最新单片机教案.docx

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最新单片机教案

单

片

机

教

案

授课班级：

高二电子5、6、7班

授课教师：

周小梅

成都电子信息学校

单片机原理及应用课程授课教案NO__1__

授课日期

授课班级

18电5

18电6

18电7

课题

第一章基础知识

授课类型

讲授

课时数

教学

目的

了解单片机的概念、大致构成、工作过程、种类及用途

重点

难点

MCS-51单片机的内部硬件结构及引脚功能

MCS-51单片机的内部硬件结构

教具

挂图

单片机实验仪、实物

教学过程

及

时间分配

教学方法的应用

10分钟

第一章认识单片机

一、什么是单片机

单片机是将CPU、存储器、输入/输出接口、定时/计数器等集成在一块芯片上，是目前销量最大、应用面最广、价格最便宜的微型计算机。

如图1-1所示：

例1-1单片机彩灯控制系统（单片机控制8个发光二极管每隔0.1秒轮流点亮。

）

使用单片机实验仪进行演示。

二、典型单片机产品

1．MCS-51系列

美国Intel公司生产的8位字长单片机。

基本型产品有8051、8031、8751等。

2．AT89C51系列

美国ATMEL公司生产的8位字长单片机。

与MCS-51系列单片机兼容，内含4KB的flash存储器。

讲解

15分钟

20分钟

三、MCS-51单片机的内部的硬件结构及引脚

（一）MCS-51单片机内部的总体硬件结构

8051单片机的内部基本结构，如图1-2所示。

（二）MCS-51单片机的引脚

8051单片机是HMOS工艺制造，外形为40条引脚，如图1-3所示。

因为受芯片引脚数量的限制，有很多引脚具有双功能。

1、主电源引脚

VCC：

芯片工作电源端，接＋5V。

Vss：

电源接地端。

2、时钟振荡电路引脚

XTAL1：

内部晶体振荡电路的反相器输入端。

接法如图1-5。

XTAL2：

内部晶体振荡电路的反相器输出端。

接法如图1-5。

3、控制信号引脚

RST————RST为复位信号输入端。

外部接复位电路。

接法如图1-4。

ALE————ALE为地址锁存允许信号。

在不访问外部存储器时，ALE以时钟振荡频率的1／6的固定频率输出，用示波器观察ALE引脚上的脉冲信号是判断单片机芯片是否正常工作的一种简便方法。

————外部程序存储器ROM的读选通信号。

到外部ROM取指令时，自动向外发送负脉冲信号。

————为访问程序存储器的控制信号。

4、并行I／Ｏ端口引脚

P0口（P0.0～P0.7）；P1口（P1.0～P1.7）；P2口（P2.0～P2.7）；P3口（P3.0～P3.7）

图示

讲解

图示

15分钟

5分钟

●举例：

单片机P1.0点灯的应用电路

（三）复位电路与时钟电路

1．复位电路

（1）复位电路

单片机的RST引脚是复位信号输入端，RST引脚上保持两个机器周期（24个时钟周期）以上的高电平时，可使单片机内部可靠复位。

单片机常用的外部复位电路如图1-4。

（2）复位状态

复位后，单片机内部的各寄存器的内容将被初始化，包括程序计数器PC和特殊功能寄存器，其中（PC）=0000H，特殊功能寄存器的状态见表1-1。

复位不影响片内RAM和片外RAM中的内容。

表1-1复位后特殊功能寄存器的初始状态

SFR名称

初始状态

SFR名称

初始状态

ACC

00H

TMOD

00H

TCON

00H

PSW

00H

TH0

00H

07H

TL0

00H

DPL

00H

TH1

00H

DPH

00H

TL1

00H

P0~P3

FFH

SBUF

不确定

ХХХ00000B

SCON

00H

0ХХ00000B

PCON

0ХХХХХХХB

2．时钟电路

时钟电路用于产生时钟信号，时钟信号是单片机内部各种微操作的时间基准，在此基础上，控制器按照指令的功能产生一系列在时间上有一定次序的信号，控制相关的逻辑电路工作，实现指令的功能。

举例讲解

图示

讲解

10分钟

15分钟

图1-58051的外接石英晶体的时钟电路

电容容量范围为30PF±10PF，石英晶体频率的范围为1．2～12MHZ，常用6MHZ或12MHz。

3．时序单位

（1）时钟周期（是时钟信号频率fosc的倒数）

时钟周期=1/fosc

（2）机器周期：

机器周期=12×时钟周期

（3）指令周期

一条指令从被读取到被执行的整个过程所需的时间称为指令周期。

●思考题：

fosc分别为6MHZ和12MHZ时，机器周期分别为多少？

四、MCS-51单片机的内部硬件的主要功能

（一）中央处理单元CPU

它由运算器和控制器两部分组成。

1．运算器

运算器是进行各种算术运算和逻辑运算的部件。

与运算器有关的寄存器包括ACC、B、PSW。

（1）累加器ACC（8位寄存器）

（2）B寄存器（8位）

（3）程序状态字寄存器PSW（8位）

PSW主要用于存放程序状态信息以及运算结果的标志，所以又称标志寄存器。

其格式如下（D1位没有定义）：

D7D6D5D4D3D2D1D0

RS1

RS0

—

CY——进位标志位。

AC——辅助进位标志位。

F0——用户标志位

RS1、RS0——工作寄存器区选择控制位

OV——溢出标志位。

P——奇偶标志位。

2．控制器

（1）控制器的组成

控制器是由程序计数器PC、指令寄存器、译码器、定时与控制电路等组成的。

（2）程序计数器PC

PC是一个16位的寄存器，PC中的内容是下一条将要执行的指令代码的起始存放地址。

当单片机复位之后，（PC）=0000H，引导CPU到0000H地址读取指令代码，CPU每读取一个字节的指令，PC的内容会自动加1，指向下一个地址，使CPU按顺序去读取后面的指令，从而引导CPU按顺序执行程序。

图示

举例并讲解

讲解

课

后

小

记

授课教师：

周小梅

成都电子信息学校

单片机原理及应用课程授课教案NO2

授课日期

授课班级

课题

单片机存储器结构及数制编码

授课类型

讲授

授课时数

２

教学

目的

掌握MCS-51系列单片机的存储器结构、常用数制编码及相互转换

重点

难点

单片机的存储器结构、常用数制编码及相互转换

存储器的地址分配

教具

挂图

多媒体课件

教学

及

过程分配

主要教学内容

教学方法

的运用

5分钟

15分钟

5分钟

复习上堂内容

（二）存储器

1．8051的存储器分为两大存储空间：

程序存储器（ROM）空间

（1）片内4KB的程序存储器，其地址为0000H～0FFFH

（2）片外64KB的程序存储器，其地址为0000H～FFFFH

数据存储器（RAM）空间

（1）片内256B的数据存储器，00H～7FH为通用的数据存储区，80H～FFH为专用的特殊功能寄存器区

（2）片外64KB的数据存储器，其地址为0000H～FFFFH

2．程序存储器

（1）程序存储器主要用于存放程序和表格常数。

（2）程序存储器分为片内、片外两部分，总容量最大为64KB，地址为0000H～FFFFH。

（3）引脚的接法

与8051不同的是，8751片内包含4KB的EPROM程序存储器，而8031内部不包含程序存储器。

对于8051、8751等片内有程序存储器的芯片，引脚应该接高电平；对于8031这种片内无程序存储器的芯片，引脚应该接低电平。

3．数据存储器

数据存储器主要用于存放各种数据。

●讲述8031,8051,8751,8032,8052,8752以及其它MCS-51系列单片机的区别

以下只对内部数据存储器进行介绍

7FH

30H

用户区

2FH

20H

位寻址区

（位地址00~7F）

1FH

00H

工作寄存器区3（R0~R7）

工作寄存器区2（R0~R7）

工作寄存器区1（R0~R7）

工作寄存器区0（R0~R7）

（1）低128B的内部数据存储器

按其功能不同划分为三个区域。

提问

结合课件讲解

图示

10分钟

5分钟

15分钟

10分钟

5分钟

15分钟

①工作寄存器区（00H～1FH）

该区均分为四个小区，任何时候，只有一个区的工作寄存器可以工作，称为当前工作寄存器区。

当前区的选择可通过对寄存器PSW中的RS1、RS0两个位的设置来进行，见表1-2。

表1-2当前工作寄存器区的选择

RS1

RS0

当前工作寄存器区

0区

1区

2区

3区

思考题：

单片机复位时，当前工作寄存器区是哪个？

②位寻址区（20H～2FH）

位寻址区有16个单元组成，共128个位，每个位具有位地址，表1-3中表格数据是每个位的位地址。

每个单元也可作一般的数据缓冲单元使用。

字节地址：

20H~2FH位地址：

00H~7FH

③用户区（30H～7FH）

为一般数据缓冲区，堆栈区通常也设置在这个区域内。

（2）高128字节（特殊功能寄存器区）

8051内部有21个特殊功能寄存器（简称SFR），它们均为8位的寄存器，离散分布在80H～FFH区域，剩下107个单元是没有定义的，用户不能使用。

见表1-4。

有11个SFR的字节地址可被8整除（地址以0和8结尾），可以位寻址（表中已给出它们的位地址）。

1．DPTR作用讲解

2．SP作用讲解

●五、计算机中的数制与编码

（一）常用数制

数制也就是进位制，计算机中常用的进位制有二进制（B字母结尾）、十进制（D字母结尾，可省略）、十六进制（H字母结尾）等。

其中二进制是计算机内部使用的，十进制、十六进制通常是人们书写程序或描述计算机工作过程时使用的。

（二）数制间的转换

三种进制的对应关系见表1-5。

表1-5三种进制数对照表

数制转换

二进制（B）

十六进制（H）

十进制（D）

二进制（B）

十六进制（H）

十进制（D）

0000

1000

0001

1001

0010

1010

0011

1011

0100

1100

0101

1101

在上海，随着轨道交通的发展，地铁商铺应运而生，并且在重要的商业圈已经形成一定的气候，投资经营地铁商铺逐渐成为一大热门。

在人民广场地下“的美”购物中心，有一家DIY自制饰品店---“碧芝自制饰品店”。

虽然调查显示我们的创意计划有很大的发展空间，但是各种如“漂亮女生”和“碧芝”等连锁饰品店在不久的将来将对我们的创意小屋会产生很大的威胁。

0110

（三）上海的文化对饰品市场的影响6

1110

（2）缺乏经营

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