高职单片机教案.docx

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高职单片机教案

江苏城市职业学院宜兴办学点

《单片微型计算机原理及应用》教案

教师姓名

龚雪

授课班级

城职07机电

城职07数控

授课形式

面授

授课日期

2009年9月2日第1周

授课时数

2

授课章节

名称

Chap0绪论

教学目的

掌握单片机的总体组成

理解单片机的主要品种及系列

了解单片微型计算机的产生和发展历史

了解单片机的特点

教学重点

单片机的硬件组成

教学难点

单片机的总体组成

更新、补充

删节内容

课堂练习

使用教具

无

课外作业

P5：

0-3、0-5

课后体会

学生会单片机的总体组成有些理解困难，这部分是本课的重点，也是难点，还需要课后巩固。

授课主要内容或板书设计

Chap0绪论

§0-1单片微型计算机的产生和发展历史

问题一：

何谓单片机？

1、单片机是一种计算机

2、单片机是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时器\计数器及I\O接口电路等主要计算机接口部件集成在一块集成电路上的微型计算机。

一、微型计算机的概况

二、单片机的发展概况

§0-2单片机的总体组成

有两大部分组成:

一、硬件

1、微处理器:

微处理器（CPU）是微型计算机的核心

2.总线：

微机系统中各部件和模块之间用于传送信息的一组公用导线。

⒊存储器：

存放程序和数据

⑴存储器分类

RAM

特点：

读写速度快，可随机写入或读出，读写方便；电源断电后，存储信息丢失。

作用：

存放各种数据。

ROM

特点：

信息写入后，能长期保存，不会因断电而丢失。

作用：

存放固定程序和数据。

⑵存储器结构

计算机有两种存储结构：

单片机为哈佛结构

⑶存储器的读写操作

⑷堆栈：

暂存放子程序断口地址、中断断口地址和其他需要保存的数据。

⒋输入/输出设备及其接口电路

二、软件

§0-3单片机的主要品种及系列

一、4位单片机

二、8位单片机

三、16位单片机

四、32位单片机

§0-4单片机的特点

§0-5单片机的应用

说明：

教师备课笔记由学校自订式样并附后

江苏城市职业学院宜兴办学点

《单片微型计算机原理及应用》教案

教师姓名

龚雪

授课班级

城职07机电

城职07数控

授课形式

面授

授课日期

2009年9月8日第2周

授课时数

2

授课章节

名称

§1-1MCS－51系列单片机的概况

§1-2MCS－51系列单片机的结构

教学目的

掌握MCS－51系列单片机的内部结构框图

理解MCS－51系列单片机的基本组成及主要性能

了解MCS－51系列单片机的外部引脚及片外总线结构

教学重点

1、中央处理器

2、片内存储器

3、并行I/O接口

教学难点

运算器、控制器的性能

更新、补充

删节内容

课堂练习

使用教具

无

课外作业

P35：

1-1

课后体会

运算器和控制器的性能是本节重点，对这部分的讲解特别仔细。

授课主要内容或板书设计

Chap1MCS－51系列单片机的硬件结构

§1-1MCS－51系列单片机的概况

§1-2MCS－51系列单片机的结构

一、MCS－51系列单片机的基本组成及主要性能

1、8051单片机的基本组成

2、8051单片机的主要性能

二、MCS－51系列单片机的内部结构框图

4、中央处理器

（1）运算器

算术运算单元ALU：

8位算术运算单元ALU的硬件结构与典型微型计算机的相似。

它的作用是对传送到CPU的数据进行算术/逻辑运算操作。

累加器A：

累加器是运算时的暂存寄存器，用于提供操作数和存放运算结果。

其它操作，如逻辑运算、移位等操作，也都要用到累加器，所以它是应用最为频繁的寄存器。

寄存器B：

一般用于乘、除法指令，与累加器A配合使用。

寄存器B中存放第二操作数、乘积的高位字节或除法的余数部分。

暂存器TMP：

作为中间结果暂存使用。

程序状态字寄存器PSW：

也叫程序状态字，是一个8位寄存器，寄存当前指令执行后的状态，为下条或以后指令的执行提供状态条件。

（2）控制器

堆栈指针SP：

堆栈是一组特殊的存储单元，通常是在存储器中开辟的一个存储区域。

遵循后进先出的原则。

数据指针DPTR（DPH、DPL）：

数据指针，可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元，如果不用，也可以作为通用寄存器来用，由我们自已决定如何使用。

指令寄存器

时钟发生器：

是由振荡器XTAL1、XTAL2等组成内部振荡电路构成时钟电路产生时钟。

用时钟发生器按一定的时间顺序发出一系列控制信号，完成一系列定时控制的微操作，用来协调单片机内部各功能部件之间的数据传送、数据运算等操作。

5、片内存储器

6、并行I/O接口

7、中断系统

8、定时器/计数器

9、串行I/O接口

三、MCS－51系列单片机的外部引脚及片外总线结构

1、I/O口线（前面已介绍）

2、控制口线

3、电源及时钟

4、片外三总线形式

说明：

教师备课笔记由学校自订式样并附后

江苏城市职业学院宜兴办学点

《单片微型计算机原理及应用》教案

教师姓名

龚雪

授课班级

城职07机电

城职07数控

授课形式

面授

授课日期

2009年9月9日第2周

授课时数

2

授课章节

名称

§1-3MCS－51系列单片机的中央处理器

§1-4MCS－51系列单片机的时序和工作方式

§1-5MCS－51单片机的存储器

教学目的

掌握MCS－51系列单片机的时序和工作方式

理解MCS－51单片机的存储器

了解MCS－51系列单片机的中央处理器

教学重点

MCS－51系列单片机的时序

教学难点

指令周期、机器周期、时钟周期

更新、补充

删节内容

课堂练习

使用教具

无

课外作业

P35：

1-4

课后体会

指令周期、机器周期、时钟周期要区别开来，掌握其意义。

授课主要内容或板书设计

Chap1MCS－51系列单片机的硬件结构

§1-3MCS－51系列单片机的中央处理器

一、算术逻辑运算部件ALU

二、累加器A和寄存器B

三、程序状态字寄存器PSW

RS1RS0寄存器组对应RAM地址

00组000H～07H

01组108H～0FH

10组210H～17H

11组318H～1FH

§1-4MCS－51系列单片机的时序和工作方式

一、MCS－51系列单片机的时序

1、指令周期、机器周期、时钟周期

振荡周期：

即时钟周期，振荡脉冲的周期。

（节拍）

状态周期：

两个振荡周期为一个状态周期，也称为时钟周期，用S表示。

两个振荡周期作为两个节拍分别为节拍P1和节拍P2.在状态周期的前半周期P1有效时，通常完成算术逻辑操作；在后半周期P2有效时，一般进行内部寄存器之间的传输。

机器周期：

一个机器周期包含6个状态周期，用S1、S2、……、S6表示，共12个节拍，依次可表示为S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、……、S6P1、S6P2.

指令周期：

执行一条指令所占用的全部时间，它以机器周期为单位。

2、指令时序

二、MCS－51系列单片机的工作方式

1、复位方式

2、连续工作方式

3、单步工作方式

4、掉电保护方式

§1-5MCS－51单片机的存储器

1.程序存储器

2.内部数据存储器

3.外部数据存储器

说明：

教师备课笔记由学校自订式样并附后

江苏城市职业学院宜兴办学点

《单片微型计算机原理及应用》教案

教师姓名

龚雪

授课班级

城职07机电

城职07数控

授课形式

面授

授课日期

2009年9月15日第3周

授课时数

2

授课章节

名称

§1.6MCS－51单片机的定时器/计数器

§1.7MCS－51单片机的并行I/O接口

教学目的

掌握MCS－51单片机的定时器/计数器

理解MCS－51单片机的并行I/O接口

教学重点

定时器/计数器T0和T1的结构

教学难点

方式控制寄存器TMOD

控制寄存器TCON

更新、补充

删节内容

课堂练习

使用教具

无

课外作业

P35：

1-5

课后体会

本节重点是定时器/计数器T0和T1的结构，难点是方式控制寄存器TMOD、控制寄存器TCON。

授课主要内容或板书设计

Chap1MCS－51系列单片机的硬件结构

§1.6MCS－51单片机的定时器/计数器

一、定时器/计数器T0和T1的结构

1、16位加法计数器

2、方式控制寄存器TMOD

（1）M0、M1为工作方式选择位

（2）C/T为定时器和计数器功能选择位

（3）GATE为门控制位

3、控制寄存器TCON

（1）TR0为定时器/计数器T0运行控制位

（2）TF0为定时器/计数器T0溢出标志位

（3）TR1为定时器/计数器T1运行控制位，其功能与TR0相同

（4）TF1为定时器/计数器T1溢出标志位，其功能与TF0相同

二、定时器/计数器T0和T1的工作方式

1、工作方式0

16位寄存器TH1＋TL1只用了13位，TL1的高3位没有用

2、工作方式1

3、工作方式2

4、工作方式3

§1.7MCS－51单片机的并行I/O接口

一、P0口

P0口既可以作为通用的I/O，进行数据输入、输出，又可以作为单片机系统的地址数据线使用。

在实际应用中，P0口都是作为系统的地址/数据线使用的。

二、P1口

P1口为准双向口。

使用时，用户可以把P1口的某些口位作为输出线使用，另外一些口位作为输入线使用。

三、P2口

四、P3口

说明：

教师备课笔记由学校自订式样并附后

江苏城市职业学院宜兴办学点

《单片微型计算机原理及应用》教案

教师姓名

龚雪

授课班级

城职07机电

城职07数控

授课形式

面授

授课日期

2009年9月16日第3周

授课时数

2

授课章节

名称

§1-8MCS－51单片机的串行I/O接口

§1-9MCS－51单片机的中断系统

教学目的

掌握MCS－51单片机的中断源

理解MCS－51单片机的中断控制

了解MCS－51单片机的串行I/O接口

教学重点

1、外部中断

2、内部中断

教学难点

外部中断、内部中断

更新、补充

删节内容

课堂练习

使用教具

无

课外作业

P35：

1-10、1-11

课后体会

本节中,要了解异步通信和同步通信的区别,掌握中断源有哪几种,学生对中断源有些难理解.

授课主要内容或板书设计

§1-8MCS－51单片机的串行I/O接口

一、串行通信方式概述

1、异步通信方式

2、同步通信方式

3、波特率

二、串行接口的组成

三、串行接口的工作方式

§1-9MCS－51单片机的中断系统

一、中断源

外部中断：

INT0、INT1

内部中断：

T0、T1、串行口

3、外部中断

INT0：

外部中断0请求，低电平有效。

它由P3.2引脚输入。

在每个机器周期的S5P2采样P3.2引脚，并置位或清0IE0标志，请求中断。

INT1：

同上

INT0、INT1有两种触发方式：

电平触发方式和边沿触发方式。

4、内部中断

T0：

当定时器/计数器0产生溢出，置位中断请求标志TF0，请求中断处理。

T1：

同上

串行中断：

当完成一串帧的接收/发送时，置位内部串行中断请求标志TI或RI，请求中断处理。

二、中断控制

1、中断允许控制寄存器IE

2、中断优先控制寄存器IP

3、定时器/计数器控制寄存器TCON

4、串行口控制寄存器

三、中断响应

1、中断响应处理过程

2、中断的响应时间

说明：

教师备课笔记由学校自订式样并附后

江苏城市职业学院宜兴办学点

《单片微型计算机原理及应用》教案

教师姓名

龚雪

授课班级

城职07机电

城职07数控

授课形式

面授

授课日期

2009年9月22日第4周

授课时数

2

授课章节

名称

Chap2寻址方式和指令系统

§2-1寻址方式

教学目的

掌握七种寻址方式

教学重点

七种寻址方式

教学难点

直接寻址,基址寄存器加变址寄存器间接寻址

更新、补充

删节内容

课堂练习

使用教具

无

课外作业

P72：

2-3

课后体会

寻址方式是比较复杂的一个章节,学生要弄懂了这部分,本章的内容就比较容易理解了.

授课主要内容或板书设计

Chap2寻址方式和指令系统

§2-1寻址方式

一、寄存器寻址

寄存器寻址的操作数在规定的寄存器中。

规定的寄存器有：

①工作寄存器R0～R7

②累加器A

③寄存器B

④数据指针DPTR

⑤位累加器Cy

这些被寻址寄存器中的内容就是操作数

二、立即寻址

指令中的操作数是1个8位或16位二进制立即数。

立即数用＃data，＃data16表示。

三、直接寻址

指令中直接给出操作数所在存储单元的地址，这种寻址方式称为直接寻址。

可用符号“direct”表示指令中的直接地址。

四、寄存器间接寻址

寄存器间接寻址：

是操作数所在的存储器的地址在某一个寄存器中。

寄存器间接寻址用间址符“@”作为前缀。

规定的寄存器有：

①工作寄存器R0、R1

②数据指针DPTR

③堆栈指针SP

五、基址寄存器加变址寄存器间接寻址

在基址寄存器加变址寄存器间接寻址中，操作数地址＝基址（DPTR或PC）＋变址（A）,用于读ROM数据操作。

六、相对寻址

相对寻址一般用于相对转移指令，转移目的地址＝当前PC值＋相对偏移量rel。

七、位寻址

MCS-51单片机中，操作数不仅可以按字节为单位进行操作，也可以按位进行操作。

当我们把某一位作为操作数时，这个操作数的地址称为位地址。

位寻址是对内RAM和特殊功能寄存器中的可寻址位进行操作的寻址方式。

位寻址区包括专门安排在内部RAM中的两个区域：

一是内部RAM的位寻址区，地址范围是20H~2FH，共16个RAM单元，位地址为00H~7FH；二是特殊功能寄存器SFR中有11个寄存器可以位寻址。

说明：

教师备课笔记由学校自订式样并附后

江苏城市职业学院宜兴办学点

《单片微型计算机原理及应用》教案

教师姓名

龚雪

授课班级

城职07机电

城职07数控

授课形式

面授

授课日期

2009年9月23日第4周

授课时数

2

授课章节

名称

§2-2指令系统概述

教学目的

掌握指令基本格式

理解指令分类

了解指令系统中的常用符号

教学重点

指令基本格式

教学难点

操作数的类别

更新、补充

删节内容

课堂练习

使用教具

无

课外作业

P73：

2-8

课后体会

让学生掌握指令基本格式,理解指令分类,了解指令系统中的常用符号

授课主要内容或板书设计

§2-2指令系统概述

一、指令基本格式

[标号]:

操作码[操作数]；[注释]

标号：

标号是语句地址的标志符号，有了标号，程序中的其它语句才能访问该语句。

操作码：

操作码用于指示机器执行何操作。

不能空缺。

操作数：

操作数用于给指令的操作提供数据或地址。

在一条语句中，操作数可能是空白，

也可能只包括一项，还可能包括二项、三项。

各操作数之间用逗号分隔。

操作数的类别：

1、专用的汇编符号：

是汇编程序专用的保留字，这些符号把专门的寄存器指定为指令中的操作数。

这些寄存器是A、R0～R7、DPTR、PC、C、AB。

还有位置计数符号$。

2、间接地址：

是用“@”后跟一个寄存器名来表示。

寄存器间接寻址和基变址寻址均为间接地址。

在执行堆栈操作时，只有两种操作码PUSH、POP，也采用寄存器间接寻址，这时SP用

作间址寄存器，但并不用@符号。

3、立即数：

是用“＃”符号后面跟一个表示立即数操作数的表达式。

立即数在程序存储器中。

4、数据地址：

是一个数表达式。

对于数据地址的描述在前一节的直接寻址中已讲过，这里特别指出的是，累加器A有两个符号，一个是专用的汇编符号A，一个是数据地址符号ACC。

A表示寄存器，ACC表示寄存器的地址。

他们语义相同，语法不同。

5、位地址：

表示一个可作位寻址的二进制位。

位地址操作数的三种表示方法：

（1）直接写出8051中预先定义的位地址。

（2）由含有该位的存储单元地址（如D0H）或存储单元的符号地址（如PSW）、位选择符“.”及位识别符“0～7”组成。

（3）用8051预先定义了的位地址符号表示，如SFR中的TCON中的TR1位，可表示为：

8EH、TCON。

6、TR1。

6、程序地址：

一个表达式，值在0～65535内。

二、指令分类

三、指令系统中的常用符号

说明：

教师备课笔记由学校自订式样并附后

江苏城市职业学院宜兴办学点

《单片微型计算机原理及应用》教案

教师姓名

龚雪

授课班级

城职07机电

城职07数控

授课形式

面授

授课日期

2009年9月29日第5周

授课时数

2

授课章节

名称

§2.3数据传送类指令

教学目的

掌握数据传送类指令

教学重点

MOV,MOVX,MOVC,XCH,SWAP,PUSH,POP指令

教学难点

MOV,MOVX,MOVC

更新、补充

删节内容

课堂练习

使用教具

无

课外作业

P73：

2-10

课后体会

MOV,MOVX,MOVC为助记符是指令条数众多,很多学生都搞不清楚.

授课主要内容或板书设计

§2.3数据传送类指令

☆数据传送指令一般是把源操作数传送到目的操作数，指令执行后，源操作数不变，目的操作数修改为源操作数。

☆传送指令一般不影响标志位。

☆数据传送指令是MCS-51单片机汇编语言程序设计中使用最频繁的指令,五类29条：

片内数据传送指令、片外数据存储器传送指令、程序存储器数据传送指令、交换指令、堆栈指令。

⑴以累加器A为目的字节的传送指令（4条）

⑵以工作寄存器Rn为目的字节的传送指令（3条）

⑶以直接地址为目的字节的传送指令（5条）

⑷以寄存器间址为目的字节的传送指令（3条）

⒉16位数据传送指令

⒊外RAM传送指令（4条）

⒋读ROM指令（2条）

三个不同的存储空间用三种不同的指令传送：

内RAM（包括特殊功能寄存器）:

用MOV指令传送；

外RAM:

用MOVX指令传送；

ROM:

用MOVC指令传送。

⒌堆栈操作指令（2条）

⑴PUSH为入栈指令

⑵POP为出栈指令

⒍交换指令（5条）

1字节交换指令

2半字节交换指令

3累加器高低四位互换

说明：

教师备课笔记由学校自订式样并附后

江苏城市职业学院宜兴办学点

《单片微型计算机原理及应用》教案

教师姓名

龚雪

授课班级

城职07机电

城职07数控

授课形式

面授

授课日期

2009年9月30日第5周

授课时数

2

授课章节

名称

§2.4算术运算类指令

§2.5逻辑运算及移位指令

教学目的

掌握算术运算类指令

掌握逻辑运算及移位指令

教学重点

加法指令,减法指令,乘除法指令,逻辑“与”,逻辑“或”,逻辑“异或”运算指令,清零和取反指令,循环移位指令

教学难点

加法指令,减法指令,循环移位指令

更新、补充

删节内容

课堂练习

使用教具

无

课外作业

补充1题

课后体会

本节指令较多,但都比较有规律,其中循环移位指令要麻烦一点,而且用途也很广泛.

授课主要内容或板书设计

§2.4算术运算类指令

1加法指令

不带Cy加法指令（4条）：

这四条指令的功能是把A中的数与源操作数所指出的内容相加，其结果仍存在A中。

带Cy加法指令（4条）

⒉减法指令（4条）

注意：

①ADD与ADDC的区别为是否加进位位CY。

②指令执行结果均在累加器A中。

③以上指令结果均影响程序状态字寄存器PSW的CY、OV、AC和P标志。

④减法指令中没有不带借位的减法指令，所以在需要时，必须先将CY清0

2加1减1指令

1加1指令（5条）

2减1指令（4条）

3BCD码调整指令

4乘除法指令

1乘法指令（1条）

2除法指令（1条）

§2.5逻辑运算及移位指令

1逻辑“与”运算指令（6条）

注意：

①以上指令结果通常影响程序状态字寄存器PSW的P标志。

②逻辑与指令通常用于将一个字节中的指定位清0，其它位不变。

2逻辑“或”运算指令（6条）

注意：

①以上指令结果通常影响程序状态字寄存器PSW的P标志。

1逻辑或指令通常用于将一个字节中的指定位置1，其余位不变。

3.逻辑“异或”运算指令（6条）

注意：

①以上指令结果通常影响程序状态字寄存器PSW的P标志。

② “异或”原则是相同为0，不同为1。

4.清零和取反指令

①CLRA;0→A

②CPLA;A→A

5.循环移位指令（4条）

说明：

教师备课笔记由学校自订式样并附后

江苏城市职业学院宜兴办学点

《单片微型计算机原理及应用》教案

教师姓名

龚雪

授课班级

城职07机电

城职07数控

授课形式

面授

授课日期

2009年10月13日第7周

授课时数

2

授课章节

名称

§2.6控制转移类指令

教学目的

掌握控制转移类指令

教学重点

无条件转移指令,条件转移指令

教学难点

DJNZ、CJNE指令

更新、补充

删节内容

课堂练习

使用教具

无

课外作业

P75：

2-20

课后体会

DJNZ、CJNE指令是转移指令中最常用的，但这两个指令也是最难理解的。

授课主要内容或板书设计

§2.6控制转移类指令

1.无条件转移指令

1长转移指令（64KB范围内转移指令）

长转移指令,三字节指令,提供16位目标地址addr16。

LJMP指令执行后，程序无条件地转向16位目标地址（addr16）处执行。

addr16是一个16位二进制地址（0000H—FFFFH）,因此长转移指令是一条可以在64KB范围内转移的指令。

2短转移指令

双字节指令,提供11位目标地址addr11，又称绝对转移指令。

该指令执行后，目的地址是由AJMP指令所在位置的地址PC值加上字节数2，构成当前PC值。

取当前PC值的高5位与指令中提供的11位直接地址形成转移的目的地址

PC15—PC11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

PC高5位addr11

由于11位地址的范围是2KB，高5位是由PC当前值，所以程序可转移的位置只能是和PC当前值在同一2KB范围内。

本指令转移可以向前也可以向后。

3相对转移指令

双字节指令,指令的操作数是相对地址rel。

rel用8位带符号数补码表示，取值范围为-128~+127。

目标转移地址=源地址+2+rel

4变址寻址转移指令

单片机