项目1单片机应用技能实训(C语言)教案.doc
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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。
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
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1-4
1、主电源引脚：
Vcc（40脚）和Vss（20脚）
Vcc：
接+5V
Vss：
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/、、/VPP
RST/VPD（9脚）：
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0~4KB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：
P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、P3.0~P3.7
32个I/O口引脚分成4组，分别用于4个I/O端口P0、P1、P2、P3的8位I/O口位引脚。
P0.0~P0.7对应P0，P1.0~P1.7对应P1，P2.0~P2.7对应P2，P3.0~P3.7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1-6
1、中央处理器CPU
CPU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。
AT89S51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1~3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。
ProteusISIS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ProteusISIS软件的工作环境和一些基本操作。
启发学习积极性
讲授新课
一、进入Proteus工作界面
双击桌面上的ISIS6Professional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“PickDevices”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“Results”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，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
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