单片机应用与实践教程教案Word格式文档下载.doc
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1.教学目标
1.认识单片机的常见芯片,了解引脚功能
2.初步掌握单片机最小系统的组成
3.初步具有检测元件和焊接单片机最小系统电路的能力,能够构建简单的单片机应用系统
2.提出项目要求
组装一个AT89C51单片机的最小系统,让发光二极管闪烁。
3.围绕项目进行知识点的学习
1.初识AT89C51单片机,认识引脚
2.AT89C51单片机的振荡电路、复位电路
3.任务实施
学生完成,教师辅导
第2-3课次
项目1任务二:
LED显示器的设计
7
1.了解寻址方式,掌握MOV指令、移位指令功能
2.掌握并行输出口驱动LED的外围电路原理
3.了解循环程序设计结构
1.寻址方式,掌握相关指令功能。
2.循环程序设计结构
1.12,1.13
1.提出项目要求
用AT89C51单片机控制8个发光二极管循环点亮。
2.围绕项目进行知识点的学习
1.AT89C51的寻址方式与存储器结构
4.MOV指令,移位指令等
第4-5课次
项目1任务三:
按钮开关的使用
1.掌握位操作指令以及转移指令JB/JNB的用法
2.掌握并行口开关输入原理
3.进一步掌握循环程序设计结构,了解分支程序设计结构
2.进一步掌握循环程序设计结构,了解分支程序设计结构
1.24,1.48
组装一个AT89C51单片机系统,用按钮控制发光二极管亮灭
1.单片机按键开关的硬件电路设计
3.掌握按键信号采集的软件设计程序
4.掌握位操作指令以及转移指令JB/JNB的用法
5.进一步掌握循环程序设计结构,了解分支程序设计结构
第6-7课次
项目1任务四:
数码管显示器的设计
1.掌握MOVC指令的用法
2.掌握数码管静态显示和动态显示的原理
3.熟练掌握循环、分支程序设计结构,了解子程序的概念
1.32,1.33,1.40,1.41
利用实训平台的单片机系统,包括1个数码管和两个按钮,实现手动累加功能并显示。
第8课次
项目1任务一单片机最小系统
3
1.掌握PROTEUS仿真软件的使用
2.学会设计简单程序完成单片机控制
1.c语言的数据类型、基本结构语句
借助于仿真软件PROTEUS、KEIL;
充分利用实验板、单片机学习板;
实验报告
任务一:
搭建单片机最小系统
知识:
proteus软件的应用
任务二:
模拟汽车转向灯控制系统设计
知识1:
C51的数据类型
表1.4
知识2:
C51中的运算符与表达式
(1)赋值运算符与赋值表达式;
(2)关系运算符与关系表达式;
(3)逻辑运算符与逻辑表达式;
知识3:
C51的顺序结构与基本语句
(1)赋值语句
(2)函数调用语句
(3)复合语句
(4)空语句
知识4:
C51的分支结构与分支语句
(1)if语句
(2)if-else语句
(3)if-else-if语句
(4)switch语句
实训内容:
LED流水灯电路的PROTEUS绘制
第9课次
项目1任务二简易信号指示灯设计
1.初步应用C51编写程序
2.掌握电路与程序相结合的仿真
3.初步熟悉C51的软件、硬件调试过程
1.C51编写程序
2.PROTEUS电路绘制
2.PROTEUS电路绘制
简易信号指示灯设计
参考的主程序如下:
voidmain()
{
bitleft,right;
while
(1);
{
P2_0=1;
left=P2_0;
right=P2_1;
if(left==0&
&
right==0)
{led_left=0;
led_right=0;
}
elseif(left==0&
right==1)
{led_left=1;
elseif(left==1&
{led_left=0;
led_right=1;
else
}
}
任务扩展
STC单片机串口下载电路及流程
项目小结
第10-11课次
项目2任务一流水灯系统设计
1.掌握C51程序的循环结构
2.了解C51变量与单片机存储结构
3.熟练实践简易流水灯的程序设计
1.C51程序循环结构
流水灯系统设计
知识1:
C51变量与单片机的存储结构
数据类型[存储区域]变量名称
知识2:
C51中的循环结构与循环语句
(1)while语句:
while(表达式)循环体
(2)do-while语句:
do循环体while(表达式)
(3)for语句:
for(表达式1;
表达式2;
表达式3;
)循环体
(4)几种循环语句的比较、循环的嵌套
知识3:
C51的辅助控制语句
(1)break语句
(2)continue语句
C51中的函数
函数定义的格式:
(1)ANSIC标准所定义的形式:
类型标识符名函数名(数据类型名形式参数1,数据类型名形式参数2……)
(2)类型标识符名函数名(形式参数1,形式参数2)
数据类型名形式参数1;
数据类型名形式参数2
第12课次
项目2任务二数码管显示器设计
1.掌握C51数组的使用
2.熟练应用单片机控制数码管的静态、动态显示
1.C51数组
1.C51控制数码管的显示
知识1:
C51一维数组的定义
数组元素的数据类型数组名[数组元素的数量]={数组元素的初值}
数码管显示方式
(1)静态显示方式
(2)动态显示方式
程序设计讲解
实践环节:
模拟城市交通灯
任务要求:
组装一个模拟城市交通灯系统,由单片机外接12个发光二极管,分别代表东南西北四个路口的红、绿、黄信号灯,红灯亮9s,黄灯亮2s,绿灯亮7s,黄灯亮期间,黄灯闪烁5次。
同时外接1为数码管,用于倒计时。
第13课次
项目2任务三点阵显示器的设计
1掌握点阵与单片机的连接
2巩固C51数组的使用
1.点阵显示器与单片机的连接
2.点阵显示器的程序编写
2.点阵显示器的程序编写
任务三点阵显示器的设计
点阵的结构与工作原理(8*8)
8*8点阵组成64个LED阵列,每个LED位于行列线交位置上,当对应的某一列置低电平,某一行置高电平,则对应的二极管点亮。
知识2:
点阵显示方式
静态显示数字的点阵屏设计
组装一个点阵显示器,由单片机外接一个8*8点阵,轮流显示“0-9”的字符。
第14-15课次
项目2任务四液晶显示器的设计
1掌握液晶1602的使用
1.液晶1602与单片机的硬件接口
2.液晶1602的指令系统
任务四液晶显示器的设计
液晶显示器及其接口
LCD1602的内部结构
(1)I/O缓冲器
(2)指令寄存器(3)数据寄存器DR(4)忙碌标志位BF
(5)地址计数器AC(6)字符发生器CGRAM(7)字符发生器CGROM
(8)数据显示存储器DDRAM(9)光标及闪烁控制
知识3LCD1602的指令系统
LCD1602显示两行字符串
组装一个显示系统,由单片机液晶显示器LCD1602,显示字符串“Hello”。
第16课次
项目2任务五4x4键盘系统的设计
1掌握独立按键和矩阵键盘的使用
矩阵键盘的程序编写
任务五非编码键盘系统的设计
独立按键、
按键的抖动与消抖
独立按键的识别与处理
矩阵键盘的识别与处理
(1)行扫描法
(2)线反转法
4*4矩阵键盘电路设计
要求:
组装一个单片机最小系统,外接4*4矩阵按键(分别代表0-F),1外数码管显示器,实现实时显示当前按下的按键值。
第17-18课次
项目3任务一报警发生器设计
1巩固定时器的使用
2用单片机控制蜂鸣器发音
定时器程序编写
报警声发生器设计
回顾定时器/计数器的结构、工作方式等
任务内容:
组装一个报警声发生系统,由单片机外接蜂蜜器控制发声,上电后发出“滴…嘟…滴…嘟”高低音交错的报警声。
第19-20课次
项目3任务二秒表设计
1巩固定时中断的使用
2巩固中断方式处理定时/计数溢出的情况
3掌握断点调试计数
4巩固数码管和按键的使用方法
C51编写定时中断程序
简易秒表设计
回顾51单片机中断系统的结构、工作原理、工作方式
任务内容:
本任务设计的简易秒表,要求两位显示,并利用按键控制启停。
程序的编写
Keil调试
第21-22课次
项目4任务一串行口通信状态测试
1掌握串口通信的编程
2掌握串口寄存器的配置方法
3串口波特率的计算过程
掌握串口寄存器的配置方法
串口波特率的计算过程
掌握串口通信的编程
串口通信状态测试
知识1串行通信基础知识;
知识2AT89C51的串行接口
知识3串行通信的工作方式
组装一个用于串口通信状态测试的串口自收发系统,由单片机外接一个数据管和一个按键,要求按下后,发送一个数据,采用偶校验方式,自接收后进和校验验证,接收正确则显示该数据,不正确显示F。
根据串口的结构与工作原理,连接电路。
软件设计编程
第23-24课次
项目4任务二双机通讯系统设计
1掌握双机通信的应用;
2掌握双机通信的步骤过程
3双机通信过程中SM2位的作用
掌握双机通信的步骤过程
双机通信系统设计
知识1双机通信系统;
知识2双机通信过程中SM2位的作用
知识3通信寄存器的配置
组装一个流水灯系统,由主机和从机构成,主机发送流水花色信号,从机接收并按照信号控制外接的流水灯显示。
双机通信的线路连接结构与工作原理,连接电路。
软件设计
第25课次
项目5任务一并行存储器的扩展设计
1、掌握存储器的扩展
2、掌握C51指针
3、掌握存储器的访问
掌握存储器的访问
并行存储器的扩展设计
知识1三总线接口及其扩展性能;
数据总线,地址总线,控制总线
知识2EPROM程序存储器概述
知识3单片EPROM程序存储器的扩充
知识4并行RAM的扩展
在单片机最小系统基础上,利用P2与P0口实现数据总线与地址总线利用74LS373作为地址锁存器。
根据工作原理,连接电路。
第26课次
项目5任务二串行EEPROM存储器扩展
1巩固单片机扩展存储器的方法
2巩固存储器的地址总线,数据总线,控制总线使用
3掌握串行EEPROM的使用
1巩固存储器的地址总线,数据总线,控制总线使用
2掌握串行EEPROM的使用
掌握串行EEPROM的使用
任务三:
电存储显示器设计
知识1AT24C系列芯片;
掌握各个引脚的功能,与单片要的连接方法
知识2IIC总线协议规范
重点掌握时序图
知识3IIC总线的应用
设计一个简易来电存储显示器,要求掉电后数据不丢失,能将来电号码存入AT2404A,并能够读取并显示。
完成程序代码的编写与调试。
根据DS1302的结构与工作原理,连接电路。
第27-28课次
项目6任务一数字电源表设计
1掌握模数转换的基本原理
2掌握AD芯片的使用方法
3掌握程序的编写
1掌握AD芯片的使用方法
2掌握程序的编写
数字电源表设计
知识1AD转换器;
了解各种AD转换器的工作原理,模拟转换的位数与对应关系计算
知识2ADC0809与单片机的接口
ADC0809各引脚的功能与作用
设计一个数字电压表,利用ADC0809做AD转换,负责电信采集,测量结果用4位数码管显示。
根据ADC0809的结构与工作原理,连接电路。
第29-30课次
项目6任务二数字温度计设计
1巩固ADC0809的使用方法
2掌握单总线协议与其通信方法
3掌握DS18B20温度传感器的应用
1掌握单总线协议与其通信方法
2掌握DS18B20温度传感器的应用
数字温度计设计
知识1常见的温度传感器;
分类:
热电阻,热敏电阻,热电偶,集成传感器
知识2单总线协议规范与应用方法
DS18B20的接口电路,单总线协议通信命令
知识3DS18B20的数据格式
利用单片机AT89C51作为控制器,利用数字温度传感器DS18B20作为温度采集器,设计一个数字温度计,可以实时采集环境温度。
第31-32课次
项目6任务三波形发生器设计
1掌握DA的工作原理
2了解信号发生器的类型
3掌握DA芯片0832的使用
2掌握DA芯片0832的使用
波形发生器的设计
知识1常见DA转换器;
DA转换器的种类,转换过程
知识2DAC0832的双缓冲结构
DAC0832内部结构与工作过程
知识3DAC0832与单片机的接口
利用单片机AT89C51作为主控制器,DAC0832作为DA转换芯片,设计一个锯齿波发生器,输出一个0-5V的递增锯齿波发生电路。
第33-34课次
项目6任务四直流电机风扇设计
6
1掌握直流电机的控制方法
2电流电机驱动电路的工作原理
3单片机控制直流电路
单片机控制直流电路
任务四:
直流电机风扇设计
知识1直流电机驱动电路;
知识2单片机模拟输出PWM信号
单片机产生PWM信号的方法,PWM对电机进行调速的原理
利用单片机输出PWM信号驱动直流电机进行转动,电机的驱动电路采用H桥进行驱动,当对单片机的PWM信号进行调整时,可以改变直流电机的转速。
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