项目1单片机应用技能实训(C语言)教案

单片机应用技能培训(C语言)教学计划-第1项理解单片机及其工具软件任务1了解单片机一.办公桌工作理解单片机教学时间一年中的月日教学课教学形式教学授课时间2小时教具多媒体教学资源单片机芯片、单片机应用制作成品、课件课前准备教学目标1、了解什么是单片机及其应用领域。2.熟悉单片机的外部特性和引脚功能。3.掌握MCS-51单片机的总体结构。4.了解中央处理器、振荡器、程序存储器和数据存储器的功能。5.掌握单片机最小应用系统的电路结构。教学重点1.单片机的引脚功能。2.单片机最小应用系统的电路结构。教学困难1.理解控制信号引脚功能。2.对单片机最小应用系统复位电路的理解。教学过程1、通过介绍生活中的实际情况，引出供应链管理的应用领域，并说明什么是供应链管理。2.单片机外部特性及引脚功能的教学。主要介绍引脚功能和使用方法，并举例说明控制信号的引脚功能。3、MCS-51单片机总体结构和各组成单元功能说明。4.讲授单片机最小应用系统的电路结构和各部分的功能。教学后记二，教学实施过程实现链接教学内容引导方法组织教学1、检查学生的出勤情况并做好记录。2.调整学生的注意力为上课做准备。互动交流复习问题1.所有的学生都用过电脑。计算机由哪些部分组成？2.根据学生的理解，什么是单片机？3.根据学生的理解，机器人的核心是什么？问题指南进口除了上面提到的机器人，如智能冰箱、微电脑控制的电磁炉、遥控电视等都使用单片机。供应链管理是什么时候？单片机是单片机的缩写。它将微处理器、随机存取存储器、只读存储器、定时/计数器、输入/输出电路、中断系统和其他电路集成到一个芯片中，形成一个最小但完美的计算机系统。-.展示单片机芯片和单片机应用制作的成品。激发学习热情教新的一课MCS-51系列单片机是英特尔公司于1980年推出的产品。许多单片机制造商使用或参考其架构。像阿特梅尔和飞利浦这样的著名半导体公司已经推出了兼容MCS-51单片机的产品。因此，我们以MCS-51单片机为例来介绍单片机的基本知识。一、MCS-51单片机的外部特征和引脚功能大多数常见的MCS-51单片机都封装在40针双列直插式(DIP)中。物理学生已经看到引脚分布如图1-4所示。在这40个引脚中，有2个主电源引脚、2个外部晶体振荡器引脚、4个控制信号引脚和32个输入/输出端口引脚。每个引脚的功能如下。图1-41.主电源引脚：Vcc(40引脚)和Vss(20引脚)Vcc: 5VVss:接地2.外部晶体振荡器引脚：XTAL1(19引脚)和XTAL2(18引脚)当使用内部振荡电路时，XTAL1和XTAL2用于外部连接应时晶体和微调电容器，并与内部电路一起工作以产生频率为晶体振荡频率的时钟脉冲信号。当使用外部时钟时，它用于输入时钟脉冲。3.控制信号引脚：RST/VPD、ALE/、/VPPRST/VPD(9引脚):双功能引脚、复位功能(RST)或备用电源(VPD)功能。ALE/(引脚30):双功能引脚、数据锁存信号输出(ALE)或编程脉冲输入()。(引脚29):外部程序存储器的读选通信号引脚。当访问外部程序存储器时，该引脚产生一个负脉冲作为外部程序存储器的选通信号。/VPP(引脚31):双功能引脚、程序存储器选择控制功能()或程序电源输入(VPP)。当=0时，中央处理器对程序存储器的访问仅限于外部程序存储器；当=1时，中央处理器访问从内部程序开始32个输入输出端口引脚分为4组，分别用于4个输入输出端口P0、P1、P2和P3的8位输入输出端口引脚。P0.0P0.7对应P0，P1.0P1.7对应P1，P2.0P2.7对应P2，P3.0P3.7对应P3。二。MCS-51单片机的总体结构MCS-51单片机的总体结构如图1-5所示。单片机内部逻辑功能部件包括中央处理器、振荡/分频器、程序存储器、数据存储器、定时器/计数器、中断控制系统、扩展功能控制电路、并行接口电路和串行接口电路，它们通过内部三条总线有机连接。图1-5图1-61、中央处理器中央处理器中央处理器是单片机分析计算的核心部件，是单片机的指挥中心。其功能是读取和分析每条指令，并根据每条指令的功能要求控制各功能组件执行相应的操作。2.振荡器/分频器振荡/分频器的作用是与外部电路一起形成时钟振荡电路，产生时钟脉冲，并通过分频器的分频产生单片机所需的时基脉冲信号，从而为单片机的各功能部件提供统一准确的执行控制信号，是单片机执行各种动作和指令的时间基准。MCS-51单片机的时钟振荡电路有两种形式：内部时钟模式和外部时钟模式，如图1-6所示。单片机其他功能部件的结构、功能和应用将在以下相关内容中介绍。三、微控制器最小应用系统单片机最小应用系统是指维持单片机正常运行所必需的电路连接。当连接到5V电源时，系统可以独立工作并完成某些功能。下面以ATMEL公司生产的AT89S51为例，介绍单片机的最小应用系统。AT89S51的内部结构与MCS-51单片机相似。它包含4K内部程序内存。单片机的最小应用系统可以通过连接时钟电路和复位电路来实现。由AT89S51构成的微控制器最小应用系统的原理图如图1-7所示。图1-7最低应用系统时钟电路由C2、C3、晶体振荡器X1和单片机内部电路组成。振荡器为单片机中的各个功能部件提供高稳定性的时钟脉冲信号，从而为单片机执行各种动作和指令提供参考脉冲信号。单片机的时钟电路就像生活的心脏。单片机的上电复位和按键复位电路由S0、C1和R1组成。功能是单片机系统通电时复位，使单片机开始工作；当系统出现故障或崩溃时，使用按钮进行重置，以便单片机重新开始工作。电路连接完成后，将程序写入单片机的程序存储器，接通电源，单片机的最小应用系统即可工作。使用多媒体显示图1-4主要介绍RST函数的使用。密钥用法使用多媒体显示图1-5，图1-6介绍了复位电路的工作原理使用多媒体显示图1-7班级总结1.单片机的外部特性和引脚功能。2.单片机总体结构-9逻辑功能部件。3.单片机最小应用系统的电路结构。课后作业自我评估13个问题。任务2仿真软件proteus的使用一.办公桌工作模拟软件proteus的使用教学时间一年中的月日教学课教学形式教师示范，学生练习授课时间2小时教具教学资源机房、多媒体、相关课件课前准备教学目标1.熟悉proteus的工作界面。2.掌握用proteus绘制模拟电路图的基本操作。3.掌握放置电源和接地符号的方法。4、掌握元件参数设置的方法。5.掌握使用proteus进行电路仿真的步骤。教学重点1.用普罗透斯画这个实现链接教学内容引导方法组织教学1、检查学生的出勤情况并做好记录。2.调整学生的注意力为上课做准备。互动交流复习问题1.学生们都学过电子技术。进行电子电路实验的步骤是什么？2.学生使用了什么模拟软件？问题指南进口使用仿真软件进行仿真与实际电路实验基本相同，但不需要元件成本，可以快速、重复、多参数地进行实验仿真。Proteus ISIS是英国实验室中心公司开发的电路分析和物理仿真软件。它运行在视窗操作系统上。该软件具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统仿真等各种电路的仿真功能。有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。它们具有极其强大的功能。以下描述了Proteus ISIS软件的工作环境和一些基本操作。激发学习热情教新的一课一、进入Proteus工作界面双击桌面上的ISIS 6专业版图标，查看其工作界面。包括标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方向控制按钮、模拟过程控制按钮、预览窗口、对象选择窗口和图形编辑窗口。二、proteus基本操作下面是图1-9中proteus的基本操作的例子。图1-9图示1.将所需组件添加到对象选择器窗口单击对象选择器按钮，弹出“选择设备”页面。在“关键字”中输入AT89C51(at89c 51与at89c 51兼容)。系统搜索对象库，并在“结果”中显示搜索结果。在“结果”栏的列表项中，双击“AT89C51”，将“AT89C51”添加到对象选择器窗口。以同样的方式，其他所需的组件(红色发光二极管-红色发光二极管、电容电容、电阻、晶体等。)被添加到对象选择器窗口。单击“确定”按钮结束对象选择。2.将元件放置在图形编辑窗口中在对象选择器窗口中，点击选择AT89C51，将鼠标放在图形编辑窗口中对象的所需位置，点击鼠标左键完成对象放置。根据相同的操作，将电容器、晶体振荡器和其他组件放入图形编辑窗口。由于需要8个发光二极管，在单击选择发光二极管后，在图形编辑区域的适当位置反复单击并放置8次。此时，总共放置了8个发光二极管，二极管名称标记系统将自动区分它们。其他组件也可以同样的方式放置。3.移动、删除和定向对象将鼠标移到对象上，然后单击鼠标右键。此时，我们注意到对象的颜色已变为红色，表明对象已被选中。按下鼠标左键，拖动鼠标，将对象移动到新位置，松开鼠标，完成移动操作。选择对象后，再次右键单击鼠标以删除对象。选择对象后，用鼠标左键单击旋转按钮旋转对象，然后单击镜像按钮使对象按x轴镜像或y轴镜像。4.放置电源和接地符号我们会发现许多器件没有Vcc和GND引脚，但它们是隐藏的。在模拟过程中，系统使用默认电源为它们供电。当其他电路引脚需要连接到电源时，您可以单击工具箱的端子按钮，然后一些端子将出现在对象选择器中。在设备选择器中单击接地，将鼠标移动到原理图编辑区域，然后左键单击以放置接地符号。同样，电源符号POWER也可以放置在原理图编辑区域。5.组件之间的连接Proteus的智能可以自动检测你何时想画一条线。例如，电阻器R1的左端连接到D1的右端。当鼠标指针靠近R1左端的连接点时，鼠标指针前面会出现一个 号，表示找到了R1的连接点。点击鼠标左键，移动鼠标(不拖动鼠标)，当鼠标指针靠近D1右端的连接点时，鼠标指针前面会出现一个 号，表示找到了D1的连接点。与此同时，屏幕上出现一个粉红色的连接。单击鼠标左键，粉色连接线变为深绿色，连接完成。Proteus具有自动路由功能(WAR)。当选择两个连接点时，WAR将选择一个合适的路由连接。在连接过程中，我们可以通过单击鼠标左键来手动选择连接路径。同样，我们可以完成其他连接。在此过程中的任何时候，您都可以按ESC键或单击鼠标右键来放弃画线。6.编辑对象的属性对象通常具有可通过对话框编辑的文本属性。编辑单个对象的具体方法是：首先右键单击选中的对象，然后左键单击该对象，将出现属性编辑对话框。图1-19是用于编辑电阻器的对话框。在这里你可以改变标签、电阻值、印刷电路板封装以及是否隐藏这些东西。修改后，点击“确定”按钮。图1-19编辑电路参数对话框设定元件参数后，完成电路硬件的计算机仿真。Proteus也有一些基本操作，其中一些类似于Word，还有一些可以在软件的使用中进一步学习，所以我们不在这里介绍。三。模拟操作模拟模拟电路和数字电路时，只需点击模拟操作按钮。在模拟单片机应用系统时，应用程序目标文件应在模拟前加载到单片机芯片中。加载目标文件的方法是先选择单片机芯片，然后左键点击芯片，出现如图1-20所示的对话框。单击按钮，将出现文件选项对话框。双击。Keil软件编译的十六进制目标文件。最后，点击确定按钮，将目标文件加载到单片机芯片中，即可进行仿真。图1-20加载目标文