单片机原理电子教案64.docx

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单片机原理电子教案64

安徽水利水电职业技术学院

教案

2006-2007学年第1学期

课程：

单片机原理

班级：

电气技术0505/06班

系（部）：

机电系

教研室：

电工电子教研室

教师：

张春来

二○○六年九月二十六日

第1、2课时

课题

第1章单片机概述

课型

专业课

教学

目的

了解单片机的概念及计算机的基本知识

重点

难点

微机的结构

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

9月4日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

第1章单片机概述

§1.1单片微型计算机发展概况

单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。

因此，一块芯片就构成了一台计算机。

它已成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机。

§1.2微计算机系统概念

§1.3单片机的特点

1）体积小、重量轻、功耗低、功能强、性价比高。

2）数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高。

3）结构灵活，易于组成各种微机应用系统。

4）应用广泛，既可用于工业自动控制等场合，又可用于测量仪器、医疗仪器及家用电器等领域。

§1.4单片机的应用举例

课后

小结

第3、4课时

课题

§2.1MCS-51内部结构

课型

专业课

教学

目的

掌握MCS-51内部结构相关知识

重点

难点

结构与基本组成

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

9月6日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

第2章MCS-51单片机的结构和原理

§2.1MCS-51内部结构

MCS-51是Intel公司于1980年推出的高档系列8位单片机，主要有8051、8031、8751、80C51BH等。

在本课程中，为了叙述方便，以8051为例进行讨论。

1）MCS-51单片机的基本组成

MCS-51系列单片机内部由8部分组成（见下页图）：

CPU

RAM（128B/256B）

ROM/EPROM（4KB/8KB）

并行I/O接口（4个）

定时器/计数器（2个）

中断控制器

全双工串行I/O口

振荡器和时钟电路

2）8086的CPU

（1）运算器

（2）控制器

课后

小结

第5、6课时

课题

§2.2MCS-51引脚及功能

课型

专业课

教学

目的

掌握MCS-51引脚及功能相关知识

重点

难点

控制信号引脚功能

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

9月11日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§2.2MCS-51引脚及功能

其引脚如右图所示，为40脚。

1）分类

（1）电源、时钟电路引脚：

Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2

（2）控制信号引脚

（3）输入/输出端口P0~P3

2）控制信号引脚介绍

（1）RST/VPD：

复位输入/备用电源输入

（2）ALE/PROG：

地址锁存输出/编程脉冲输入

（3）/PSEN：

程序存储器允许（从EPROM/ROM中读取指令）

（4）/EA/Vpp：

外部程序存储器地址允许输入/编程电压输入

当/EA接高电平时，CPU只访问及执行片内EPROM/ROM，但当PC的值超过0FFFH（对8751/8051为4KB）时，将自动转去执行片外程序存储器的内容

当/EA接低电平时，CPU只访问及执行片外EPROM/ROM中的程序

3）片外总线配置

（1）地址总线

（2）数据总线

（3）控制总线

课后

小结

第7、8课时

课题

§2.3存储器结构

课型

专业课

教学

目的

掌握MCS-51单片机存储器结构主要内容

重点

难点

特殊功能寄存器

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

9月13日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§2.3存储器结构

1）分类

2）程序存储器

3）片内数据存储器

4）特殊功能寄存器

（1）累加器

累加器是一个最常用的专用寄存器，其自身带有全零标志Z，若A=0则Z=1；若A≠0则Z＝0。

该标志常用作程序分支的判断条件。

（2）PSW：

程序状态字寄存器。

定义格式如右上边。

其中，CY：

进借位标志；AC：

辅助进借位标志；F0：

用户标志；RS1、RS0：

工作寄存器组选择（如表2-5所示）。

（3）SP：

堆栈指针。

（4）DPTR：

数据地址指针寄存器。

课后

小结

第9、10课时

课题

§2.4单片机的复位电路

课型

专业课

教学

目的

了解单片机的复位电路相关知识

重点

难点

振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

9月18日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§2.4单片机的时钟电路

1）单片机时钟电路通常有两种形式：

（1）内部振荡方式：

MCS-51单片机片内有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。

把放大器与作为反馈元件的晶体振荡器或陶瓷谐振器连接，就构成了内部自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。

（2）外部振荡方式：

外部振荡方式就是把外部已有的时钟信号引入单片机内。

2）振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期

（1）振荡周期：

为单片机提供时钟信号的振荡源的周期。

（2）时钟周期：

是振荡源信号经二分频后形成的时钟脉冲信号。

（3）机器周期：

通常将完成一个基本操作所需的时间称为机器周期。

（4）指令周期：

是指CPU执行一条指令所需要的时间。

一个指令周期通常含有1～4个机器周期。

3）单片机复位电路及复位状态

（1）复位电路

单片机复位电路包括片内、片外两部分。

外部复位电路就是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的。

MCS-51单片机通常采用上电自动复位和按键手动复位两种方式。

（2）单片机复位后的状态

单片机运行出错或进入死循环时，可按复位键重新运行。

21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值。

课后

小结

第11、12课时

课题

§2.5第2章复习、习题课

课型

专业课

教学

目的

掌握第2章概念与基本理念

重点

难点

复习、习题课

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

9月20日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§2.5复习、习题

1）第2章全面复习

2）习题（P30）

1．

2．

3．

4．

5．

6．

7．

8．

9．

10．

课后

小结

第13、14课时

课题

§2.6并行I/O口实验

课型

专业课

教学

目的

具备并行I/O口的基础理论与实践知识

重点

难点

并行I/O口的应用

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

实验

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

9月25日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§2.6并行I/O口实验

1）实验一P1接口实验

（一）

（1）实验题目

①P1口做输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。

②P1口做输入口，接八个按扭开关，以实验台上74LS273做输出口，编写程序读取开关状态，将此状态，在发光二极管上显示出来。

（2）实验目的

①学习P1口的使用方法。

②学习延时子程序的编写和使用。

2）实验二P1接口实验

（二）

（1）实验题目

P1口作为输入、输出口。

P1.0、P1.1接K1、K2；P1.2、P1.3接发光二极管L1、L2；P1.4、P1.5接L5、L6。

K1作为左转弯开关，K2作为右转弯开关。

L1、L2作为左转弯灯，L5、L6作为右转弯灯。

要求编写程序实现如下功能：

向上打K1时左转弯灯以一定频率闪烁，打K2时右转弯灯以一定频率闪烁，K1、K2同时向上或向下，发光二极管灭。

（2）实验目的

①学习P1口既作为输入，又作为输出的使用方法。

②学习数据输入、输出程序的设计方法。

课后

小结

第15、16课时

课题

§3.1指令格式

课型

专业课

教学

目的

了解指令格式、常用符号的主要内容

重点

难点

常用符号

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

9月27日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

第3章MCS-51单片机的指令系统

§3.1指令格式、寻址方式

1）常用符号

2）指令分类

数据传送类指令（29条）

算术运算类指令（24条）

逻辑操作类指令（24条）

控制转移类指令（17条）

位操作类指令（17条）

3）指令格式

[标号：

]操作码助记符[目的操作数，][源操作数][；注释]

4）指令字长及周期

课后

小结

第17、18课时

课题

§3.2寻址方式

课型

专业课

教学

目的

了解寻址方式的主要内容

重点

难点

七种寻址方式

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

9月30日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§3.2寻址方式

寻址方式：

就是指令中找到操作数或操作数地址的方式。

8051单片机有七种寻址方式：

1）寄存器寻址

2）直接寻址

2）立即数寻址

4）寄存器间接寻址

5）变址寻址

6）相对寻址

7）位寻址

课后

小结

第19、20课时

课题

§3.3指令系统1

课型

专业课

教学

目的

掌握数据传送类指令相关知识

重点

难点

内部RAM之间的数据传送

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

10月9日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§3.3指令系统

1）数据传送类指令

数据传送类指令共28条，是将源操作数送到目的操作数。

指令执行后，源操作数不变，目的操作数被源操作数取代。

数据传送类指令用到的助记符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP8种。

格式：

MOV目的操作数，源操作数

（1）内部RAM之间的数据传送

以A为目的操作数的指令

以Rn为目的操作数的指令

以直接地址为目的操作数的指令

以间接地址为目的操作数的指令

以间接地址为目的操作数的指令

课后

小结

第21、22课时

课题

§3.3指令系统1

课型

专业课

教学

目的

掌握数据传送类指令的相关知识

重点

难点

累加器A与片外RAM的数据传送指令

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

10月11日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§3.3指令系统

1）数据传送类指令

（2）累加器A与片外RAM的数据传送指令

MOVXA，@Ri；（（Ri））A

MOVXA，@DPTR；（（DPTR））A

MOVX@Ri，A；（A）（Ri）

MOVX@DPTR，A；（A）（DPTR）

课后

小结

第23、24课时

课题

§3.3指令系统2

课型

专业课

教学

目的

掌握算术运算指令相关知识

重点

难点

带进位加法指令、带借位减法指令

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

10月16日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§3.3指令系统

2）算术运算指令

包括加、减、乘、除运算；第一操作数一般为A；一般影响标志位CY、AC、OV和P，共24条指令。

（1）加法指令

①不带进位加法指令（4条）

ADDA，Rn；（A）+（Rn）A

ADDA，direct；（A）+（direct）A

ADDA，@Ri；（A）+（（Ri））A

ADDA，#data；（A）+#dataA

②带进位加法指令（4条）

ADDCA，Rn；（A）+（Rn）+CYA

ADDCA，direct；（A）+（direct）+CYA

ADDCA，@Ri；（A）+（（Ri））+CYA

ADDCA，#data；（A）+#data+CYA

③加1指令INC（5条）

（2）减法指令

①带借位减法指令（4条）

②减1指令DEC（5条）

课后

小结

第25、26课时

课题

§3.3指令系统3

课型

专业课

教学

目的

掌握逻辑操作指令的相关知识

重点

难点

逻辑操作指令的应用

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

10月18日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§3.3指令系统

3）逻辑操作指令

包括与、或、异或、清除、求反、移位等操作。

这类指令一般不影响标志位CY、AC和OV，共24条指令，分成五个小类。

（1）逻辑“与”指令（6条）

ANLA，Rn；（A）∧（Rn）A

ANLA，direct；（A）∧（direct）A

ANLA，@Ri；（A）∧（（Ri））A

ANLA，#data；（A）∧#dataA

ANLdirect，A；（direct）∧（A）direct

ANLdirect，#data；（direct）∧#datadirect

（2）逻辑“或”指令（6条）

（3）逻辑“异或”指令（6条）

课后

小结

第27、28课时

课题

§3.3指令系统4

课型

专业课

教学

目的

掌握控制程序转移类的相关知识

重点

难点

条件转移指令

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

10月23日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§3.3指令系统

4）控制程序转移类指令

包括无条件转移、条件转移、子程序调用和返回指令等，共17条。

（1）无条件转移指令（4条）

（2）条件转移指令（8条）

①累加器A为零（非零）转移指令

②比较转移指令

③、循环转移指令

课后

小结

第29、30课时

课题

§3.3指令系统5

课型

专业课

教学

目的

掌握位操作指令的相关知识

重点

难点

位条件转移类指令

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

10月25日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§3.3指令系统

5）位操作指令

包括位变量传送、逻辑运算、控制转移等指令，共17条，分成4个小类。

（1）位地址的表示方法

直接用位地址如：

D4H

用特殊功能寄存器名加位数如：

PSW.4

用位名称如：

RS1

用bit定义的有名字的位地址如：

SUB.REGbitRS1

（2）位操作指令

①位数据传送指令（2条）

MOVC，bit;（bit）C

MOVbit，C;（bit）C

②位修正指令（6条）

位清0指令

位置1指令

位取反指令

③位逻辑运算指令（4条）

位逻辑“与”指令

位位条件转移类指令逻辑“或”指令

④位条件转移类指令（5条）

判断C值转移指令

JCrel

JNCrel

判断位值转移指令

课后

小结

第31、32课时

课题

§3.4第3章复习、习题课

课型

专业课

教学

目的

掌握第3章概念与基本理念

重点

难点

复习、习题课

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

10月30日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§3.4复习、习题

1）第3章全面复习

2）习题（P50）

10．

11．

12．

13．

14．

15．

19．

课后

小结

第33、34课时

课题

§4.1程序设计概述

课型

专业课

教学

目的

了解程序设计的有关知识

重点

难点

伪指令

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

11月1日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

第4章MCS-51单片机的程序设计

§4.1程序设计概述

1）按照语言的结构及其功能可以分为三种：

（1）机器语言：

机器语言是用二进制代码0和1表示指令和数据的最原始的程序设计语言。

（2）汇编语言：

在汇编语言中，指令用助记符表示，地址、操作数可用标号、符号地址及字符等形式来描述。

（3）高级语言：

高级语言是接近于人的自然语言，面向过程而独立于机器的通用语言。

2）伪指令

（1）ORG：

汇编起始地址

用来说明以给变量标号赋予一个确定的数值。

（2）EQU：

赋值下程序段在存储器中存放的起始地址。

（3）DB：

定义数据字节，把数据以字节数的形式存放在存储器单元中。

（4）DW：

定义数据字，按字的形式把数据存放在存储单元中。

（5）DS：

定义存储区，从指定的地址单元开始，保留一定数量存储单元。

（6）BIT：

位定义，确定字符名为确定的位地址值。

（7）END：

汇编结束

课后

小结

第35、36课时

课题

§4.2程序设计

课型

专业课

教学

目的

掌握顺序程序设计的方法

重点

难点

顺序程序设计

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

11月6日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§4.2程序设计

1）顺序程序设计

顺序程序是最简单、最基本的程序结构，其特点是按指令的排列顺序一条条地执行，直到全部指令执行完毕为止。

不管多么复杂的程序，总是由若干顺序程序段所组成的。

特点：

程序按编写的顺序依次往下执行每一条指令，直到最后一条。

例1：

将30H单元内的两位BCD码拆开并转换成ASCII码，存入RAM两个单元中。

例2：

设X、Y两个小于10的整数分别存于片内30H、31H单元，试求两数的平方和并将结果存于32H单元。

课后

小结

第37、38课时

课题

§4.2程序设计

课型

专业课

教学

目的

掌握分支程序设计的方法

重点

难点

分支程序设计

教具

挂图

模型

挂图

投影

多媒体

教学方法

讲授

授课

班级

电气0505/06

授课

日期

11月8日

月日

月日

月日

月日

月日

月日

教学过程

§4.2程序设计

2）分支程序设计

（1）分支程序的基本形式

分支程序有三种基本形式，如图4-3所示。

（2）分支程序的设计要点如下：

①先建立可供条件转移指令测试的条件。

②选用合适的条件转移指令。

③在转移的目的地址处设定标号。

（3）应用举例

例1：

设X存在30H单元中，根据下式

X+2X>0

Y=100X=0求出Y值，将Y值存入31H单元。

∣X∣X<0

课后

小结

第39、40课时

课题

§4.2程序设计

课型

专业课

教学

目的

掌握循环程