单片机应用技术教案.docx
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单片机应用技术教案
教案
单元内容
单片机的概述及发展应用
单元序号
1
单元课时
2
教学手段
多媒体
教学方法
讲授
教学课型
□理论□实训□一体化□()
教学目标
能力目标
理解单片机概念,了解其应用发展、特点及典型产品
知识目标
理解单片机概念,了解其应用发展、特点及典型产品
情感目标
沟通能力、合作能力和表达能力
任务定位
教学重点
单片机概念的理解
教学难点
单片机概念的理解
教学关键点
单片机概念的理解
教学过程设计
问题与对策
一、教学意图:
让学生了解单片机(也就是能给别人解释什么是单片机)
学生知道单片机的应用及特点
二、教师活动
说明单片机的主要组成从而解释单片机
举例说明单片机的应用及特点
表明单片机与电脑的关系
三、学生活动
从电脑的原理开始了解单片机
从家中、社会中的电器中了解单片机的应用
四、详细内容
一、让学生了解单片机(也就是能给别人解释什么是单片机)
单片机解释:
1全称:
单片微型计算机
2定义:
包含有运算器、控制器、存储器和输入/输出接口电路的集成芯片。
二、知道单片机与个人计算机的区别。
1、相同点:
两者的内部结构相同。
2、不同:
单片机主要是用来运算和控制
计算机(电脑)主要是用来进行信息数据的处理。
三、知道单片机的应用及特点:
1.、单片机的应用:
1、自动控制领域
2、智能仪器仪表
3、国信现代化
4、信息通信技术
5、家用电器
6、机电一体化设备
7、计算机科学技术
8、汽车电子设备
2、单片机的优点:
体积小、质量轻
控制功能强
抗干扰能力强
可实现串行通信控制
性价比高
思考题
与作业
教学反思
单元内容
数制与码制
单元序号
2
单元课时
2
教学手段
多媒体
教学方法
讲授
教学课型
□理论□实训□一体化□()
教学目标
能力目标
会进行二、十、十六进制之间的转换,会用补码表示数
知识目标
掌握二、十六进制数、补码、BCD码,了解ASCII码
情感目标
沟通能力、合作能力和表达能力
任务定位
教学重点
二、十进制之间的转换,补码的表示
教学难点
二、十进制之间的转换,补码的表示
教学关键点
二、十进制之间的转换,补码的表示
教学过程设计
问题与对策
一、教学意图:
会进行二、十、十六进制之间的转换
学会原码、反码、补码的计算方法
了解ASCII和BCD码
二、教师活动
举例计算二、十、十六进制之间的转换
举例计算原码、反码、补码
教会学生使用ASCII和BCD码
三、学生活动
多练习、多计算
四、详细内容
一、二进制、十进制与十六进制的表示与转化
1.二进制、十进制与十六进制的表示
(1)二进制:
由数字符号0、1构成,逢2进1。
(2)八进制:
由数字符号0一7构成,逢8进1。
(3)十六进制:
由数字符号0一9和字母A一F构成,逢16进1。
2.二进制、十进制与十六进制的转换
<1>十进制数转换为二进制数
需对其整数和小数部分分别处理进行转换。
(1)十进制整数转换为二进制整数的方法是:
用2不断地去除要转换的十进制数,直至商为0。
每次所得的余数即为二进制数位,最初得到的余数是二进制整数的最低位。
这就是所谓的“除2取余”法。
(2)十进制小数转换为二进制小数的方法是:
用2不断地去乘要转换的十进制小数,直至乘积的小数部分为0。
每次所得的整数部分即为二进制数位,最初得到的整数是二进制小数的最高位。
这就是所谓的“乘2取整”法。
<2>二进制数转换为十进制数
将二进制数转换为十进制数,只需按位权展开求累加和即可。
<3>二进制数转换成十六进制数
具体方法如下:
(1)把二进制数以小数点为界向左向右每4位分成一组,不足4位的以0补齐。
(2)把每组4位的二进制数转换成1位的十六进制数。
(3)按从左到右的次序写出转换结果。
<4>十六进制数转换成二进制数
只需从左到右把每位十六进制数写成相应的4位二进制数,并把结果写在一起即可。
二、了解原码、反码和补码的计算方法
数值数据在计算机中的表示
1.原码正数,最高位规定为“0”;对于负数,最高位为“1”
2.反码
带符号数也可以用反码表示,反码与原码的关系是:
正数的反码与原码相同
负数的反码等于对应正数的原码按位求反。
3.补码
补码要通过反码求得,如果是正数则补码与原码相同;如果是负数则补码为反码加1。
例:
1.4求-21的原码、反码、和补码,用补码加法运算35-21的值。
三、计算机中常用的编码
1.ASCII编码
从键盘上输入字母时,就需要转换对应的二进制数再输入。
通用的是ASCII。
2.BCD码(二进制编码的十进制数)
例:
258=001001011000BCD
注:
二进制数转换为BCD码不是直接的,要先将二进制数先转换成十进制数,再将十进制数的每一位用表中的确4位进进制表示。
思考题
与作业
八进制如何表示,其与二进制、十进制和十六进制之间如何转换
教学反思
单元内容
89C51的内部结构及引脚功能
单元序号
3
单元课时
4
教学手段
多媒体
教学方法
讲授
教学课型
□理论□实训□一体化□()
教学目标
能力目标
掌握89C51的内部结构组成,熟悉89C51的引脚及其功能
知识目标
掌握89C51的内部结构组成,熟悉89C51的引脚及其功能
情感目标
沟通能力、合作能力和表达能力
任务定位
教学重点
89C51内部CPU的组成
教学难点
89C51内部CPU的组成
教学关键点
89C51内部CPU的组成
教学过程设计
问题与对策
一、教学意图:
加强CPU解讲
单片机的引脚分布
二、教师活动
用多媒体的图片讲解CPU内部
多课件及单片机的实际引脚说明6个最主要的引脚
三、学生活动
分析CPU的主要组成、并且理解其原理
理解记忆引脚功能
四、详细内容
一、单片机的主要组成中的ROM和RAM
用现实中的例子说明这两种存储器:
ROM像书一样(只能读上面的内容但是不能写),RAM像黑板一样(写上去了后可以擦了重写)
二、单片机中的CPU
主要组成是运算器和控制器
1、运算器:
由算术逻辑部件;累加器;寄存器B;暂存器TMP1和TMP2;程序状态字PSW和堆栈指针SP组成.
然后解释其中的ALUACCB并且解释SP的椎栈
2、控制器:
主要是说一下里面的程序计数器和数据地址指针
三、了解单片机的引脚:
主要是要知道其中最主要的:
1、电源线:
VCC(+5V)、VSS(地)
2、振荡电路:
XTAL1、XTAL2
3、复位引脚:
RST
4、并行口:
P0、P1、P2、P3
5、EA:
访问程序存储控制信号
6、PSEN:
外部ROM读选通信号
思考题
与作业
教学反思
单元内容
89C51的时序与复位
单元序号
4
单元课时
2
教学手段
多媒体
教学方法
讲授
教学课型
□理论□实训□一体化□()
教学目标
能力目标
会连接89C51的时序电路和复位电路
知识目标
了解时序电路和复位电路的原理,掌握几种主要时序和复位后的状态
情感目标
沟通能力、合作能力和表达能力
任务定位
教学重点
几种主要时序的关系及复位后的状态
教学难点
几种主要时序的关系及复位后的状态
教学关键点
几种主要时序的关系及复位后的状态
教学过程设计
问题与对策
一、教学意图:
机器周期含义
复位电路的了解
二、教师活动
分析机器周期及介绍单片机指令执行时间分解
复位信号的发生电路
三、学生活动
画一个机器周期的指令分析表
画一个自动复位电路
四、详细内容
一、时序电路里面的几个周期的定义:
1.振荡周期:
为单片机提供时钟信号的振荡源的周期。
2.状态周期(时钟周期):
是振荡源信号经二分频后形成的时钟脉冲信号。
包括两个振荡周期。
3.机器周期:
机器周期由6个状态周期组成,是单片机中一种基本操作时间。
(习惯提的周期数就是指机器周期)。
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。
若单片机外接晶振为12MHz时,则单片机的四个周期的具体值为:
振荡周期=1/12MHz=1/12μs=0.0833μs
时钟周期=1/6μs=0.167μs
机器周期=1μs
指令周期=1~4μs
二、每个周期里面读指令是两次:
分别是S1P2和S4P2
指令结束的时间为S6P2
三、单片机中复位信号:
1、复位信号为高电平有效并且是从第9引脚输入的。
但是高电平必须是连续的24个振荡周期。
2、复位之后单片机内部的情况为:
复位后单片机各单元的初始状态
归纳得:
P0~P3中输出高电平,因而都处于输入状态。
复位后单片机从起始地址0000H开始重新执行程序。
SP指针为07H,堆栈从RAM08H开始。
专用寄存器均为00H。
3、复位电路一般为两种:
上电自动复位和手动复位
它们都是用了同一个元件(电容)。
思考题
与作业
教学反思
单元内容
单片机并行接口
单元序号
5
单元课时
2
教学手段
多媒体、实训室
教学方法
分析、引导、操作、理解
教学课型
□理论□实训□一体化□()
教学目标
能力目标
单片机并行接口
知识目标
单片机并行接口
情感目标
沟通能力、合作能力和表达能力
任务定位
教学重点
单片机并行接口
教学难点
单片机并行接口
教学关键点
单片机并行接口
教学过程设计
问题与对策
一、教学意图:
分析一些复杂的电路
从分析电路中了解单片机接口工作情况
二、教师活动
先从电路出发分析电路
再接入单片机的接口电路分析
三、学生活动
跟着老师的思路分析电路
在书上能把P0口的电路走通
四、媒体使用
多媒体
五、详细内容
一、单片机一共有4个并行接口分别:
P0;P1;P2;P3。
二,讲解每一个接口的电路:
分析其信号的流向
里面要先讲的是每一个器件的作用:
1、锁存器:
用来存信号的但是有一把锁,只有把锁打开信号才能进出
2、读和写:
就像人的大脑与书本一样:
要把大脑里面的知识传到书本上叫“写”
把书本上的知识传到大脑里面叫“读”
3、MUX:
是一个模拟开关。
三、具体分析每个接口重点讲解P0口:
四、根据分析P0口的方法分析其它的接口
要注意P1口如果做为输入时必须先对其写1
思考题
与作业
教学反思
单元内容
报警电路应用系统
单元序号
6
单元课时
2
教学手段
多媒体、实训室
教学方法
分析、引导、操作、理解
教学课型
□理论□实训□一体化□()
教学目标
能力目标
报警电路应用系统
知识目标
报警电路应用系统
情感目标
沟通能力、合作能力和表达能力
任务定位
教学重点
报警电路应用系统
教学难点
报警电路应用系统
教学关键点
报警电路应用系统
教学过程设计
问题与对策
一、教学意图:
了解报警电路的工作原理
分析原理从而分析程序
二、教师活动
举例报警电路的应用场所
让同学记一些基本的指令
分析简单的程序
三、学生活动
想报警器的工作原理
动手写一下程序才能更了的分析
四、媒体使用
多媒体
五、详细内容
一、分析报警应用系统
1、就是用单片机P1.0~P1.3作为输入。
而P1。
4~P1。
7为输出。
在输入端开关关闭时输入了信号为0,然后相应的灯就亮了。
就是相当于把输入的信号直接转到了输出端。
系统和程序流程及说明
1、设计要求:
P1口上的输入同时控制其它的引脚上的发光二极管发光。
2、开始后就转到MAIN去执行,这是因为存储器前面一部分是中断入口地址。
MAIN
是一直循环,直到断电为止。
3、程序中三条主要指令:
SETBP1.0是对P1.0口进行置1。
MOVC,P1.0是一条数据传送指令,把P1.0的电平传送到进位标志C。
MOVP1.4,C也是一条数据传送指令,是将进位标志C的数据传到P1.4。
上述三条的效果:
只要P1.0上的开关闭合,就把低电平传送到C,再从C传送到P1.4。
使发光二极管发光。
ORG0000H
BEGIN:
AJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
SETBP1.0
MOVC,P1.0
MOVP1.4,C
SETBP1.1
MOVC,P1.1
MOVP1.5,C
SETBP1.2
MOVC,P1.2
MOVP1.6,C
SETBP1.3
MOVC,P1.3
MOVP1.7,C
AJPMMAIN
思考题
与作业
教学反思
单元内容
第二章的补充内容
单元序号
7
单元课时
6
教学手段
多媒体、实训室
教学方法
分析、引导、操作、理解
教学课型
□理论□实训□一体化□()
教学目标
能力目标
能编彩灯的程序
知识目标
对单片机的引脚的控制从而控制灯
情感目标
沟通能力、合作能力和表达能力
任务定位
教学重点
对单片机的引脚的控制从而控制灯
教学难点
对单片机的引脚的控制从而控制灯
教学关键点
能编彩灯的程序
教学过程设计
问题与对策
一、教学意图:
从报警电路中得到单片机对其引脚的控制能力
学会延时程序的设计方法
对彩灯电路的设计,学会各种彩灯电路的程序
二、教师活动
用单片机的实际电路设计出彩灯程序并让同学了解
操作各种软件以编程序
讲解复杂的程序
三、学生活动
编写延时程序
通过编写程序来控制彩灯
学会硬件电路的设计
四、媒体使用
单片机的实验板
多媒本
五、详细内容
一、彩灯的闪烁
二,彩灯的流水式
三、时间不对称闪烁
四、循环彩灯
延时程序的格式:
TIME:
MOVR3,#0FFH
TIME1:
MOVR4,#0FFH
TIME2:
NOP
DJNZR4,TIME2
DJNZR3,TIME1
RET
思考题
与作业
教学反思
单元内容
存储器结构及程序存储器
单元序号
8
单元课时
2
教学手段
多媒体
教学方法
讲授
教学课型
□理论□实训□一体化□()
教学目标
能力目标
会计算存储器的地址和地址范围
知识目标
掌握存储器的地址表示及其组成,程序存储器的组成及功能
情感目标
沟通能力、合作能力和表达能力
任务定位
教学重点
存储器的地址表示及其组成
教学难点
存储器的地址表示及其组成
教学关键点
存储器的地址表示及其组成
教学过程设计
问题与对策
一、教学意图:
掌握存储器的结构,范围
理解程序存储器的功能,知道其地址
二、教师活动
讲解存储器的结构,范围
ROM与RAM的区别,ROM的作用和地址
三、学生活动
知道存储器的地址
ROM的概念和用途
四、详细内容
一、存储器的结构
1.MCS-51单片机的存储器组织结构与一般微型计算机不同。
一般微型计算机通常是程序和数据共用一个存储空间;而MCS-51单片机的存储器结构是,程序存储器和数据存储器的存储空间是分开的,有4个物理上相互独立的存储器空间,即片内、外程序存储器和片内、外数据存储器。
2.从用户的角度即逻辑上看,有三个存储空间:
片内外统一编址的64KB的程序存储器地址空间(包括片内ROM和外部ROM);64KB的外部数据存储器地址空间;256B的片内数据存储地址空间(包括128B的内部RAM和特殊功能寄存器的地址空间)。
在对这三个不同的存储空间进行数据传送时,必须分别采用三种不同形式的指令。
二、程序存储器(ROM)
1、程序存储器用指令MOVC
(1)程序存储器是用于存放程序及表格常数的。
8051(或8751)片内驻留有4KB的ROM(或EPROM,外部可用16位地址线扩展到最大64KB的ROM空间。
片内ROM和外部扩展ROM是统一编址的。
当芯片引脚为高电平时,8051的程序计数器PC在0000H~0FFFH范围内(即前4KB地址),执行片内ROM中的程序。
(2)当PC的内容在1000H~FFFFH范围(超过4KB地址)时,CPU自动转向外部ROM执行程序。
如果EA为低电平(接地),则所有取指令操作均在外部程序存储器中进行,这时外部扩展的ROM可从0000H开始编址。
对8031单片机,因片内无ROM,只能外部扩展程序存储器,并且从0000H开始编址,
(3)读取程序存储器中的信息使用“MOVC”指令。
思考题
与作业
教学反思
单元内容
数据存储器及特殊功能寄存器
单元序号
9
单元课时
2
教学手段
多媒体
教学方法
讲授
教学课型
□理论□实训□一体化□()
教学目标
能力目标
会计算PSW的内容
知识目标
掌握数据存储器及特殊功能寄存器的组成和地址范围
情感目标
沟通能力、合作能力和表达能力
任务定位
教学重点
数据存储器及特殊功能寄存器的组成
教学难点
数据存储器及特殊功能寄存器的组成
教学关键点
数据存储器及特殊功能寄存器的组成
教学过程设计
问题与对策
一、教学意图:
掌握数据存储器的范围
了解SFR,会计算PSW
二、教师活动
讲解数据存储器的范围
SFR的功能
PSW的功能及算法
三、学生活动
知道数据存储器的范围
了解SFR,会计算PSW
四、详细内容
一、数据存储器(RAM)
1、用指令MOV和MOVX
2、R0~~~~~R7
二、特殊功能寄存器(SFR)
1.ACC(累加器,8位):
特殊用途的寄存器,专门存放操作数或运算结果。
例如:
MOVA,30H(把30H单元的数据传送给A)
ADDA,30H(30H的数据和A的内容相加,并保存在A中)
2.B(8位):
专门为乘除法而设置的寄存器。
又如:
MULA,B;A和B相乘,结果的高低字节分别放入A和B中
DIVA,B;(A)/(B),商存A,余数存B
3.PSW(程序状态字,8位):
存放指令执行后的有关状态。
CY(C):
进位和借位标志,当指令执行中有进位和借位产生时,CY为1,反之为0。
AC:
辅助进位、借位标志(低半字节对高半字节的进位和借位),有进位和借位产生时,AC为1,反之为0。
F0:
用户标志位,由用户自定义。
RS1和RS0:
工作寄存器选择标志位。
OV:
溢出标志位。
P:
奇偶校验位,当A中1的个数为偶数时P=0,反之为1。
位序
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
位标志
CY
AC
F0
RS1
RS0
OV
/
P
4.P0~P3口
5.IE——中断允许寄存器
6.IP——中断优先级控制寄存器。
7.指针寄存器
8.定时/计数器
定时方式:
TMOD
定时控制:
TCON
计数寄存器:
TH0、TL0;TH1、TL1
思考题
与作业
教学反思
单元内容
单片机中断及中断的结构
单元序号
10
单元课时
2
教学手段
多媒体、实训室
教学方法
分析、引导、操作、理解
教学课型
□理论□实训□一体化□()
教学目标
能力目标
单片机中断及中断的结构
知识目标
单片机中断及中断的结构
情感目标
认识、务实、肯动肯想、与人沟通合作
任务定位
教学重点
单片机中断及中断的结构
教学难点
单片机中断及中断的结构
教学关键点
单片机中断及中断的结构
教学过程设计
问题与对策
一、教学意图:
用现实的事件说明中断的含义
介绍中断的各部分
二、教师活动
举例(看书接电话、守门员)
通过多媒体将单片机中断和现实的中断联系起来
三、学生活动
多想一下现实中的中断的过程
把中断和现实中的中断联系起来
四、媒体使用
多媒本
五、详细内容
用现实中的例子说明什么是中断。
二、中断的组成
1、中断源:
外部中断0、1
定时器/计数器0、1
串行口中断
2、中断响应、中断处理和中断返回
思考题
与作业
教学反思
单元内容
MCS—51的中断系统
单元序号
11
单元课时
4
教学手段
多媒体、实训室
教学方法
分析、引导、操作、理解
教学课型
□理论□实训□一体化□()
教学目标
能力目标
MCS—51的中断系统
知识目标
MCS—51的中断系统
情感目标
认识、务实、肯动肯想、与人沟通合作
任务定位
教学重点
MCS—51的中断系统
教学难点
MCS—51的中断系统
教学关键点
MCS—51的中断系统
教学过程设计
问题与对策
一、教学意图:
知道五个中断源、IE、IP
充分理解IE、IP及设置其作用
二、教师活动
讲解中断源、让同学用现实的例子理解中断
通过分析IE、IP对其的作用进行讲解
三、学生活动
多想一些现实的例子来理解中断
加强记忆IE、IP
四、媒体使用
多媒体
五、详细内容
1、五个中断源及其入口地址:
外部中断00003H
外部中断10013H
定时/计数器0000BH
定时/计数器1001BH
串行口中断0023H
2、需要理解的代号:
(1)、IT0:
外部中断0的触发方式
IT1:
外部中断1的触发方式
它们有两种可能:
0表示低电平有效(用CLR指令)
1表示下降沿有效(用SETB指令)
例如:
SETBIT0表示外部中断0触发方式为下降沿有效
(2)、IE:
EA总中断允许位
ES串行口中断允许位
EX0外部中断0允许位
EX1外部中断1允许位
ET0定时/计数0允许位
ET1定