.0~P0.7、、4的P1、P2、P3、口引脚分成32个I/O4组，分别用于4个I/O端口P0对，P2.0~P2.7对应位8I/O口位引脚。
P0.0~P0.7对应P0，P1.0~P1.7P1P3.0~P3.7应P2，对应P3。
单片机总体结构二、MCS-51MCS-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计数器、/中央处理器、振荡/分频器、程序存储器、数据存储器、定时器它们并行接口电路和串行接口电路，中断控制系统、扩展功能控制电路、通过内部三总线有机地连接起来。
重点介绍的用法EA用多媒体展示图1-5、图1-6
1-6图图1-5
CPU
1、中央处理器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CPU控制各个功能部作用是读入和分析每条指令，根据每条指令的功能要求，件执行相应的操作。
分频器/2、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，/振荡为单片机各种功能部件提经分频器分频产生单片机所需的时基脉冲信号，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MCS-51准。
部时钟方式，如图1-6所示。
作用以及应用将在后续相关内容中进行单片机的其他功能部件的结构、介绍。
三、单片机最小应用系统该系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。
．
公下面以ATMEL统接到+5V电源就能够独立的工作，完成一定的功能。
为例，介绍单片机最小应用系统。
司生产的单片机AT89S51与MCS-51单片机内部结构相似，含有4K内部程序存储器，AT89S51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。
展开介绍复位电路工作原理
用多媒体展示图1-7
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。
、单片机的外部特征及引脚功能。
1课堂小结---9个逻辑功能部件。
2、单片机总体结构3、单片机最小应用系统电路构成。
课后作业题。
自我测评1~3
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
日年月
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
1proteus的的工作界面。
、熟悉进行仿真电路图绘制的基本操作。
2、掌握使用proteus3、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。
proteus进行电路仿真运行的步骤。
、掌握使用5
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。
proteus进行电路仿真。
3、使用
教学难点
1、电路元件的查找及参数设置。
、电路虚拟仪器的放置。
2
教学过程
proteus的功能简介。
、仿真软件12、打开proteus软件，介绍其工作界面。
基本操作演示。
、3proteus4、完成仿真电路绘制后，进行仿真的步骤介绍。
、布置练习作业，学生进行练习，老师进行指导。
5
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。
它运公司开发的电路分析与实物仿真软件。
是英国LabcenterProteusISIS操作系统上，该软件具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单Windows行于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。
下面介绍软件的工作环境和一些基本操作。
ProteusISIS
启发学习积极性
讲授新课
一、进入Proteus工作界面图标即可进行其工作界面。
包括：
标题双击桌面上的ISIS6Professional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基本操作基本操作下面以图1-9为例介绍proteus
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。
1-9例图图1、将所需元器件加入到对象选择器窗口
”输”页面，在“Keywords单击对象选择器按钮，弹出“PickDevices，系统在对象库中进行搜索查找，AT89C51兼容）（AT89S51与A入T89C51”栏中的列表项中，双击Results并将搜索结果显示在“Results”中。
在““AT89C51”，则可将“AT89C51”添加至对象选择器窗口。
、电容CAP将其他所需的元件（红色发光二极管LED-RED、按同样方法，”按钮，OK等）加入到对象选择器窗口。
单击“、晶振电阻RESCRYSTAL结束对象选择。
2、放置元器件至图形编辑窗口
，将鼠标置于图形编辑窗口该T89C51在对象选择器窗口中，点击选中A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．
个，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88在图形编辑区域适当的位置再反复点击放置所以点击选中发光二极管后，只发光二极管，二极管名的标示系统会自动区分。
次，此时总共放置了8同样方法可以放置其他元件。
、移动、删除对象和调整对象朝向3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，点击镜象按钮轴镜象。
可以使对象按x轴镜象或按y、放置电源及接地符号4引脚，其实他们隐藏了，仿真时我们会发现许多器件没有Vcc和GND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
，这时对象选择器将出现一些接线端，在器件选择工具箱的接线端按钮，鼠标移到原理图编辑区，左键点击一下即可放置接地器里点击GROUND符号；同理也可以把电源符号POWER放到原理图编辑区。
、元器件之间的连线5R1比如将电阻Proteus的智能化可以在你想要画线的时候进行自动检测。
左端的连接点时，鼠标指的右端。
当鼠标的指针靠近R1的左端连接到D1的连接点，单击鼠标左键，针前面就会出现一个“×”号，表明找到了R1右端的连接点时，鼠标指D1移动鼠标（不用拖动鼠标），将鼠标的指针靠近的连接点，同时屏幕上出现D1针前面又会出现一个“×”号，表明找到了了粉红色的连接，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。
ARWAR），当选中两个连接点后，简称Proteus具有线路自动路径功能（W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。
键ESC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，是电阻的编辑对话框，这里你可以改变此时出现属性编辑对话框。
图1-19封装以及是否把这些东西隐藏等，修改完毕，电阻的标号、电阻值、PCB”按钮即可。
OK点击“
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图
proteus的工作界面。
课堂小结1、个步骤。
proteus的基本操作---6、2proteus、用于单片机系统的仿真时的操作步骤。
3课后作业21项目反复训练与思考题、。
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
日年月
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。
进行程序编译及程序修改方法。
、掌握利用3keil4、掌握两工具软件的使用。
教学重点
进行汇编的操作步骤。
1、使用keil2、掌握利用keil进行程序汇编及程序修改方法。
进行电路仿真。
3、使用proteus
教学难点
keil1、利用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
keil1、汇编软件的功能简介。
keil软件，介绍其工作界面。
、打开23、keil工程的建立及设置介绍。
4、编译、连接及程序修改介绍。
、复习proteus基本操作。
5、布置练习作业，学生进行练习，老师进行指导。
6
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、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工程的建立软快捷图标以启动该软件，首先启动Keil软件，可以直接双击uVision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，分和Books，这三个标签页分别显示当前项目的文件结构、别是Files、Regs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CPUCPU的附加说明文件，如果是第一次启动Keil，那么这三个标签页全是空的。
、源文件的建立1
利用多媒房体或机件关软相作行操进演示。
此时，可以点击菜单“File--New…”或者点击工具栏的新建文件按钮，即可在项P1.0录入从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波输序。
出方的源程序，注意必须加上扩展名录入完源程序后，保存该文件，（C语言源程序一该复制.c般用.c为扩展名），这里假定将文件保存为“方波输出”。
或软件编需要说明的是，源文件就是一般的文本文件，不一定使用Keil源程序。
编辑器对汉字的支持不好，Keil写，可以使用任意文本编辑器编写，但之类的编辑软件进行源程序的录入。
建议使用UlterEdit2、建立工程文件”菜单，出现一个对话框，要求给将要建Project--NewProject…点击“，立的工程起一个名字，你可以在编辑框中输入一个名字（比如项目1）不需要扩展名。
点击“保存”按钮，出现第二个对话框。
这个对话框要求很多，我们Keil（即你所用的芯片的型号）选择目标CPU，支持的CPU”号，展开该层，点击其中ATMEL前面的“+芯片。
点击选择AT89S51，然后再点击“确定”按钮，回到主界面。
此时，在工程窗口的T89S51A”号展开可以，前面有“Tangct1的文件页中，出现了“”++”号，点击“，这时的工程还是一个空的工程，里面什SourceGroup1看到下一层的“”Source么文件也没有，需要手动把刚才编写好的源程序加入。
点击“”使其反白显示，然后点击鼠标右键，出现一个下拉菜单，选中Group1，出现一个对话框。
该对话‘toGroupAdd其中的“filesorce'Group1”，Csourcefile（*.c）“文件类型”该对话框下面的框要求寻找源文件。
默认为”文件，双击.c也就是以.c为扩展名的文件。
在列表框中找到“方波输出该文件将其加入工程。
．
二、工程的设置（针对我们的单片机制作项目进行简单设置）
工程建立好以后，还要对工程进行进一步的设置，以满足要求。
首先右击左边Project窗口的Target1，弹出下拉菜单,点击Optionfor
target‘target1'即出现对工程设置的对话框，这个对话框可谓非常复杂，共有10个页面，要全部搞清可不容易，好在绝大部份设置项取默认值就行了。
设置对话框中的Target页面，如图1-27所示，Xtal后面的数值是晶振频率值，默认值是所选目标CPU的最高可用频率值，该数值与最终产生的目标代码无关，仅用于软件模拟调试时显示程序执行时间。
正确设置该数值可使显示时间与实际所用时间一致，一般将其设置成与你的硬件所用晶振频率相同，如果没必要了解程序执行的时间，也可以不设，这里设置为6。
图1-27
设置对话框中的OutPut页面，如图1-28所示，这里面也有多个选择项，其中CreatHexfile用于生成可执行代码文件（可以用编程器写入单片机芯片的.hex格式文件，文件的扩展名为.hex），默认情况下该项未被选中，如果要写片做硬件实验，就必须选中该项，这一点是初学者易疏忽的，在此特别提醒注意。
图1-28
按钮“SelectFolderforobjects”是用来选择最终的目标文件所在的文件夹，默认是与工程文件在同一个文件夹中。
NameofExecutable这两项一默认与工程的名字相同，用于指定最终生成的目标文件的名字，
般不需要更改。
其他页面设置取默认值。
三、编译、连接
在设置好工程后，即可进行编译、连接。
点击Buildtarget按钮，对当前工程进行连接，如果当前文件已修改，软件会先对该文件进行编译，然后再连接以产生目标代码；如果点击RebuildAlltargetfiles按钮
译然后再连接，确保最终，将会对当前工程中的所有文件重新进行编
生产的目标代码是最新的，而点击按钮Translate…，则仅对该文件进
行编译，不进行连接。
通常使用按钮。
编译过程中的信息将出现在输出窗口中的Build页中，如果源程序中有语法错误，会有错误报告出现，双击该行，可以定位到出错的位置，对源程序反复修改之后，最终会得到如图1-29所示的结果，提示获得了名为项目1.hex的文件，该文件即可被编程器读入并写到芯片中，同时还产生了一些其它相关的文件，可被用于Keil的仿真与调试，这时可以进入下一步调试的工作。
图1-29
四、复习用proteus绘制仿真电路步骤。
五、学生练习，老师指导，进行单片机最小应用系统的绘制。
并对方波输出程序进行汇编后，用proteus进行仿真验证。
源文件建立和工程文件的建立。
工程的建立---课堂小结1、keil2、工程的设置。
3、编译、连接及改错。
仿真复习。
proteus4、课后作业8自我测评题、9题。
任务4单片机最小应用系统制作与调试
一、案头
任务
单片机最小应用系统制作与调试
授课时间
日年月
授课班级
教学形式
学生动手操作、老师指导
授课时数
4课时
教学用具
万用表、电烙铁、示波器等
教学资源
实训设备、相关课件
课前准备
单片机芯片及相关电子元件采购、准备。
教学目标
1、熟悉使用万能板制作小项目进行实际项目制作实验。
2、掌握使用万能板制作项目硬件的步骤。
3、掌握相关元件测试的方法。
4、掌握使用相关工具进行电路制作的操作方法。
5、掌握使用仪表进行电路测试方法，提高仪表使用的熟练程度。
6、掌握单片机最小应用系统的电路构成工作特征。
教学重点
1、掌握使用万能板制作单片机项目的操作步骤。
、掌握相关元件的测试方法。
2、掌握单片机最小应用系统的电路构成及工作特征。
3
教学难点
、项目硬件的电路接线图绘制。
1、电路调试中的故障查找。
2
教学过程
1、实训室操作规程强调。
2、单片机最小应用系统各元件及使用工具简介。
3、学生进行元件测试及元件布局设计并绘制电路接线图。
、分组进行硬件电路制作。
45、分组进行硬件电路调试。
6、布置作业。
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
提问导思
导入
第一次在实训室进行动手操作，宣读实训室操作规程，强调操作纪律及安全。
简单介绍相关元件及最小应用系统
升级会员 