单片机技术教案(综合版)

合集下载

相关主题

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第一讲

一、授课内容：

1．授课科目：单片机技术

2．授课内容：1.1什么是单片机 1.2单片机的发展 1.3 MCS-51和80C51系列简介 1.4单片机的应用领域和应用模式

3．授课类型：讲授

4．授课时间：2学时

5．主讲教师：刘珊

二、教学目的：了解单片机的发展,应用领域和应用模式，掌握单片机的特点

三、教材分析：

重点/难点：单片机的特点

四、教学设想：

1.借助多媒体教学,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识

的讲解.

2.借助EWB软件做演示实验,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.

五、教学过程：（板书）

一、什么是单片机

单片机是将CPU,RAM,ROM,定时器/计数器以及I/O接口电路等计算机的主要部件集成在一块电路芯片上。

SCM:单片微型计算机

MCU：微控制器

SOC: 片上系统

二、单片微型计算机发展概况

单片机出现的历史并不长, 但发展十分迅猛。它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步, 自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器（4004）以来, 它的发展到目前为止大致可分为5个阶段:

第1阶段（1971～1976）: 单片机发展的初级阶段。1971年11月Intel公司首先设计出集成度为2 000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004, 并配有RAM、ROM和移位寄存器, 构成了第一台MCS—4微处理器, 而后又推出了8位微处理器Intel 8008, 以及其它各公司相继推出的8位微处理器。

第2阶段（1976～1980）: 低性能单片机阶段。以1976年Intel公司推出的MCS—48系列为代表, 采用将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM 等集成于一块半导体芯片上的单片结构, 虽然其寻址范围有限（不大于4 KB）, 也没有串行I/O, RAM、ROM容量小, 中断系统也较简单, 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。

第3阶段（1980～1983）: 高性能单片机阶段。这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口, 有多级中断处理系统, 多个16位定时器/计数器。片内RAM、ROM的容量加大,且寻址范围可达64 KB, 个别片内还带有A/D转换接口。

第4阶段（1983～80年代末）: 16位单片机阶段。1983年Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS—96系列, 由于其采用了最新的制造工艺, 使芯片集成度高达12万只晶体管/片。

第5阶段（90年代）: 单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。

三、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。

四、单片机系列简介

目前世界上单片机生产厂商很多, 如: Intel、Motorola、Philips、Siemens、NEC、ADM、Zilog等公司, 其主流产品有几十个系列, 几百个品种。尽管其各具特色, 名称各异, 但作为集CPU、RAM、ROM（或EPROM）、I/O接口、定时器/计数器、中断系统为一体的单片机, 其原理大同小异。现以Intel公司的系列产品为例, 说明各系列之间的区别。

Intel公司从其生产单片机开始, 发展到现在, 大体上可分为3大系列: MCS —48系列、MCS—51系列、MCS—96系列。该3大系列的性能简介见表1。

表1 Intel单片机系列性能简介

4、MCS—51单片机系列

MCS—51系列单片机虽已有10多种产品, 但可分为两大系列: MCS—51子系列与MCS —52子系列。MCS—51子系列中主要有8031、8051、8751 三种类型。而MCS—

52子系列也有3种类型8032、8052、8752。

在某些性能上略有差异。由此可见, 在本子系列内各类芯片的主要区别在于片内有无ROM 或EPROM; MCS—51与MCS—52子系列间所不同的是片内程序存储器ROM从4 KB增至8 KB; 片内数据存储器由128个字节增至256个字节;定时器/计数器增加了一个; 中断源增加了1～2个。另外, 对于制造工艺为CHMOS的单片机, 由于采用CMOS技术制造, 因此具有低功耗的

特点, 如8051功耗约为630 mW, 而80C51的功耗只有120 mW。

五、单片机的应用

由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、

功耗低, 控制功能强及运算速度快等特点, 因而在国民

经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广

泛的应用。

（1）家用电器领域

目前国内各种家用电器已普遍采用单片机控制取代传统的控制电路，而做成单片机控制系统。

例如洗衣机、电冰箱、空调机、微波炉、电饭煲、电视机、录像机及其它视频音像设备的控制器。

⑵办公自动化领域

现代办公室中所使用的大量通信、信息产品多数都采用了单片机，如通用计算机系统中的键盘译码、磁盘驱动、打印机、绘图仪、复印机、电话、传真机、考勤机等。

(3) 智能仪表。

用单片机改造原有的测量、控制仪表, 促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展。

(4) 机电一体化产品。

单片机与传统的机械产品相结合, 使传统机械产品结构简化, 控制智能化。(5) 商业营销领域

由于在商业营销系统已广泛使用的电子称、收款机、条形码阅读器、仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保鲜系统等中，目前已纷纷采用单片机构成专用系统，主要由于这种系统有明显的抗病菌侵害、抗电磁干扰等高可靠性能的保证。

(6)汽车电子与航空航天电子系统

通常在这些电子系统中的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驭系统、通信系统以及运行监视器（黑匣子）等都要构成冗余的网络系统。

第二讲