单片机原理与应用实验课程讲义
单片机原理及应用电子教案课件
单片机原理及应用电子教案课件第一章：单片机概述1.1 单片机的定义和发展历程1.2 单片机的特点和应用领域1.3 单片机的分类和主要性能指标1.4 单片机的发展趋势和前景第二章：单片机的基本组成原理2.1 单片机的硬件组成2.2 单片机的软件组成2.3 单片机的工作原理2.4 单片机的时序和工作状态第三章：单片机的指令系统3.1 单片机的指令格式和分类3.2 单片机的寻址方式3.3 单片机的常用指令及其功能3.4 单片机的特殊指令及其功能第四章：单片机的编程技术和应用4.1 单片机的编程语言和工具4.2 单片机的编程步骤和技巧4.3 单片机的程序调试和优化4.4 单片机的应用领域及实例第五章：单片机的接口技术和扩展应用5.1 单片机接口技术的基本概念5.2 单片机的并行接口和串行接口5.3 单片机的外设接口及驱动电路5.4 单片机的扩展应用及实例第六章：单片机的中断系统6.1 中断系统的概念和分类6.2 单片机中断系统的工作原理6.3 单片机中断系统的编程和应用6.4 外部中断源的识别和应用实例第七章：单片机的定时器和计数器7.1 定时器和计数器的基本概念7.2 单片机定时器和计数器的工作原理7.3 单片机定时器和计数器的编程和应用7.4 定时器和计数器应用实例第八章：单片机的串行通信接口8.1 串行通信的基本概念和标准8.2 单片机串行通信接口的工作原理8.3 单片机串行通信的编程和应用8.4 串行通信接口应用实例第九章：单片机的人机交互接口9.1 人机交互接口的基本概念9.2 单片机与显示器接口的编程和应用9.3 单片机与键盘接口的编程和应用9.4 单片机与鼠标和触摸屏接口的编程和应用第十章：单片机的开发工具和环境10.1 单片机开发工具的分类和功能10.2 单片机编程软件的使用和操作10.3 单片机仿真器和调试器的工作原理和使用方法10.4 单片机开发环境和项目的创建与管理第十一章：单片机在工业控制中的应用11.1 工业控制中的单片机概述11.2 单片机在工业现场的作用与地位11.3 工业控制中单片机的典型应用案例11.4 工业控制中单片机的选型与设计要点第十二章：单片机在嵌入式系统中的应用12.1 嵌入式系统的基本概念12.2 单片机在嵌入式系统中的应用12.3 嵌入式系统设计的基本原则与步骤12.4 嵌入式系统应用实例分析第十三章：单片机在物联网中的应用13.1 物联网的基本概念与发展趋势13.2 单片机在物联网中的作用与地位13.3 物联网中单片机的应用案例分析13.4 物联网中单片机的选型与设计要点第十四章：单片机在消费电子中的应用14.1 消费电子中的单片机概述14.2 单片机在常见消费电子产品中的应用14.3 消费电子中单片机的选型与设计要点14.4 消费电子中单片机的最新发展趋势第十五章：单片机实验与实践15.1 单片机实验的重要性与目的15.2 单片机实验设备与材料15.3 单片机实验项目与步骤15.4 单片机实验结果分析与总结重点和难点解析本教案主要介绍了单片机原理及应用，内容涵盖了单片机的基本概念、硬件组成、指令系统、编程技术、接口技术、中断系统、定时器和计数器、串行通信接口、人机交互接口、开发工具和环境、工业控制应用、嵌入式系统应用、物联网应用、消费电子应用以及实验与实践等方面。
《单片机原理与应用课件》
总结与展望
单片机是现代电子科技的重要组成部分。通过了解单片机的原理和应用，我 们可以深入了解技术的发展，并探索更多创新的可能性。
2 汇编语言
汇编语言直接操作单片机 的指令和寄存器Fra bibliotek更接近 硬件。
3 其他语言
除了C语言和汇编语言， 还有一些高级语言可以用 于单片机编程，如Python。
开发工具的选择
功能
选择功能强大且易于使用的 开发工具，便于代码编写、 调试和仿真。
兼容性
确保开发工具与所选单片机 芯片兼容，以便顺利进行开 发和烧录。
开发环境
开发板
使用开发板进行单片机的实 验和测试，支持输入输出、 调试和编程。
软件
使用单片机开发环境软件编 写和调试代码，如Keil、 Arduino IDE等。
编程器
使用编程器将编写好的代码 烧录到单片机芯片中，使其 能够正常工作。
单片机的编程语言
1 C语言
C语言是单片机编程的主 要语言，简单易学且效果 高。
社区支持
选择广泛使用且有活跃社区 支持的开发工具，能够获得 更多帮助和资源。
示例应用
控制系统
单片机可用于控制家居自动化 系统、机器人和工业自动化设 备。
传感器应用
单片机与各种传感器搭配使用， 实现温度、湿度、光照等的监 测和控制。
通信系统应用
单片机可以连接到无线模块、 以太网等通信设备，实现数据 传输和系统联网。
基本概念
1 时钟频率
单片机工作的速度由时钟频 率决定，一般以赫兹（Hz） 表示。
2 存储器
单片机包含不同类型的存储 器，如闪存、RAM和EEPROM， 用于存储指令和数据。
3 输入输出
单片机与外部设备进行通信，并通过输入输出端口接收和发送信号。
《单片机原理及应用》讲义课件 (一)
《单片机原理及应用》讲义课件 (一)《单片机原理及应用》讲义课件，是一份涵盖多个方面的教学资料。
以下是对该讲义课件的概述及评价：一、概述1. 课程简介：该讲义课件旨在通过对单片机原理及应用的学习，使学生能够掌握单片机的基本结构及应用，以及能够实现基本的单片机编程。
2. 课程内容：该讲义课件主要分为三个方面的内容。
第一部分介绍了单片机的基本原理及应用；第二部分阐述了单片机的编程方法及应用场景；第三部分则是通过实际例子来进行单片机控制系统的设计及调试。
3. 课程目标：通过该讲义课件的学习，学生应该能够掌握单片机的基本结构及应用，掌握单片机编程的方法及应用场景，了解单片机控制系统的设计及调试流程，具备一定的单片机开发能力。
二、评价1. 优点：（1）结构清晰：该讲义课件将内容分得十分清晰，不仅有全面的理论基础，还有实践案例及教学试验，以及必要的实验及编程指导，既考虑到了理论与实践的结合，又使得学生能够逐渐建立自己的单片机应用体系。
（2）难度适中：该讲义课件难度适中，既不会太过简单，又不会让学生无从下手。
对于初学者而言，该讲义课件能够起到很好的指导作用。
（3）实用性强：该讲义课件重点强调单片机的应用场景和实践案例，使得学生能够更好地了解单片机的实际应用价值。
同时，还提供了相关的实验指导，使得学生能够通过实践掌握单片机的相关技能。
2. 不足：（1）缺少创新性：该讲义课件虽然结构清晰、难度适中，但很多内容较为基础，相对缺乏独有的新思路和新颖的实践案例，难以激发学生的学习兴趣。
（2）缺少足够的案例：该讲义课件虽然涵盖多个方面，但相对来说案例过于单一，对于学习者而言，可能会产生一定的疏漏或误解。
三、总结《单片机原理及应用》讲义课件，既具有清晰的结构、适度的难度，又重点突出了单片机的应用场景以及实践和编程指导，具有实用性强等优点。
但同时，其缺乏足够的创新性和案例，对于学习者而言难以激发更深层次的思考与学习热情。
因此，在今后的教学实践中，需要更多地思考创新性和多样性的教学策略，注重案例选取和实践指导，以便让学生真正掌握单片机相关知识和技能，为未来就业中的实际操作提供实际的帮助。
单片机原理与应用实验讲义
单片机原理与应用实验讲义第一部分 DVCC—52JH+单片机仿真系统仿真器是一种计算机（单片机）应用系统的开发工具，也称为开发机，用户设计的系统（硬件和软件），在仿真器的控制下进行逐步调试以期达到设计要求。
仿真系统提供编辑、汇编、反汇编、监控命令和高级语言编辑等工具帮助用户设计、调试和修改用户系统的硬件和软件。
因此，熟悉仿真系统的使用与掌握微机或单片机原理具有同等重要性。
DVCC—52JH+单片机仿真系统主要用于MCS—51系列单片机的仿真开发。
由于随机器附带的操作手册内容繁琐，特别是接口地址分配的不透明，给用户使用带来不便，为了使初学者能在较短时间内高效率地掌握开发系统主要功能及基本使用方法，第一部分有针对性地介绍DVC—52JH+的操作使用，这是完成第二部分实验必须先修的内容。
第一节键盘监控命令简介一、键盘布局每个键中央标注的文字是单片机仿真系统的控制命令表示，大部分键有两个功能或作用，如77R 键表示寄存器R7或数字7。
整个键盘分为两大部分，左边的16个键是数字0~F 键或寄存器代码键；右边的16个键是功能键，功能键通常与数字键互相配合进行程序调试。
二、数据的显示单片机仿真系统采用LED （发光二极管）七段显示器作数据显示，共有6个LED ，如图1所示，其中“·”用来显示小数点。
左边的4个LED 一般用于显示程序存储器和数字存储器的地址，右边的2个LED 用来显示对应地址单位的内容。
图1：LED 显示器1、程序存储器和片外数据存储器用4位十六进数表示地址，占满了左边4个LED 。
例如，输入102F ，左边4个LED 显示该数102F ，若再按MEM 键（表示程序存储器），右边2个LED 则显示程序存储器102FH 单元的内容；若输入102F 后再按ODRW （表示片外数据存储器），左边2个LED 显示片外数存102FH 单元的内容。
2、片内数据存储器 有两种显示方式。
（1）R0~R7、DPL 、DPH 、A 、B 、PSW 、PCH 、PCL 和SP 这16个寄存器键盘上已有，只需按该键一次，左边4个LED 显示一位对应的代码，右边2个LED 就能显示相应单元的内容。
2024版单片机原理及应用说课ppt课件
交通信号灯控制系统设计
设计目标
实现十字路口交通信号灯的控制， 确保交通流畅和安全。
设计思路
采用单片机作为核心控制器，通 过编程控制LED灯的亮灭和闪烁， 模拟交通信号灯的工作过程。
Байду номын сангаас
硬件组成
单片机、LED灯、电阻、电容、 晶振等。
软件设计
编写程序实现交通信号灯的控制 逻辑，包括不同方向信号灯的亮
灭顺序和时间控制等。
02
提供丰富的电子课件、案例分析和 在线资源，方便学生自主学习和拓 展知识
02 单片机基本原理
单片机概述及发展历程
单片机定义
主要特点
单片机是一种将微处理器、存储器、 I/O接口等集成在一个芯片上的微型计 算机。
体积小、功耗低、性价比高、可靠性 高、易于扩展等。
发展历程
从早期的4位、8位单片机，到16位、 32位，再到当前的64位单片机，单片 机的性能不断提升，应用领域也不断 扩展。
讲解了单片机的中断系统、定时/计数器的原 理和应用，使学生掌握了单片机的高级功能。
介绍了单片机与各种外设的接口技术，包括 并行I/O接口、串行通信接口等，拓宽了学生 的知识面。
对未来发展趋势的展望
物联网与智能家居
随着物联网技术的不断发展，单片机作为智能家居的核心控 制单元，将在家庭自动化、智能安防等领域发挥越来越重要 的作用。
触发中断、外部事件触发中断等。
04 单片机接口技术
键盘、显示接口设计
键盘接口设计 按键识别与去抖动技术
按键编码与键值处理
键盘、显示接口设计
中断或轮询方式实现键盘输入 显示接口设计
LED数码管显示原理及驱动方式
键盘、显示接口设计
《单片机原理与应用》ppt课件
条件转移指令
子程序调用与返回
根据某个条件判断的结果来决定 程序是否转移到指定的地址执行， 如JZ（零转移）、JNZ（非零转 移）等。
子程序是一段可以独立执行的程 序段，通过调用指令CALL实现子 程序的调用和返回。在调用子程 序时，需要将返回地址压入堆栈； 在子程序返回时，再从堆栈中弹 出返回地址并执行返回操作。
人机交互设备（键盘、显示器等）接口设计
键盘接口设计
通过扫描键盘矩阵或接收键盘中断的方式，读取按键信息并转 换为相应的数据或命令。
显示器接口设计
根据显示器的类型和通信协议，设计相应的接口电路和驱动程 序，实现单片机对显示器的控制和数据传输。
应用实例分析：智能家居控制系统设计
系统概述
介绍智能家居控制系统的功能、 组成和工作原理，包括中央控制 器、传感器、执行器等部分。
AVR系列
ARM系列
采用先进的RISC结构，具有高速度、低功耗、 丰富的外设接口等特点，适用于物联网等领 域。
采用高性能的32位RISC结构，具有强大的处 理能力和丰富的外设接口，适用于高端嵌入 式系统等领域。
02
单片机基本原理
微处理器结构与工作原理
微处理器内核结构 包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、控制单元等。
04
C语言程序设计在单片机 中的应用
C语言与汇编语言比较
高级语言与低级语言
C语言属于高级语言，具有易于理解、编写和维护的特点；而汇编 语言是低级语言，更接近硬件，但编写复杂且可读性较差。
可移植性
C语言具有良好的可移植性，可以在不同平台上运行；而汇编语言 与特定硬件平台紧密相关，可移植性差。
执行效率
创建工程文件
在编译器中创建新的工程文件，并添 加源代码文件、头文件等。
单片机原理与应用实验讲义
《单片机原理与应用》实验讲义实验要求及注意事项一．预习实验内容1. 明确本次实验目的及任务，了解和掌握实验所需的理论知识。
2. 通过课上老师讲解，掌握编程方法及相关技巧。
3. 对每次实验，选择一个题目自己试着独立设计编写整个程序。
二．实验过程1. 在实验箱上实验时，连接实验导线一定要关闭实验箱电源，连接好后，在检查一遍是否有误，连接正确后，再依次打开实验箱电源开关及实验底板上电源开关，进行实验。
严禁带电操作。
2. 实验箱底板上的所有芯片出厂时经过严格测试和老化，实验时切忌插拔。
3. 带上理论课教材、实验指导书及准备的实验程序。
4. 调试实验程序，记录实验结果。
5. 实验结束后，关闭实验底板上的电源开关及实验箱电源开关，确认关闭后，整理好自己的实验导线，摆放老师交代的地方。
三．编写实验报告1. 实验题目。
2. 分析设计思想，绘制实验原理图、流程图。
3. 程序清单及相关注释。
4. 分析实验结果。
5. 说明在实验过程中遇到了哪些问题，是如何处理的。
6. 收获体会，不足之处和今后应注意的问题等。
实验目录实验一、单片机P1口实验（02 广告流水灯控制实验）实验二、外部中断实验（12单一外部中断实验）实验三、单片机定时/计数器实验（14 定时器实验）实验四、单片机与与矩阵键盘接口（32 PS/2 键盘实验）实验五、单片机与A/D转换器实验（31 模/数转换器(ADC0809)实验）实验六、单片机串行口实验（16 串行通信RS232 实验）实验一、单片机P1口实验（02 广告流水灯控制实验）一．实验目的1．以P1 口为例，学会使用51 系列单片机I/O 口的基本输出功能；2．学习循环指令的用法和软件延时的编程方法；3. 掌握RR.RL 指令的用法；二．实验内容编写程序，利用单LED 灯有条件的左右扫描，八个LED 发光二极管L0－L7 分别接在单片机的P1.0－P1.7 接口上，输出“0”时，发光二极管点亮，输出”1”时，发光二极管灭，先由右至左P1.0→P1.1→P1.2→P1.3→┅→P1.7 ，再由左往右P1.7→P1.6→┅→P1.0 亮，重复循环下去。
一门完整的单片机原理及应用课程上课课件
单片机结构框图
体积小、重量 轻、功耗低、 功能强、性价
比高。
特点
1.
2.
5.
电路板小；接插
件少易产品化：
研制周期短
3.
▪使用方便：
硬件设计简单；
提供开发工具
4.
资料
▪可靠性高： BUS大多在 内部；易采 取电磁屏蔽
▪功能强：实 时响应速度； I/O直接操作
单片机的特点
实时控制功能特别强，其CPU可以对I/O端口直接 进行操作，位操作能力更是其它计算机无法比拟的。 另外，由于CPU、存储器及I/O接口集成在同一芯片 内，各部件间的连接紧凑，数据在传送时受干扰的 影响较小，且不易受环境条件的影响，所以单片机 的可靠性非常高。
单片机原理及应用
机械与动力工程学院
概述
单片机的概念 单片机的应用特点 单片机的发展及系列产品 相关基础知识
单片机的概念
1.
电子计算机是科技发展的产物
2.
计算机的飞速发展归功于半导体集 成技术的发展
3.
计算机的发展趋势 微型化
网络化
微型计算机
❖ 微型机具有功能强，结构紧凑、系统可靠性高的特征， 它由一片集成电路为主组成的中央处理器（CPU）、 存储器、通用或专用I/O接口电路等组成的。
特点是：片内面向测控系统外围电路增强， 使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控 系统及设备。
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
单片机产品近况
◆ 80C51系列单片机产品繁多，主流地位已 经形成，近年来推出的与80C51兼容的主要产 品有：
﹡ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列； ﹡Philips公司的80C51、80C552系列； ﹡华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列； ﹡ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列； ﹡LG公司的GMS90/97低压高速系列； ﹡Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列； ﹡Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机。
单片机原理与应用教学课件(完整版)-2024鲜版
定时器/计数器的编程方法包括初始化设置、工作模式选择 、计数初值设置和启动/停止控制等步骤。在初始化设置中 ，需要设置定时器/计数器的工作模式、计数初值和中断允 许位等参数；在工作模式选择中，可选择定时器或计数器 模式，并设置相应的计数方式和计数范围；在启动/停止控 制中，可通过控制定时器/计数器的启动位来启动或停止计 数操作。
2024/3/27
时钟电路
提供单片机运行所需的基本时钟信号，通常由外部晶振和内 部振荡器构成。
复位电路
在单片机上电或复位信号作用下，使单片机恢复到初始状态 ，保证系统可靠启动。
13
03
指令系统与汇编语言程序设计C Nhomakorabeaapter
2024/3/27
14
指令格式及寻址方式
指令格式
通常由操作码和操作数组成，操作码指明操作性质 ，如数据传送、算术运算、逻辑运算等；操作数指 定参与操作的数据及数据所在地址。
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RS-232C与TTL电平转换电路设计： 由于RS-232C采用负逻辑电平，而 TTL电路采用正逻辑电平，因此在进 行数据传输时需要进行电平转换。常 用的转换芯片有MAX232、 MAX3232等，这些芯片内部集成了 电荷泵和电压转换电路，可将TTL电 平转换为RS-232C电平或将RS-232C 电平转换为TTL电平。
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3
01
单片机概述与基础知识
Chapter
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4
单片机定义及发展历程
2024/3/27
单片机定义
单片机是一种将微处理器、存储 器、I/O接口等集成在一个芯片上 的微型计算机。
发展历程
从早期的4位、8位单片机，到16 位、32位，再到当前的64位单片 机，单片机的性能不断提升，应 用领域也不断扩展。
《单片机原理与应用》课件
2 嵌入式系统
探索单片机在嵌入式系统 开发中的作用，如智能家 居和智能交通系统。
3 物联网
讨论单片机在物联网设备 中的应用，如传感器节点 和无线通信。
单片机实验案例
通过一些具体的实验案例，展示单片机在实际应用中的灵活性和强大功能。
1
LED闪烁
讲解如何使用单片机控制LED灯的闪烁频率和模式。
2
温度检测
介绍如何设计一个基于单片机的温度检测系统，并显示实时温度值。
3
无线通信
示范如何使用无线模块在单片机之间进行数据通信和传输。
单片机开发工具
介绍一些常用的单片机开发工具，如集成开发环境（IDE）、仿真器和调试器。
集成开发环境
仿真器
展示一些流行的单片机开发环境， 如Keil和Arduino IDE。
探索使用仿真器进行单片机程序 调试和测试的好处。
调试器
介绍单片机调试器的功能和使用 方法，帮助开发人员快速定位和 修复错误。
总结与问题解答
总结课程内容，并提供一个问题解答环节，以帮助学生更好地理解和应用所学知识。
单片机编程语言
探索用于编写单片机应用程序的编程语言，如C语言和汇编语言，并了解它们的优缺点。
C语言
介绍使用C语言进行单片机编程的好处和应用领域。
汇编语言
讨论使用汇编语言编写程序的优越性和适用性。
单片Байду номын сангаас应用领域
展示单片机在各个领域的应用，包括自动控制、嵌入式系统、物联网和无人机等。
1 自动控制
介绍单片机在工业自动化 和家庭自动化中的应用， 如温度控制和电机驱动。
《单片机原理与应用》PPT课 件
单片机基础概念
介绍单片机基础知识，包括什么是单片机、单片机的组成部分以及其基本工作原理。
单片机原理及应用电子课件
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单片机原理及应用电子课件
•6号题
•温故知新检测
• 程序计数器PC的作用是什么？
•
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单片机原理及应用电子课件
•7号题
•温故知新检测
•AT89C51 的 CPU 主 要 由哪几部分组成?
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单片机原理及应用电子课件
•8号题
•温故知新检测
•单片机CPU运算器的核心 部件是什么？ •其主要功能有哪些？
P3口的功能作用。 9. 了解堆栈指针SP及堆栈的作用； 10. 掌握堆栈的设置及使用方式； 11. 熟悉AT89C51复位条件、复位电路和复位后
常用的SFR的状态。 12. 理解时钟电路组成、时钟和机器周期的概念。
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单片机原理及应用电子课件
•课前预习和复习检测
•1号题
•2号题
•3号题
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单片机原理及应用电子课件
2.2 AT89C51单片机引脚及其功能
AT89C51有40条引脚，与其他51系列 单片机引脚是兼容的。这40条引脚可分为 I/O端口线、电源线、控制线、外接晶体线 四部分。其封装形式有两种：双列直插封装 (DIP)形式和方形封装形式，如图2.2所示。
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•4号题
•5号题
•6号题
•7号题
•8号题
•9号题
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单片机原理及应用电子课件
•1号题
•温故知新检测
• 微机中常用的进制有哪些？ • 各有何特点？
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单片机原理及应用电子课件
•2号题
•温故知新检测
• 什么是BCD码和BCD数？ • BCD数的加减运算有何特点？
单片机原理及应用全套完整课件
显示器接口技术及应用实例
1 2
显示器接口原理
显示器接口是单片机将数据显示到外部设备的常 用方式，通过显存和控制信号实现数据的显示和 刷新。
显示器接口电路
显示器接口电路包括显存、显示控制器、驱动电 路等部分，以实现数据的稳定显示和刷新。
3
显示器接口应用实例
通过实例介绍如何使用单片机实现数据显示和控 制，如LED数码管显示、LCD液晶显示等。
单片机发展历程
早期单片机
早期的单片机功能相对简 单，主要用于控制领域，
如Intel公司的8048、 8051等。
现代单片机
随着技术的发展，现代单 片机功能越来越强大，集 成了更多的外设接口和通 信接口，如ARM公司的
ARM7、ARM9等。
未来单片机发展趋势
未来单片机将更加注重低 功耗、高性能、高集成度 和智能化等方向的发展。
目标
培养学生掌握单片机系统开发的 基本技能，具备独立设计单片机 应用系统的能力。
课件结构与安排
结构
按照由浅入深、循序渐进的原则，分为基础篇、提高篇和应用篇三个部分。
安排
基础篇主要介绍单片机的基本概念和原理；提高篇着重讲解单片机的指令系统 和编程语言；应用篇则通过实例分析，介绍单片机的典型应用和开发流程。
串行扩展技术及应用实例
串行扩展原理
通过串行接口与单片机连接，数据传输速度较慢，但节省单片机资 源。
典型应用
如SPI、I2C等串行总线扩展方式。
实例分析
以某串行扩展应用为例，详细介绍其硬件连接、软件编程及调试方法 。
存储器扩展技术及应用实例
存储器扩展需求
当单片机内部存储器不足时，需要进行外部存储器扩 展。
单片机原理及应用全套完整课 件
2024版单片机原理及其应用PPT课件讲义
并行扩展应用实例
分析并行扩展在存储器扩 展、I/O端口扩展等方面的 应用实例，包括电路图、 程序设计及实现方法。
串行扩展技术及应用实例分析
1 2 3
串行通信基础 介绍串行通信的基本概念、通信协议（如UART、 I2C、SPI等）及数据传输方式（异步、同步）。
串行接口芯片
阐述串行接口芯片的工作原理、常见类型（如 MAX232、TL16C550等）及其与单片机的连接 方式。
数据格式和传输速率等。
串行通信优缺点
串行通信具有传输距离远、成本 低等优点，但传输速度相对较慢。
串行接口电路组成和工作原理
串行接口电路组成
串行接口电路主要由发送器、接收器、控制逻辑和电平转换电 路等组成。
工作原理
在发送数据时，发送器将并行数据转换为串行数据，然后通过 传输线发送给接收器；接收器将接收到的串行数据转换为并行 数据，供后续电路处理。控制逻辑负责协调发送器和接收器的 工作，确保数据传输的正确性。
等，定位软件故障。
THANK YOU
感谢聆听
选择合适的单片机型号
根据系统需求选择合适的单片机型号， 考虑处理速度、存储容量、外设接口 等因素。
设计合理的电路结构
简化电路结构，减少元器件数量，降 低系统复杂度和成本。
考虑电磁兼容性
合理布局布线，采取屏蔽、滤波等措 施，提高系统电磁兼容性。
调试技巧
使用示波器、逻辑分析仪等工具进行 信号测试和分析，定位硬件故障。
03
人机交互设备应用实例
分析人机交互设备在单片机系统中的应用实例，包括电路图、程序设计
及实现方法。例如，基于单片机的简易计算器设计，通过键盘输入数据，
显示器显示结果，实现基本计算功能。
2024版单片机原理及应用教案完整版
目录
• 课程介绍与基础知识 • 单片机结构与原理 • 指令系统与汇编语言程序设计 • 中断系统与定时/计数器应用 • 串行通信原理及应用 • 单片机系统扩展与接口技术 • 单片机应用系统设计与实例分析
01
课程介绍与基础知识
Chapter
单片机定义及应用领域
定义
单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集 成电路芯片，将微处理器、存储器、输入输出接口 等功能集成在一块芯片上，构成完整的计算机系统。
条件转移指令
条件转移指令用于根据某个条件将程序的控制权转移到指定的地址。如果条件满足， 则执行转移；否则，继续执行下一条指令。常见的条件转移指令有JZ（零转移）、 JNZ（非零转移）、JC（进位转移）等。
04
中断系统与定时/计数器应用
Chapter
中断概念及中断处理过程
中断概念
中断是指单片机在执行程序过程中，由于内部或外部事件引起CPU暂时停止当前正在执行的程序，转而 去执行另一段特殊程序（中断服务程序），处理完该事件后再返回原程序继续执行的过程。
数据传送指令
数据传送指令用于在存储器和寄存器之间传送数据，或把数据 从寄存器传送到累加器，或从累加器传送到寄存器。常见的数 据传送指令有MOV、PUSH、POP等。
算术运算和逻辑运算指令
算术运算指令
算术运算指令用于执行基本的数学运算，如加、减、乘、除等。这些指令通常会对操作数进行算术运算，并将结 果存储在指定的寄存器或存储器中。常见的算术运算指令有ADD、SUB、MUL、DIV等。
串行口控制寄存器
8051单片机的串行口控制寄存器用于设置串行口的波特率、数据位、停止位等参数，以及选 择串行口的工作模式。
《单片机原理及应用》课件第1章 单片机基础知识
AB—地址总线; CB—控制总线; DB—数据总线
1.1.1 单片机的基本概念
单片机在应用时通常处于被控系统的核心地位并融 入其中，即以嵌入的方式使用。为了强调其“嵌入” 的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器 （Embedded Micro-Controller Unit，EMCU）。
单片形成阶段
1976年，Intel推出MCS-48列单片机 ： 8位CPU、1KB ROM、64B RAM、27根I/O线和1个8位 定时器/计数器。 特点：存储器容量较小，寻址范围小(不大于4KB)， 无串行接口，指令系统功能不强。
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1.2.1 单片机的发展历史
性能完善提高阶段
1980年，Intel推出MCS-51系列单片机： 8位CPU、4KB ROM、128B RAM、4个8位并行口、1个 全双工串行口、2个16位定时器/计数器。寻址范围 64KB，并有控制功能较强的布尔处理器。
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
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1.2.1 单片机的发展历史
微控制器化完善阶段
近期推出的单片机产品，内部集成有高速I/O口、 ADC、PWM、WDT等部件，并在低电压、低功耗、串行 扩展总线、控制网络总线和开发方式（在系统可编 程，ISP）等方面都有了进一步的增强。
特点：单片机的综合品质（如成本、性能、体系结构 、开发环境、供应状态）有了长足的进步。
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1.3.1 MCS-51系列单片机-80C51系列单片机
Atmel公司，AT89系列，Flash存储器技术 Philips公司，80C552系列，含ADC 华邦公司，W78C51系列，高速低价 ADI公司，ADµC8xx系列，高精度ADC LG公司，GMS90/97系列，低压高速 Maxim公司，DS89C420系列，高速（50MIPS） Cygnal公司，C8051F系列，高速SOC
单片机原理及应用电子教案课件
单片机原理及应用电子教案课件一、课程简介1.1 课程背景单片机作为一种重要的电子技术，已经在各个领域得到了广泛的应用。
本课程旨在让学生了解单片机的原理，掌握单片机的基本编程方法，并学会将单片机应用于实际项目中。
1.2 课程目标通过本课程的学习，学生能够：（1）了解单片机的基本概念、结构和原理；（2）掌握单片机的编程方法和技巧；（3）学会将单片机应用于实际项目中，提高实际操作能力。
二、教学内容2.1 单片机的基本概念2.1.1 单片机的定义2.1.2 单片机的分类2.1.3 单片机的特点2.2 单片机的结构和工作原理2.2.1 单片机的结构2.2.2 单片机的工作原理2.3 单片机的编程方法2.3.1 编程语言2.3.2 编程步骤2.3.3 编程技巧2.4 单片机应用项目实例2.4.1 项目一：温度控制器2.4.2 项目二：智能家居系统2.4.3 项目三：智能车竞速三、教学方法3.1 讲授法通过讲解单片机的基本概念、结构和原理，使学生掌握单片机的基本知识。
3.2 实践法让学生通过实际操作，深入了解单片机的工作原理和编程方法。
3.3 项目驱动法通过完成实际项目，使学生学会将单片机应用于实际项目中，提高实际操作能力。
四、教学评价4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况等，占总评的30%。
4.2 项目完成情况包括项目设计、编程和调试，占总评的50%。
4.3 期末考试包括书面考试和实际操作考试，占总评的20%。
五、教学资源5.1 教材《单片机原理及应用》、《单片机编程与应用》等。
5.2 实验设备单片机开发板、实验箱、编程器等。
5.3 网络资源相关在线教程、视频教程、论坛等。
六、教学安排6.1 课时安排总共安排32课时，其中理论讲授16课时，实验操作16课时。
6.2 具体安排第1-8课时：单片机的基本概念、结构和原理第9-16课时：单片机的编程方法第17-24课时：单片机应用项目实例第25-32课时：实验操作和项目实践七、教学案例7.1 案例一：温度控制器的设计与实现7.2 案例二：智能家居系统的设计与实现7.3 案例三：智能车竞速系统的设计与实现八、教学注意事项8.1 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
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单片机的原理以及单片机编程语言的具体学习，理论课程为大家都进行了详细的讲解。单片机原理与应用实验课顾名思义是动手实践的课程，这就要求大家对于上课时所要进行编写的程序、绘制的电路图、系统的基本调试思路等内容,必须在上实验课之前就要基本完成，这样大家才能在有限的上课时间内，有针对性的解决程序编写或系统设计过程中遇到的问题，并实现系统的设计。
上课不能迟到早退,有特殊原因不能来上课必须请假，出示辅导员签字的请假条。上课内容完成后,老师批准才能下课。下课前，将使用的仪器设备整理好，并清理垃圾杂物后,方可离开实验室。
本学期实验课程共24学时，分12次课,时间为第5周至第16周,每周1次课。实验报告,在当次实验完成后的下一周的星期一上午下班前交到教师手中。
为此,实验课程对大家的要求如下:
１、关于教材
大家除了本课程所使用的这本北京邮电大学出版社出版的《单片机系统及应用实验教程》以外,至少要把理论课程所使用的教材带来,或者也可带上其它单片机设计的参考书籍。这主要是大家在上课时遇到一些问题时,可以及时地查阅到相关内容,节省时间。
２、关于课前的准备
上课前,大家必须做好课前的准备。这些准备工作包括:了解本次课的具体内容，学习和掌握该内容用到的程序编写方法，并先行完成前期的程序初步调试。若是系统设计，则还需先行了解相关控制部件的一些使用方法，以及系统电路图的初步绘制。在做这些准备的过程中,大家必然都会遇到一些疑难问题。大家可以一方面先查阅相关的资料，另一方面,带着这些问题来到课堂，经过老师的分析和讲解,大家才好解决问题,并真正掌握课程的内容。
三、课程成绩评定方式
课程成绩的评定采用５:5的综合评定方法,即期末考试成绩占５０%;平时成绩占50％。
平时成绩包括：
（1)实验报告成绩占总成绩４0％(未完成预习报告者,当次实验不计分)；
（2）平时能力考核成绩占总成绩１0%(根据上课情况的记录来计分)。
四、实验内容具体安排
实验序号
实验名称
参考教材页码
第12周
8
串口通信程序设计
教材实验14
第13周
9
单片机程序下载实验
第14周
1０
数码管显示实验
教材实验１6
第15周
11
外扩芯片程序设计(ＡＤ）
教材实验18
第16周
实验一 单片机软硬件操作介绍
(一）、实验目的
1、了解单片机系统设计的软硬件构成情况。
2、学习keｉl软件的基本使用方法。
(二)、实验仪器设备
如此以来，要掌握单片机应用系统的设计方法,首先就必须掌握单片机开发调试软件的使用方法，其次就是具体编程语言的编写和调试方法,然后就是单片机系统其它控制部件的设计使用方法，再来就是单片机系统整体安装以及调试的方法等。
本学期同学们学习《单片机原理与应用实验》课程,其目的就是掌握单片机应用系统的设计方法，其学习过程就是刚才说到的先学习开发调试软件的使用方法，其次掌握单片机程序的编写和调试方法,然后是利用单片机以及其它控制部件构成单片机应用系统,并在调试软件上进行调试，最终实现具体的硬件安装和调试。
计算机、keil uVinsioｎ4软件
（三）、实验原理
单片机应用系统设计中使用的软件和硬件，实际是指编程软件以及各种控制硬件。单片机的编程软件有很多,目前实验室中有两种,一个是ＷＡVE，另一个是kｅil。其中WAＶE对于汇编程序的调试效果比较好,但对于C51语言的调试则需要使用keil软件。
ｋeiｌ软件是德国KＥＩＬ公司开发的基于WINDOWS操作系统下的MCS-５1系统单片机的集成开发软件。它可以实现工程项目的管理；源程序的编辑、汇编、编译、链接;程序的仿真和调试运行，是一种功能很强大的单片机集成开发平台。
单片机与普通计算机不同,它是一个集成电路芯片，它只能运行程序而本身没有开发的能力。因此，对于单片机应用系统的设计，必须先在计算机上运行单片机开发调试软件（或者也可称为集成开发环境)，形成可以在单片机上运行的程序文件，然后通过电路烧写手段，将程序下载到单片机的程序存储器中。这样单片机才能按照设计者的要求来执行相关指令。
第一讲前言及要求
一、前言
单片机是微机的一种,是将微机的ＣＰU、存储器、I/O接口和总线制作在一块芯片上的大规模集成电路。由于单片机具有体积小、功能全、价格低、开发应用方便等优点,且又可将其嵌入到产品内部，因此得到了极其广泛的应用。作为电子信息工程专业的学生,学习和掌握单片机应用系统的设计方法，是专业设置的要求，同时也是同学们将来毕业走上工作岗位前必须具备的职业技能要求。
4、关于上课时未做完的实验内容
由于上课时间有限，有些同学上课时可能会有一些内容无法及时完成。由于本学期单片机原理与应用实验课程有部分内容可以在调试软件中完成设计，因此这些同学可以在课后利用调试软件在宿舍中先行做完剩余内容,然后再找时间或在下次课时向教师演示结果,这样也可算是完成了实验的全部内容。
５、关于上课的纪律
实验时间
1
单片机软硬件操作介绍
部分参考教材实验2
第６周
2
设计流程及仿真练习
部分参考教材实验1、3、4
第７周
3
输入输出口程序设计及仿真
部分教材实验1、5
第8周
4
按键程序设计
部分参考教材实验６、10
第９周
5
定时器程序设计
参考教材实验13
第10周
6
中断程序设计
教材实验12
第11周
7
可调频率波形程序设计
教材实验1７
单片机原理与应用实验课程讲义
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单片机原理与应用实验讲义
（20１1-2012－２学期）
授课教师:肖婧
授课年级:电信2００9级
湖南商学院计电学院电子技术实验室，大家上实验课程，其作业就是实验报告。实验报告是大家对于当次实验全过程的一个完整记录。大家不要小看实验报告,能写一份好的实验报告，这也是工科学生必须具备的一个基本能力。实验报告中,应该包括实验名称、实验的目的、完成实验所需的设备、实验的思路、电路图、程序、实验中遇到问题的解决过程、实验结束后的思考等多个内容。大家必须尽量完整且有序地写在实验报告中,一方面方便教师实验后查看,另一方面也方便大家课后自行查看。