单片机原理及应用教学教案教学教程.doc
《单片机原理及应用教学教案教学教程.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片机原理及应用教学教案教学教程.doc(101页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、.第一讲一、授课内容:1、什么是单片机 2、单片机的发展 二、授课类型:讲授三、授课时数:2 学时四、教学目标:了解单片机的发展,应用领域和应用模式,掌握单片机的特点五、教学重、难点:重点/难点:单片机的特点六、教学设想:借助产品、作品演示,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,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.七、教学过程:(板书)一、什么是单片机随着微电子技术的不断发展,计算机技术也得到迅速发展,并且由于芯片的集成度的提高而使计算机微型化,出现了单片微型计算机(Single Chip Computer) ,简称单片机,也可称为微控制器 MCU
2、(Micro controller Unit) 。单片机,即集成在一块芯片上的计算机,集成了中央处理器 CPU(Central Processing Unit) 、随机存储器 RAM(Random Access Memory) 、只读存储器(Read Only Memory) 、定时器/计数器以及 I/O 接口电路等主要计算机部件。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
3、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 MCS4 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(19761980): 低性能单片机阶段。 以 1976 年 Intel 公司推出的 MCS48 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
4、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(19801983): 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(198380 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 MCS96 系列, 由于其采用了最新的制造工艺,
5、 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。 单片机的应用特性:(1)集成度高MCS-51 系列单片机代表产品为 8051,8051 内部包含 4KB 的 ROM、128B 的RAM、四个 8 位并行口、一个全双工串行口、两个 16 位定时器/计数器以及一个处理功能强大的中央处理器。(2)系统结构简单MCS-51 系列单片机芯片内部采用模块化结构,增加或更换一个模块就能获得指令系统和引脚兼容的新产品。另一方面,MCS-51 系列单片机具有 64KB的外部程序存储器寻址能力和 64KB 的外
6、部 RAM 和 I/O 口寻址能力。Intel 公司标准的 I/O 接口电路和存储器电路都可以直接连到 MCS-51 系列单片机上以扩展系统功能,应用非常灵活。(3)可靠性高单片机产品和其他产品一样,出厂指标有军用品、工业品和商用品之分。其中军用品要求绝对可靠,在任何恶劣的环境下都能可靠工作,主要用于武器系统、航空器等方面。单片机属于工业品,能在常温下工作,不需要在温度恒.定的机房内工作。由于单片机总线大多在芯片内部不易受干扰,而且单片机应用系统体积小,易于屏蔽,所以单片机的可靠性较高。 (4)处理功能强,速度快MCS-51 系列单片机指令系统中具有加、减、乘、除指令,各种逻辑运算和转移指令,
7、还具有位操作功能。CPU 时钟频率高达 12MHz,单字节乘法和除法仅需要 4s,而且具有特殊的多机通信功能,可作为多机系统中的子系统。单片机的制造工艺:制造单片机的工艺只有两种:HMOS 工艺和 CHMOS 工艺。 早期的 MCS-51 系列芯片都采用 HMOS 工艺,即高密度、短沟道 MOS 工艺。8051、8751、8031、8951 等产品均属于 HMOS 工艺制造的产品。 CHMOS 工艺是 CMOS 和 HMOS 的结合,除保持了 HMOS 工艺的高密度、高速度之外,还具有 CMOS 工艺低功耗的特点。例如 HMOS 工艺制造的 8051 芯片的功耗为 630mW,而用 CHMOS
8、 工艺制造的 80C51 芯片的功耗为 120mW,这么低的功耗用一粒钮扣电池就可以工作。单片机型号中包含有“C”的产品就是指它的制造工艺是 CHMOS 工艺。例如 80C51,就是指用 CHMOS 工艺制造的 8051。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。 (5)内含有 Flash 存储器由于片内含有 Flash 存储器,因此在系统开发过程中可以十分容易地进行程序的修
9、改。同时,在系统工作过程中,能有效地保存数据信息,即使外界电源损坏也不影响信息的保存。(6)和 AT80C51 插座兼容AT89 系列单片机的引脚和 MCS-51 系列单片机的引脚是一样的。只要用相同引脚的 AT89 系列单片机就可以取代 MCS-51 系列单片机。(7)静态时钟方式.AT89 系列单片机采用静态时钟方式,节省电能,这对于降低便携式产品的功耗十分有用。第二讲一、授课内容: 1 、MCS-51 和 80C51 系列简介 2、单片机的应用领域和应用模式二、授课类型:讲授三、授课时数:2 学时四、教学目标:了解单片机的发展,应用领域和应用模式,掌握单片机的特点五、教学重、难点:重点/
10、难点:单片机的特点六、教学设想:借助产品、作品演示,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,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.七、教学过程:(板书)一、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
11、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: MCS48 系列、 MCS51 系列、 MCS96 系列。 MCS51 单片机系列:MCS51 系列单片机虽已有 10 多种产品, 但可分为两大系列: MCS51 子系列与 MCS52 子系列。 MCS51 子系列中主要有 8031、 8051、 8751 三种类型。而 MCS52 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; MCS51 与 MCS52 子
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片机 原理 应用 教学 教案 教程
限制150内