高职《单片机原理》课程体系结构课件

《单片机原理》课程体系结构与精品课程建设11内容一、《单片机原理》课程的性质与定位二、课程体系结构三、课程内容的更新与教材建设四、教学方法与教学理念五、实践教学环节六、教学资源建设2内容2一、《单片机原理》课程的性质与定位历史：二十余年,课程年轻工科绝大多数涉电专业(一、二、三本科、职业技术学院、专科或研究型、工程应用型)均开设。本科阶段必须掌握的应用技术与技能。3一、《单片机原理》课程的性质与定位3就业、攻读硕士学位的必备要求各种电子竞赛以及毕业设计均涉及。全国大学生创新性实验计划项目课程特点：涉及面广与实际应用紧密结合实践性要求高课程性质：应用类课程。目标：培养应用型人才4就业、攻读硕士学位的必备要求4《微型计算机组成技术》课程延伸凡是涉电专业都学习该课程，不仅仅是属于计算机类课程。学习方式：1.课堂讲授+实践教学（大多采用此方式）2.案例教学（教师讲授案例，与实际应用相结合）3.自学+布置设计题目+学生完成+教师总结（充分发挥学生的主观能动性）5《微型计算机组成技术》课程延伸5二、课程体系结构建立、完善“以芯片为基础，以接口设计为主线，以系统设计为目的”的课程体系和课程主要内容，如下图示。接口设计包括两部分：系统扩展接口与测控对象接口单片机集成度越来越高，系统扩展的部分应逐渐减少。例如，程序存储器、ADC、DAC等测控对象的接口介绍应增加。例如，各种电机接口、红外接口等。与各种传感器接口。6二、课程体系结构677（1）以芯片为基础51系列----仍为主流系列。8051单片机内核的新产品不断推出，兼容的衍生品种不断问世，（统称80C51系列）。芯片级别：民品级、工业级、汽车电子、军品注重掌握芯片引脚的外特性：尤其要注意4个并行I/O口P0-P3的内部结构，准双向口与双向口的区别。片内的各种功能部件8（1）以芯片为基础8时钟电路：内部时钟，外部时钟复位电路：多芯片的复位，不同极性的复位电平。采用74LS123(单稳态触发器)，外接的电容参数？指令系统：汇编语言指令系统（第3章）。常用程序设计：子程序的编写，查表，排序，循环片内功能部件的介绍：中断系统，定时器，串行口 中断服务子程序的编写 举例的典型性

双机串行通信程序9时钟电路：内部时钟，外部时钟9（2）以接口设计为主线

a.程序存储器接口、数据存储器接口地址空间的划分：线选法、译码器法 （74LS138、74LS139、74LS156、FPGA）地址锁存器的选择（74LS373、74LS573、8282）注意：选用大容量的存储器芯片。

片内有闪存，扩展程序存储器的工作略去。

读、写时间参数与单片机匹配即可。10（2）以接口设计为主线10b.I/O接口

扩展I/O接口的必要性（不仅是片内I/O不够） I/O接口与I/O端口的区别 常用的I/O接口芯片（82C55、81C55） 利用74LSTTL芯片扩展的并行I/O接口、利用串口方式0 扩展的并行I/O接口。C.

键盘/显示器（包括液晶显示器）、微型打印机、BCD拨盘接口11b.I/O接口11LED显示器接口原理（静态显示、动态显示）键盘接口原理（键少-直接判断行线、线翻转法，键多-矩阵键盘）键盘/显示器接口设计方案（串口方式0、专用键盘显示器接口芯片）LCD显示器（介绍常用的LCM）微型打印机（圣特尼克接口）典型的微打TP-μP、BCD拨盘d.ADC、DAC接口DAC技术参数：分辨率、稳定时间输出形式、结构：电流、电压；单缓冲与双缓冲。12LED显示器接口原理（静态显示、动态显示）12还有时钟日历接口、报警音响接口、各种标准串行接口等。大功率接口。其他的各种接口（3）“以系统设计为目的”-----课程的最终目的。主要包括：最基本的小系统设计、复杂系统设计、系统调试（软件调试与硬件调试）以及开发工具（新的开发手段、EDA仿真软件Proteus的使用）。可靠性设计（硬件设计与软件设计）。其他单片机的介绍：

抗干扰性强、集成度高的单片机。13还有时钟日历接口、报警音响接口、各种标准串行接口等。大功率接三、课程内容的更新与教材建设（1）单片机的选型几十个系列，数百个品种。51系列:熟悉并得到广泛的应用。各大公司以8051单片机内核的新型单片机不断推出，与MCS-51兼容的衍生品种不断问世。今后若干年内,51系列及兼容的各种增强型、扩展型，仍是主流机型。各院校基本都以介绍51系列为主。14三、课程内容的更新与教材建设14《电子产品世界》杂志对有关嵌入式处理器使用问题的276名工程师问答调查：8051内核的单片机用的最多，依次ARM,飞思卡尔，PIC单片机等。操作系统：38%Linux,16%Wince,34%µc-OSII,前两种非实时。51单片机——PM/L语言的RTOS被中国工程师丢了。15《电子产品世界》杂志对有关嵌入式处理器使用问题的276名工程目前占市场份额较大为美国ATMEL公司的AT89C5x系列，AT89S5x系列。代表机型：AT89C51以及AT89S51和AT89S52市场份额增加）。需关注的其他8位单片机：8位单片机：AVR、PIC；51兼容机：高集成度的C8051F系列、AT89C51AC2(32K闪存、256片内RAM、2K片内EEPROM、1K片内ERAM、8通道10位ADC、看门狗、高速输出、定时器与边沿捕获、片内仿真电路)、ADμC812。16目前占市场份额较大为美国ATMEL公司的AT89C5x系列，16位单片机：TI的MSP430（关注）、凌阳单片机。32位单片机：飞利浦公司（2）存储器扩展扩展程序存储器少介绍，但不可删去，要掌握程序存储器的基本扩展方法。扩展数据存储器介绍容量为256K的扩展即可，小容量的不介绍。扩展E2PROM的内容可简单介绍或不介绍。1716位单片机：TI的MSP430（关注）、凌阳单片机。（3）键盘显示器接口部分8279是否介绍？删去。原有的并行接口键盘/显示器接口删去。专用键盘显示器接口器件：CH451(串口)、HD7279A(串口)、zlg7289(串口)、MAX7290(I2C)目前CH451和HD7279使用较多。从性能价格比上说，首推CH451，主要是CH451对LED数码管的驱动功能比较完善。18（3）键盘显示器接口部分18（4）ADC、DAC接口部分ADC:串行--TI公司：

TLC549(8位)、TLC1549(10位)、TLC1543(10位)、TLC2543(12位)并行----AD公司:

AD574(12位)、AD674(12位)、AD1674(12位)19（4）ADC、DAC接口部分19

DAC:串行---TI公司：

TLC5616(8位)、TLC5617(10位)、TLC5618(12位)并行---AD公司

AD669(16位,约150元)20DAC:20（5）串行扩展技术对串行扩展给予足够重视：单总线、I2C总线扩展、SPI扩展技术等。重点：I2C、SPI。（1、2、3线串行扩展）。I2C总线与CAN总线的系统结构相似，区别是什么？21（5）串行扩展技术21单总线22单总线22单总线器件内部主要电路23单总线器件内部主要电路23I2C总线24I2C总线24SPI总线25SPI总线25与相应的新型的接口芯片配套介绍。应以世界实力较强的接口芯片生产公司的产品为主，如AD公司、MAXIM公司、TI、DALLAS等公司的芯片。种类多，品种齐全，可借鉴的资料较多。（6）抗干扰设计新型的微处理器监视器芯片。

看门狗、掉电检测 AT89S51片内集成了看门狗26与相应的新型的接口芯片配套介绍。26形形色色的单片机（参考资料）1.8位单片机（1）华邦公司(Winbond)

W78系列和W77系列W78系列（与AT89C5x系列完全兼容），W77系列为增强型，对8051的时序作了改进：机器周期由12个时钟周期改为4个周期，速度提高三倍，晶振可达40MHz。增加看门狗、两组UART、两组DPTR数据指针（编写程序便利）、ISP（在系统可编程）等功能。集成USB接口，集成语音等功能。27形形色色的单片机（参考资料）27（2）PIC单片机（系列）美国微芯公司（Microship）产品，市场份额增长最快。RISC（精简指令集）结构，分别有33、35、58条指令（视级别而定）。指令周期：160～200ns，流水线结构I/O口双向，输出为CMOS互补推挽电路。I/O脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器、低工作电压、低功耗、驱动能力强。相比51系列：强的I/O驱动能力，低电平灌电流达25mA，高电平输出电流可达20mA。28（2）PIC单片机（系列）28（3）AVR单片机（系列）Atmel公司，特点为高速、低功耗。废除机器周期，以时钟周期为指令周期，流水作业。指令多为单周期指令，抛弃复杂指令计算机(CISC)追求指令完备的做法。采用精简指令集RISC(ReducedInstructionSetCPU)。时钟频率用4～8MHz，故最短指令执行时间为250～125ns。通用寄存器一共32个（R0～R31），无累加器A的瓶颈效应。

29（3）AVR单片机（系列）29I/O脚类似PIC，有控制输入或输出的方向寄存器，在输出状态下，高电平输出电流10mA左右。低电平灌电流20mA。不如PIC，但比51系列强。I/O脚引脚可单独设定为输入/输出，也可设定三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，可单一输出40mA，直接驱动可控硅SSR或继电器

30I/O脚类似PIC，有控制输入或输出的方向寄存器，在输出状态AVR有自动上电复位电路、看门狗电路、低电压检测电路BOD。多种省电休眠模式，且可宽电压运行（5-2.7V），抗干扰能力强，可降低一般8位机中的软件抗干扰设计工作量和硬件的使用量。面向字节的高速硬件串行接口SPI、TWI（与I2C接口兼容）。部分型号FLASH容量大，适于用高级语言进行开发；31AVR有自动上电复位电路、看门狗电路、低电压检测电路BOD。片内集成的多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时，使外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；片内资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，ADC，模拟比较器，WDT等；大部分AVR除有ISP功能外，还有IAP功能（出厂时，内部写入了单片机引导程序，可通过下载线对它在线编程，用户程序也可对内存重新修改，为实时测控数据保存提供方便，方便升级或销毁应用程序）。32片内集成的多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延（4）ADμC812单片机指令系统与51系列兼容。片内包含高性能的自校准多通道12位ADC、2个12位DAC。8K程序存储器（闪存）、640B数据存储器（闪存）、256B

SRAM。3种串行口：UART接口、I2C串口、SPI串行外设接口。看门狗、电源监视器、ADC的DMA。33（4）ADμC812单片机33（5）C8051F020单片机美国Cygnal公司的C8051F0208位单片机，内部采用流水线结构，大部分指令的完成时间为1或2个时钟周期，峰值处理能力为25MIPS。可靠性和速度有很大提高。片内资源：64kB片内Flash程序存储器，252BRAM，128BSFR8个I／O端口共64根I／O口线1个8位A／D转换器、1个12位A／D转换器1个双12位D／A转换器34（5）C8051F020单片机345个16位通用定时器5个捕捉／比较模块的可编程计数／定时器阵列（PCA）1个UART串口、1个SMBus/I2C串口、1个SPI串口看门狗定时器2路电压比较器VDD监视器(电源监测)内置温度传感器支持双时钟，其工作电压范围为2.7～3.6V355个16位通用定时器35可编程数字I/O和交叉开关具有标准8051兼容的I/O端口。I/O端口与8051相比，有一些改进。每个端口I/O引脚都可以被配置为推挽或漏极开路输出。在标准8051中固定的“弱上拉”可以被禁止，这为低功耗应用提供了进一步节电的能力。最突出的改进是引入了数字交叉开关（C8051F2xx除外）。这是一个大的数字开关网络，允许将内部数36可编程数字I/O和交叉开关36字系统资源分配给端口I/O引脚。与具有标准复用数字I/O的微控制器不同，这种结构可支持所有的功能组合。即通过设置交叉开关控制寄存器将片内的计数器/定时器、串行总线、硬件中断、ADC转换启动输入、比较器输出以及微控制器内部的其它数字信号配置为出现在I/O端口的引脚。这就允许用户根据自己的特定应用选择通用端口I/O和所需数字资源的组合。37字系统资源分配给端口I/O引脚。与具有标准复用数字I/O的微

＊加密性强

＊轻松过2KV／4KV快速脉冲干扰（EFT测试）＊高抗静电（ESD保护）

＊宽电压，不怕电源抖动

＊宽温度范围：-40°～85°

＊超低功耗

＊在系统可编程，无需编程器，无需仿真器

＊快速烧录，10000片／天38

＊加密性强

＊轻松过2KV／4KV快速脉冲干扰（EFT测（6）ATMEL公司的AT89C51AC2单片机

80C51内核结构256字节片内RAM1K字节片内ERAM(非易失型RAM)32K字节的片内FLASH闪存2K字节片内引导存储器2K字节片内EEPROM14个中断源四级中断39（6）ATMEL公司的AT89C51AC2单片机393个16位的定时/计数器与80C51兼容的全双工UART晶振频率可达40MHz5个I/O口：32位的普通I/O+2位数字I/O口线5通道16位可编程计数器阵列：8位脉宽调制；高速输出；定时器与边沿捕获双字节数据指针21位看门狗定时器（7个可编程位）8通道10位精度ADC403个16位的定时/计数器40片内仿真电路电源省电模式：空闲模式与低电压模式非常适用于需要A/D转换器，脉冲宽度调制，高速I/O以及大量计算的如工业控制、消费产品、电机控制、报警系统等场合。41片内仿真电路412.16位单片机（1）MSP43016位单片机美国TI精简指令集

27条低功耗，适于电池供电。10/12/14位ADC、16位△-∑ADC、2路DACJTAG仿真接口（省去仿真器、编程器）捕捉/比较功能驱动液晶160段PWM、DMA、WDT、6×8I/O、I2C串口、8MHz晶振、125ns指令周期422.16位单片机42编程语言选择“C51”

的可读性、可靠性和编程效率上远超过了“汇编语言”。德国KeilSoftware公司的KeilC51编译器，包括了C51交叉编译器、A51宏汇编器、BL51连接定位器和基于Windows的集成化文件管理编译环境、多视窗软件仿真调试器等一系列开发工具，具有高效、可靠、使用方便等许多优点，应用已十分普及。43编程语言选择43在实际科研开发中，多采用混合编程。是否讲汇编语言？在许多实时控制的时序和时间要求十分苛刻的场合，还是非用汇编不可。尤其在控制接口硬件时，用汇编语言的程序设计还是显得非常简洁，用汇编语言设计出高效的程序，是一大基本功。绝不能因为有了C51，就完全废弃汇编语言。如何处理好汇编语言程序设计和C51程序设计，C51程序设计占多大比例。是一个重要课题。44在实际科研开发中，多采用混合编程。44教材建设教材为课程负责人张毅刚教授编写的04年1月由高等教育出版社出版的普通高等教育“十五”国家级规划教材《单片机原理及应用》。唯一的中文版“十五”国家级规划教材，已印刷18次计10万5千册。国家级“十一五”规划教材《单片机原理及应用》，于2010年5月出版。45教材建设45

普通高等教育国家级“十五”规划教材《单片机原理及应用》46普通高等教育国家级“十五”规划教材《单片机原理及应用1990年编写出版的《MCS-51单片机应用设计》教材（哈工大出版社）是我国最早的使用较广的单片机教材之一。471990年编写出版的《MCS-51单片机应用设计》教材（哈工四、教学方法与教学理念1.注重承上启下

单片机是微机的重要分支，微机的许多概念与术语在单片机中继承下来，但更要把单片机与微计算机在应用上的区别讲清楚。问题：有关微机控制课程的学时数，与“微机控制技术”的联系与关系。后续课程：DSP、嵌入式微处理器48四、教学方法与教学理念482.制定科学合理的教学大纲，优化课程内容学时数？？突出课程内容的先进性、实用性、典型性原则，注重接口设计的软硬件结合（1）内容先进性与实用性：教师注重对科研开发项目中的实际例子进行总结，把最新技术成果和进展融入到课程内容中。492.制定科学合理的教学大纲，优化课程内容49（2）内容的典型性、代表性：难点是接口设计部分。同一种接口设计方案有多种，要精选，从中选择最优、最具典型性的方案，作为讲授实例。（3）注重软硬件结合。单片机技术特点是软件控制硬件。不仅要介绍接口硬件和外围电路设计，还要注重介绍接口驱动程序的编写。50（2）内容的典型性、代表性：难点是接口设计部分。同一种接口设3.课堂教学方法的改进

与学生互动，充分调动学生主动学习的积极性。问题如何引出？如何深入？采用何种的工具和方法？都有哪些设计方案？这些方案各有哪些特点？适用场合？注重设计能力的培养。课程结束时，给学生布置一个应用系统设计的大作业

4.培养学生的市场、成本和性/价比观念关注元器件市场。比较多种设计方案，注重设计的可行性、性/价比。513.课堂教学方法的改进51教师要把科研开发中的经验进行总结，多看最新的期刊杂志，了解市场，了解最新的元器件及价格。总结：（1）课程内容紧跟科技发展，不断更新。（2）注重课程内容与实际应用相结合。（3）突出讲授内容的实用性、典型性。（4）注重接口设计的软硬件结合。（5）要注重市场、注重设计的性/价比.（6）建立课堂教学、基础实验、课程设计的三位一体培养体系（7）注重学生的实际动手、创新能力的培养。52教师要把科研开发中的经验进行总结，多看最新的期刊杂志，了解市5.课程考核避免一卷定成绩，成绩由三部分组成：期末试卷占50％平时占50％：基础实验20+EDA仿真作业20+出席6+课后作业4。535.课程考核53五、实践教学环节指导思想：“加强实践环节的训练，注重学生的创新能力和工程实践能力的培养”。主要由基础性实验、课程设计、科技创新组成。1.基础实验通过本环节，可掌握仿真开发工具的仿真调试手段，基本的汇编语言源程序的编写与调试，常用接口的设计与调试。能力强的再用C51编写。共10个实验题目：54五、实践教学环节54基础实验10个（课程教学计划内）实验系统操作实验数据区传送程序设计实验数据排序实验查找相同数个数实验P1口转弯灯实验工业顺序控制实验8255控制交通灯实验A/D转换实验D/A转换实验电子时钟设计55基础实验10个（课程教学计划内）55实验环境56实验环境56实验箱57实验箱57指导教师指导实验58指导教师指导实验58课程设计（课程教学计划内）两周，具有有一定难度，几十个题目可选或指定一个项目。使用的单片机不仅包含51系列而且还引入了凌阳、zilog等目前比较流行的单片机。该环节很好的综合了单片机课程所学的内容，培养学生独立设计开发单片机应用系统的目的。题目如下（仅供参考）：59课程设计（课程教学计划内）591.LED电子钟的制作以89C51单片机为核心，制作一个LED显示的智能电子钟设计要求： 计时：秒、分、时、天、周、月、年； 闰年自动判别； 五路定时输出，可任意关断(最大可到16路)； 时间、月、日交替显示； 自定任意时刻自动开/关屏； 计时精度：误差≤1秒/月(具有微调设置)。 键盘采用动态扫描方式查询。所有的查询、设置功能均由K1、K2完成。

601.LED电子钟的制作602.单片机控制的LCD时钟

以89C51单片机控制的时钟，在LCD显示器上显示现在的时间。设计要求：

使用文字型LCD显示器来显示现在的时间。 显示格式为“时时：分分：秒秒”。

4个操作键K1-K4，功能如下： （1）操作键K1：进入设置现在的时间； （2）操作键K2：设置小时； （3）操作键K3：设置分钟； （4）操作键K4：确认完成设置。612.单片机控制的LCD时钟61程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显示“00：00：00”，然后开始计时，扩充功能：增加闹铃功能，时间到则产生音乐声；增加闹铃功能，时间到则启动继电器控制家电；增加万年历显示“年月日”；结合温度传感器来显示现在的温度；结合湿度传感器来显示现在的湿度。62程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显3．秒表系统设计4．带有LCD显示的定时闹钟5．带有LCD显示的音乐倒数计数器6．数字温度计设计1利用温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相应的温度值。温度测量范围为-55~125°，精确到0.5°。

7．数字温度计设计2使用热敏电阻之类的温度传感器件，将被测温度变化的电压或电流采集下来，进行A/D转换后，就可以用单片机中进行数据的处理，在显示器上将被测温度显示出来。

633．秒表系统设计638．十字路口交通灯控制1设计要求：模拟东西方向的十字路口交通信号控制情况。东西向通行80秒，南北向通行60秒，缓冲时间3秒。用单片机控制的LED灯模拟指示。9．十字路口交通灯控制2

设计要求：利用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红绿黄灯交替点亮和熄灭，并且用4只LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。要求能用按键设置两个方向的通行时间（绿灯点亮的时间）和暂缓通行时间（黄灯点亮的时间）。系统的工作应符合一般交通灯控制的要求。648．十字路口交通灯控制16410．产生各种波形的波形发生器11．电容、电阻参数单片机测试系统的设计12．用单片机控制直流电动机并测量转速13．步进电机单片机控制系统的设计14．小直流电机调速控制系统15．单片机控制步进电机16．以单片机为核心的频率计17．可编程作息时间控制器程序设计18．单词记忆测试器程序设计19．抢答器控制模拟程序设计20．单片机节日彩灯控制器设计21．单片机数字电压表设计6510．产生各种波形的波形发生器6522．两个单片机之间的串行通信接口设计23．简易电子琴设计24．基于Z-log单片机的广告灯设计25．汽车多功能报警系统设计26．基于凌阳单片机的语音处理系统的研制27．轮式移动机器人的电机驱动及控制模块设计28．智能玩具车控制系统的研制29．高速数据采集系统的设计30．基于单片机的低功耗测量系统设计31．可燃性气体报警器设计

6622．两个单片机之间的串行通信接口设计663.科技创新包括：（1）参加省和全国大学生电子竞赛（2）大学生创新性实验项目。目前指导的大学生创新性实验项目的部分题目如下：①基于单片机的大型公共教室节能设计与实现研究（国家级）②驾驶员眼保健仪的研制（校级）③基于单片机的出租车黑匣子安全系统设计（校级）。673.科技创新67由于实践教学经费有限，而国际某些公司为了推销他们的产品与开发工具，往往会给国内高校免费提供单片机的仿真开发系统和实验装置。也接受了Zilog、凌阳等目前比较流行的单片机的仿真开发系统和实验装置，应当很好地利用，这与选用51系列单片机作为主流机型并不矛盾，68由于实践教学经费有限，而国际某些公司为了推销他们的产品与开发基于Proteus软件的单片机实验室建设目前实验多采用硬件仿真器+目标实验板方式，需购大量的硬件设备，设备维护量大。

英国LabCenterElectronics公司开发EDA工具软件Proteus是目前世界上最先进、最完整的多种型号单片机系统的设计与仿真平台。已在全球广泛使用。包括斯坦福、剑桥、牛津等的世界几千所高校将Proteus作为电子工程学位的教学和实验平台。国内多所大学正在把Proteus申报大学计划。69基于Proteus软件的单片机实验室建设69将先进的EDA软件Proteus融入到单片机课程的实验教学环节中，对传统的单片机实验手段进行改革，建立一个新型的基于EDA软件的实验课程体系。使用Proteus，大量的仿真工作是在软件环境中实现，学生不受实验室和硬件的限制。已经在综合性大作业中应用。70将先进的EDA软件Proteus融入到单片机课程的实验教学环Proteus经过２０年的的使用、发展和完善，功能越来越强，性能越来越好，它可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU

及其外围电路,如LCD、RAM、ROM、键盘、马达、LED、A/D、D/A,部分SPI、I2C器件等。它同时也是一个电子设计的教学平台、实验平台和创新平台,涵盖了电工电子实验室、电子技术实验室、单片机应用实验室等的全部功能，同时还支持汇编、C语言的程序设计。71Proteus经过２０年的的使用、发展和完善，功能越来越强，在程序调试中、系统仿真时,不仅通过全速、单步、设置断点能观察到程序执行时单片机寄存器和存储器等内容变化,而且从工程的角度直观地看到了外围电路的工作情况,非常的接近工程应用。因此在仿真和程序调试时,关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变,而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。这种仿真实验,弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾,对于简单的开发和单片机教学无疑是理想的选择。72在程序调试中、系统仿真时,不仅通过全速、单步、设置断点能观察PROTEUS主要由ISIS和ARES两个软件构成。其中ISIS

是原理图编辑与仿真软件,ARES

是布线编辑软件。利用该仿真软件,在没有硬件的情况下,不仅可将许多单片机实例功能形象化,也可将许多单片机实例运行过程形象化,易于学生理解系统硬件的组成和提高学习兴趣,是单片机教学的先进手段。73PROTEUS主要由ISIS和ARES两个软件构成。7该软件的特点：1.实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。（1）仿真模拟电路（人机通道、前向通道、后向通道、相互通道，模拟电路的仿真就需要SPICE模型），数字电路，数字、模拟混合电路。（2）能够仿真各种单片机。该软件的单片机仿真库里有51系列、PIC系列、AVR系列、摩托罗拉的68000系列、Z80系列等。此外还支持ARM7的仿真。74该软件的特点：74（3）仿真单片机的外围电路,如RAM、ROM、总线驱动器、可编程外围定时器、并行接口、多位数码管、多功能的LCD模块、矩阵式键盘、实时时钟芯片以及多种D/A和A/D转换器等。教师可以借助PROTEUS软件种类齐全的仿真器件和强大的仿真功能来进行单片机电路方面的教学。75（3）仿真单片机的外围电路,如RAM、ROM、总线驱动器、2.仿真各种虚拟仪器仪表及工具如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、计数器、电压源、电流源、电压表、电流表、虚拟终端等等,理论上同一种仪表仪器可以在一个电路中随意地调用。除了仿真现实存在的仪器外,PROTEUS还提供了一个图形显示功能,可以将线路上变化的信号以图形的方式实时显示出来,作用与示波器相似,但功能更多。762.仿真各种虚拟仪器仪表及工具76因此在教学中,可以运用这些虚拟仪器仪表及图形显示功能来演示程序和电路的调试过程,为学生更清晰地讲解程序和电路设计调试中的细节,让学生更容易发现程序和电路设计过程中遇到的问题,更容易地掌握解决这些问题的思路和方法。3.可以进行软、硬件结合的系统仿真,且仿真是交互的、可视化的该软件不但可以模拟硬件系统,而且可以把编译好的程序代码装入仿真元件中,通过运行仿真系统可以77因此在教学中,可以运用这些虚拟仪器仪表及图形显示功能来演示像焊接好的电路板一样看到系统的执行效果。同时也支持第三方的软件编译和调试环境,和Keil、Maplab等软件整合使用,以求达到更好的仿真效果。在教学中可用该软件兼顾仿真、调试、制板,

以及最大限度的软件模拟来作为单片机的开发平台,用它可取代编程器、仿真器、成品前的硬件测试等工作,使得单片机调试的时间大为缩短、耗资大为减少。使用Proteus，就可以大大减少硬件设备的采购，降低硬件设备维护的工作量。78像焊接好的电路板一样看到系统的执行效果。同时也支持第三方的软编译调试环境--选用KeilC51该软件支持众多不同公司的MCS-51架构的芯片，集编辑、编译和程序仿真等于一体，还支持汇编、C的程序设计。界面友好易学，在调试程序、软件仿真方面有很强大的功能。很多开发单片机系统的工程师都在使用该软件，使用该软件将使学生获得较多的实际工作经验，并且通过设置可与ISIS联机调试单片机应用系统。79编译调试环境--选用KeilC5179如果条件允许，配置硬件仿真器、实验板、编程器和示波器等。为了让学生的训练不脱离实际，给学生提供硬件仿真和验证的机会，具体做法：学生自己绘制原理图，自己编制程序，在仿真软件里首先调试通过，调试通过后，将自己编译好的程序用编程器去烧录，然后安装到目标实验板去观察运行结果，如果有问题，再连接硬件仿真器去调试、分析。80如果条件允许，配置硬件仿真器、实验板、编程器和示波器等。80六、教学资源建设网站（下载各种教学资源及参考资料）电子课件教学录像81六、教学资源建设81

网络教学环境把先进的信息技术手段（电子课件、网络教学平台）融入教学之中。在学校的支持下，本课程的网络教学平台（→单片机原理）已建设完毕，已于去年投入使用，访问次数已达4000人次以上。该网络教学平台设有“课程介绍”，“课程指导”，“实验指导”，“辅导及考试”，“参考资源”，“课程论坛”。此外还有“授课教师”介绍，“课程内容”，“授课计划”。尤其是“课程论坛”设置了“课程专区”，“学生心声”，“综合答疑”，“作业反馈”。82 网络教学环境82哈尔滨工业大学的精品课程网站(国家精品课程24门)

进入哈尔滨工业大学（）主页：→校内站点→教务处→精品课程→国家精品课程→06年国家精品课程→单片机原理83哈尔滨工业大学的精品课程网站(国家精品课程24门)83哈尔滨工业大学主页84哈尔滨工业大学主页84国家精品课程《单片机原理》主页85国家精品课程《单片机原理》主页85哈尔滨工业大学精品课程建设网页86哈尔滨工业大学精品课程建设网页86课程论坛-187课程论坛-187课程论坛-288课程论坛-288课程论坛-389课程论坛-389课程论坛-490课程论坛-490“常见问题与解答”，“实验指导”，“习题指导”等。实现网上发布作业、网上答疑，学生很容易地与教师对课程学习中的问题，不受时空限制，进行远距离的交流，对推动课程的学习，起到了很好的作用。91“常见问题与解答”，“实验指导”，“习题指导”等。实现网上发关于嵌入式微控制器课程群建设与规划为适应社会的需求和学生的就业，应考虑建立一个嵌入式微控制器课程群--单片机、DSP和嵌入式微处理器3门课。除了单片机课作为必修课外，DSP和嵌入式微处理器课，可作为选修课。有条件的学校可把DSP课作为必修课。现在已经开出DSP课和嵌入式微处理器选修课，受到了学生的欢迎。在教材建设方面，DSP课用的教材（介绍TMS320LF240x）已经出版并使用了两届。92关于嵌入式微控制器课程群建设与规划929393做好课程群的建设，首先要建立一个过硬的教师队伍，还要注意建设一个好的实践教学环境。教师队伍主要考虑那些工作在科研一线，尤其是要有实践经验的青年教师。实践教学环境也是一个重要方面，实践教学环境的建设得到了学校的支持，有关DSP课的实验已经能够开出。嵌入式微处理器的实验装置，已经向教务处申请了自制设备经费，自制设备已经完成，并投入使用。以上仅为从事单片机课程教学工作的感受和思考，敬请各位老师指正。94做好课程群的建设，首先要建立一个过硬的教师队伍，还要注意建设《单片机原理》课程体系结构与精品课程建设951内容一、《单片机原理》课程的性质与定位二、课程体系结构三、课程内容的更新与教材建设四、教学方法与教学理念五、实践教学环节六、教学资源建设96内容2一、《单片机原理》课程的性质与定位历史：二十余年,课程年轻工科绝大多数涉电专业(一、二、三本科、职业技术学院、专科或研究型、工程应用型)均开设。本科阶段必须掌握的应用技术与技能。97一、《单片机原理》课程的性质与定位3就业、攻读硕士学位的必备要求各种电子竞赛以及毕业设计均涉及。全国大学生创新性实验计划项目课程特点：涉及面广与实际应用紧密结合实践性要求高课程性质：应用类课程。目标：培养应用型人才98就业、攻读硕士学位的必备要求4《微型计算机组成技术》课程延伸凡是涉电专业都学习该课程，不仅仅是属于计算机类课程。学习方式：1.课堂讲授+实践教学（大多采用此方式）2.案例教学（教师讲授案例，与实际应用相结合）3.自学+布置设计题目+学生完成+教师总结（充分发挥学生的主观能动性）99《微型计算机组成技术》课程延伸5二、课程体系结构建立、完善“以芯片为基础，以接口设计为主线，以系统设计为目的”的课程体系和课程主要内容，如下图示。接口设计包括两部分：系统扩展接口与测控对象接口单片机集成度越来越高，系统扩展的部分应逐渐减少。例如，程序存储器、ADC、DAC等测控对象的接口介绍应增加。例如，各种电机接口、红外接口等。与各种传感器接口。100二、课程体系结构61017（1）以芯片为基础51系列----仍为主流系列。8051单片机内核的新产品不断推出，兼容的衍生品种不断问世，（统称80C51系列）。芯片级别：民品级、工业级、汽车电子、军品注重掌握芯片引脚的外特性：尤其要注意4个并行I/O口P0-P3的内部结构，准双向口与双向口的区别。片内的各种功能部件102（1）以芯片为基础8时钟电路：内部时钟，外部时钟复位电路：多芯片的复位，不同极性的复位电平。采用74LS123(单稳态触发器)，外接的电容参数？指令系统：汇编语言指令系统（第3章）。常用程序设计：子程序的编写，查表，排序，循环片内功能部件的介绍：中断系统，定时器，串行口 中断服务子程序的编写 举例的典型性

双机串行通信程序103时钟电路：内部时钟，外部时钟9（2）以接口设计为主线

a.程序存储器接口、数据存储器接口地址空间的划分：线选法、译码器法 （74LS138、74LS139、74LS156、FPGA）地址锁存器的选择（74LS373、74LS573、8282）注意：选用大容量的存储器芯片。

片内有闪存，扩展程序存储器的工作略去。

读、写时间参数与单片机匹配即可。104（2）以接口设计为主线10b.I/O接口

扩展I/O接口的必要性（不仅是片内I/O不够） I/O接口与I/O端口的区别 常用的I/O接口芯片（82C55、81C55） 利用74LSTTL芯片扩展的并行I/O接口、利用串口方式0 扩展的并行I/O接口。C.

键盘/显示器（包括液晶显示器）、微型打印机、BCD拨盘接口105b.I/O接口11LED显示器接口原理（静态显示、动态显示）键盘接口原理（键少-直接判断行线、线翻转法，键多-矩阵键盘）键盘/显示器接口设计方案（串口方式0、专用键盘显示器接口芯片）LCD显示器（介绍常用的LCM）微型打印机（圣特尼克接口）典型的微打TP-μP、BCD拨盘d.ADC、DAC接口DAC技术参数：分辨率、稳定时间输出形式、结构：电流、电压；单缓冲与双缓冲。106LED显示器接口原理（静态显示、动态显示）12还有时钟日历接口、报警音响接口、各种标准串行接口等。大功率接口。其他的各种接口（3）“以系统设计为目的”-----课程的最终目的。主要包括：最基本的小系统设计、复杂系统设计、系统调试（软件调试与硬件调试）以及开发工具（新的开发手段、EDA仿真软件Proteus的使用）。可靠性设计（硬件设计与软件设计）。其他单片机的介绍：

抗干扰性强、集成度高的单片机。107还有时钟日历接口、报警音响接口、各种标准串行接口等。大功率接三、课程内容的更新与教材建设（1）单片机的选型几十个系列，数百个品种。51系列:熟悉并得到广泛的应用。各大公司以8051单片机内核的新型单片机不断推出，与MCS-51兼容的衍生品种不断问世。今后若干年内,51系列及兼容的各种增强型、扩展型，仍是主流机型。各院校基本都以介绍51系列为主。108三、课程内容的更新与教材建设14《电子产品世界》杂志对有关嵌入式处理器使用问题的276名工程师问答调查：8051内核的单片机用的最多，依次ARM,飞思卡尔，PIC单片机等。操作系统：38%Linux,16%Wince,34%µc-OSII,前两种非实时。51单片机——PM/L语言的RTOS被中国工程师丢了。109《电子产品世界》杂志对有关嵌入式处理器使用问题的276名工程目前占市场份额较大为美国ATMEL公司的AT89C5x系列，AT89S5x系列。代表机型：AT89C51以及AT89S51和AT89S52市场份额增加）。需关注的其他8位单片机：8位单片机：AVR、PIC；51兼容机：高集成度的C8051F系列、AT89C51AC2(32K闪存、256片内RAM、2K片内EEPROM、1K片内ERAM、8通道10位ADC、看门狗、高速输出、定时器与边沿捕获、片内仿真电路)、ADμC812。110目前占市场份额较大为美国ATMEL公司的AT89C5x系列，16位单片机：TI的MSP430（关注）、凌阳单片机。32位单片机：飞利浦公司（2）存储器扩展扩展程序存储器少介绍，但不可删去，要掌握程序存储器的基本扩展方法。扩展数据存储器介绍容量为256K的扩展即可，小容量的不介绍。扩展E2PROM的内容可简单介绍或不介绍。11116位单片机：TI的MSP430（关注）、凌阳单片机。（3）键盘显示器接口部分8279是否介绍？删去。原有的并行接口键盘/显示器接口删去。专用键盘显示器接口器件：CH451(串口)、HD7279A(串口)、zlg7289(串口)、MAX7290(I2C)目前CH451和HD7279使用较多。从性能价格比上说，首推CH451，主要是CH451对LED数码管的驱动功能比较完善。112（3）键盘显示器接口部分18（4）ADC、DAC接口部分ADC:串行--TI公司：

TLC549(8位)、TLC1549(10位)、TLC1543(10位)、TLC2543(12位)并行----AD公司:

AD574(12位)、AD674(12位)、AD1674(12位)113（4）ADC、DAC接口部分19

DAC:串行---TI公司：

TLC5616(8位)、TLC5617(10位)、TLC5618(12位)并行---AD公司

AD669(16位,约150元)114DAC:20（5）串行扩展技术对串行扩展给予足够重视：单总线、I2C总线扩展、SPI扩展技术等。重点：I2C、SPI。（1、2、3线串行扩展）。I2C总线与CAN总线的系统结构相似，区别是什么？115（5）串行扩展技术21单总线116单总线22单总线器件内部主要电路117单总线器件内部主要电路23I2C总线118I2C总线24SPI总线119SPI总线25与相应的新型的接口芯片配套介绍。应以世界实力较强的接口芯片生产公司的产品为主，如AD公司、MAXIM公司、TI、DALLAS等公司的芯片。种类多，品种齐全，可借鉴的资料较多。（6）抗干扰设计新型的微处理器监视器芯片。

看门狗、掉电检测 AT89S51片内集成了看门狗120与相应的新型的接口芯片配套介绍。26形形色色的单片机（参考资料）1.8位单片机（1）华邦公司(Winbond)

W78系列和W77系列W78系列（与AT89C5x系列完全兼容），W77系列为增强型，对8051的时序作了改进：机器周期由12个时钟周期改为4个周期，速度提高三倍，晶振可达40MHz。增加看门狗、两组UART、两组DPTR数据指针（编写程序便利）、ISP（在系统可编程）等功能。集成USB接口，集成语音等功能。121形形色色的单片机（参考资料）27（2）PIC单片机（系列）美国微芯公司（Microship）产品，市场份额增长最快。RISC（精简指令集）结构，分别有33、35、58条指令（视级别而定）。指令周期：160～200ns，流水线结构I/O口双向，输出为CMOS互补推挽电路。I/O脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器、低工作电压、低功耗、驱动能力强。相比51系列：强的I/O驱动能力，低电平灌电流达25mA，高电平输出电流可达20mA。122（2）PIC单片机（系列）28（3）AVR单片机（系列）Atmel公司，特点为高速、低功耗。废除机器周期，以时钟周期为指令周期，流水作业。指令多为单周期指令，抛弃复杂指令计算机(CISC)追求指令完备的做法。采用精简指令集RISC(ReducedInstructionSetCPU)。时钟频率用4～8MHz，故最短指令执行时间为250～125ns。通用寄存器一共32个（R0～R31），无累加器A的瓶颈效应。

123（3）AVR单片机（系列）29I/O脚类似PIC，有控制输入或输出的方向寄存器，在输出状态下，高电平输出电流10mA左右。低电平灌电流20mA。不如PIC，但比51系列强。I/O脚引脚可单独设定为输入/输出，也可设定三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，可单一输出40mA，直接驱动可控硅SSR或继电器

124I/O脚类似PIC，有控制输入或输出的方向寄存器，在输出状态AVR有自动上电复位电路、看门狗电路、低电压检测电路BOD。多种省电休眠模式，且可宽电压运行（5-2.7V），抗干扰能力强，可降低一般8位机中的软件抗干扰设计工作量和硬件的使用量。面向字节的高速硬件串行接口SPI、TWI（与I2C接口兼容）。部分型号FLASH容量大，适于用高级语言进行开发；125AVR有自动上电复位电路、看门狗电路、低电压检测电路BOD。片内集成的多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时，使外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；片内资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，ADC，模拟比较器，WDT等；大部分AVR除有ISP功能外，还有IAP功能（出厂时，内部写入了单片机引导程序，可通过下载线对它在线编程，用户程序也可对内存重新修改，为实时测控数据保存提供方便，方便升级或销毁应用程序）。126片内集成的多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延（4）ADμC812单片机指令系统与51系列兼容。片内包含高性能的自校准多通道12位ADC、2个12位DAC。8K程序存储器（闪存）、640B数据存储器（闪存）、256B

SRAM。3种串行口：UART接口、I2C串口、SPI串行外设接口。看门狗、电源监视器、ADC的DMA。127（4）ADμC812单片机33（5）C8051F020单片机美国Cygnal公司的C8051F0208位单片机，内部采用流水线结构，大部分指令的完成时间为1或2个时钟周期，峰值处理能力为25MIPS。可靠性和速度有很大提高。片内资源：64kB片内Flash程序存储器，252BRAM，128BSFR8个I／O端口共64根I／O口线1个8位A／D转换器、1个12位A／D转换器1个双12位D／A转换器128（5）C8051F020单片机345个16位通用定时器5个捕捉／比较模块的可编程计数／定时器阵列（PCA）1个UART串口、1个SMBus/I2C串口、1个SPI串口看门狗定时器2路电压比较器VDD监视器(电源监测)内置温度传感器支持双时钟，其工作电压范围为2.7～3.6V1295个16位通用定时器35可编程数字I/O和交叉开关具有标准8051兼容的I/O端口。I/O端口与8051相比，有一些改进。每个端口I/O引脚都可以被配置为推挽或漏极开路输出。在标准8051中固定的“弱上拉”可以被禁止，这为低功耗应用提供了进一步节电的能力。最突出的改进是引入了数字交叉开关（C8051F2xx除外）。这是一个大的数字开关网络，允许将内部数130可编程数字I/O和交叉开关36字系统资源分配给端口I/O引脚。与具有标准复用数字I/O的微控制器不同，这种结构可支持所有的功能组合。即通过设置交叉开关控制寄存器将片内的计数器/定时器、串行总线、硬件中断、ADC转换启动输入、比较器输出以及微控制器内部的其它数字信号配置为出现在I/O端口的引脚。这就允许用户根据自己的特定应用选择通用端口I/O和所需数字资源的组合。131字系统资源分配给端口I/O引脚。与具有标准复用数字I/O的微

＊加密性强

＊轻松过2KV／4KV快速脉冲干扰（EFT测试）＊高抗静电（ESD保护）

＊宽电压，不怕电源抖动

＊宽温度范围：-40°～85°

＊超低功耗

＊在系统可编程，无需编程器，无需仿真器

＊快速烧录，10000片／天132

＊加密性强

＊轻松过2KV／4KV快速脉冲干扰（EFT测（6）ATMEL公司的AT89C51AC2单片机

80C51内核结构256字节片内RAM1K字节片内ERAM(非易失型RAM)32K字节的片内FLASH闪存2K字节片内引导存储器2K字节片内EEPROM14个中断源四级中断133（6）ATMEL公司的AT89C51AC2单片机393个16位的定时/计数器与80C51兼容的全双工UART晶振频率可达40MHz5个I/O口：32位的普通I/O+2位数字I/O口线5通道16位可编程计数器阵列：8位脉宽调制；高速输出；定时器与边沿捕获双字节数据指针21位看门狗定时器（7个可编程位）8通道10位精度ADC1343个16位的定时/计数器40片内仿真电路电源省电模式：空闲模式与低电压模式非常适用于需要A/D转换器，脉冲宽度调制，高速I/O以及大量计算的如工业控制、消费产品、电机控制、报警系统等场合。135片内仿真电路412.16位单片机（1）MSP43016位单片机美国TI精简指令集

27条低功耗，适于电池供电。10/12/14位ADC、16位△-∑ADC、2路DACJTAG仿真接口（省去仿真器、编程器）捕捉/比较功能驱动液晶160段PWM、DMA、WDT、6×8I/O、I2C串口、8MHz晶振、125ns指令周期1362.16位单片机42编程语言选择“C51”

的可读性、可靠性和编程效率上远超过了“汇编语言”。德国KeilSoftware公司的KeilC51编译器，包括了C51交叉编译器、A51宏汇编器、BL51连接定位器和基于Windows的集成化文件管理编译环境、多视窗软件仿真调试器等一系列开发工具，具有高效、可靠、使用方便等许多优点，应用已十分普及。137编程语言选择43在实际科研开发中，多采用混合编程。是否讲汇编语言？在许多实时控制的时序和时间要求十分苛刻的场合，还是非用汇编不可。尤其在控制接口硬件时，用汇编语言的程序设计还是显得非常简洁，用汇编语言设计出高效的程序，是一大基本功。绝不能因为有了C51，就完全废弃汇编语言。如何处理好汇编语言程序设计和C51程序设计，C51程序设计占多大比例。是一个重要课题。138在实际科研开发中，多采用混合编程。44教材建设教材为课程负责人张毅刚教授编写的04年1月由高等教育出版社出版的普通高等教育“十五”国家级规划教材《单片机原理及应用》。唯一的中文版“十五”国家级规划教材，已印刷18次计10万5千册。国家级“十一五”规划教材《单片机原理及应用》，于2010年5月出版。139教材建设45

普通高等教育国家级“十五”规划教材《单片机原理及应用》140普通高等教育国家级“十五”规划教材《单片机原理及应用1990年编写出版的《MCS-51单片机应用设计》教材（哈工大出版社）是我国最早的使用较广的单片机教材之一。1411990年编写出版的《MCS-51单片机应用设计》教材（哈工四、教学方法与教学理念1.注重承上启下

单片机是微机的重要分支，微机的许多概念与术语在单片机中继承下来，但更要把单片机与微计算机在应用上的区别讲清楚。问题：有关微机控制课程的学时数，与“微机控制技术”的联系与关系。后续课程：DSP、嵌入式微处理器142四、教学方法与教学理念482.制定科学合理的教学大纲，优化课程内容学时数？？突出课程内容的先进性、实用性、典型性原则，注重接口设计的软硬件结合（1）内容先进性与实用性：教师注重对科研开发项目中的实际例子进行总结，把最新技术成果和进展融入到课程内容中。1432.制定科学合理的教学大纲，优化课程内容49（2）内容的典型性、代表性：难点是接口设计部分。同一种接口设计方案有多种，要精选，从中选择最优、最具典型性的方案，作为讲授实例。（3）注重软硬件结合。单片机技术特点是软件控制硬件。不仅要介绍接口硬件和外围电路设计，还要注重介绍接口驱动程序的编写。144（2）内容的典型性、代表性：难点是接口设计部分。同一种接口设3.课堂教学方法的改进

与学生互动，充分调动学生主动学习的积极性。问题如何引出？如何深入？采用何种的工具和方法？都有哪些设计方案？这些方案各有哪些特点？适用场合？注重设计能力的培养。课程结束时，给学生布置一个应用系统设计的大作业

4.培养学生的市场、成本和性/价比观念关注元器件市场。比较多种设计方案，注重设计的可行性、性/价比。1453.课堂教学方法的改进51教师要把科研开发中的经验进行总结，多看最新的期刊杂志，了解市场，了解最新的元器件及价格。总结：（1）课程内容紧跟科技发展，不断更新。（2）注重课程内容与实际应用相结合。（3）突出讲授内容的实用性、典型性。（4）注重接口设计的软硬件结合。（5）要注重市场、注重设计的性/价比.（6）建立课堂教学、基础实验、课程设计的三位一体培养体系（7）注重学生的实际动手、创新能力的培养。146教师要把科研开发中的经验进行总结，多看最新的期刊杂志，了解市5.课程考核避免一卷定成绩，成绩由三部分组成：期末试卷占50％平时占50％：基础实验20+EDA仿真作业20+出席6+课后作业4。1475.课程考核53五、实践教学环节指导思想：“加强实践环节的训练，注重学生的创新能力和工程实践能力的培养”。主要由基础性实验、课程设计、科技创新组成。1.基础实验通过本环节，可掌握仿真开发工具的仿真调试手段，基本的汇编语言源程序的编写与调试，常用接口的设计与调试。能力强的再用C51编写。共10个实验题目：148五、实践教学环节54基础实验10个（课程教学计划内）实验系统操作实验数据区传送程序设计实验数据排序实验查找相同数个数实验P1口转弯灯实验工业顺序控制实验8255控制交通灯实验A/D转换实验D/A转换实验电子时钟设计149基础实验10个（课程教学计划内）55实验环境150实验环境56实验箱151实验箱57指导教师指导实验152指导教师指导实验58课程设计（课程教学计划内）两周，具有有一定难度，几十个题目可选或指定一个项目。使用的单片机不仅包含51系列而且还引入了凌阳、zilog等目前比较流行的单片机。该环节很好的综合了单片机课程所学的内容，培养学生独立设计开发单片机应用系统的目的。题目如下（仅供参考）：153课程设计（课程教学计划内）591.LED电子钟的制作以89C51单片机为核心，制作一个LED显示的智能电子钟设计要求： 计时：秒、分、时、天、周、月、年； 闰年自动判别； 五路定时输出，可任意关断(最大可到16路)； 时间、月、日交替显示； 自定任意时刻自动开/关屏； 计时精度：误差≤1秒/月(具有微调设置)。 键盘采用动态扫描方式查询。所有的查询、设置功能均由K1、K2完成。

1541.LED电子钟的制作602.单片机控制的LCD时钟

以89C51单片机控制的时钟，在LCD显示器上显示现在的时间。设计要求：

使用文字型LCD显示器来显示现在的时间。 显示格式为“时时：分分：秒秒”。

4个操作键K1-K4，功能如下： （1）操作键K1：进入设置现在的时间； （2）操作键K2：设置小时； （3）操作键K3：设置分钟； （4）操作键K4：确认完成设置。1552.单片机控制的LCD时钟61程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显示“00：00：00”，然后开始计时，扩充功能：增加闹铃功能，时间到则产生音乐声；增加闹铃功能，时间到则启动继电器控制家电；增加万年历显示“年月日”；结合温度传感器来显示现在的温度；结合湿度传感器来显示现在的湿度。156程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显3．秒表系统设计4．带有LCD显示的定时闹钟5．带有LCD显示的音乐倒数计数器6．数字温度计设计1利用温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相应的温度值。温度测量范围为-55~125°，精确到0.5°。

7．数字温度计设计2使用热敏电阻之类的温度传感器件，将被测温度变化的电压或电流采集下来，进行A/D转换后，就可以用单片机中进行数据的处理，在显示器上将被测温度显示出来。

1573．秒表系统设计638．十字路口交通灯控制1设计要求：模拟东西方向的十字路口交通信号控制情况。东西向通行80秒，南北向通行60秒，缓冲时间3秒。用单片机控制的LED灯模拟指示。9．十字路口交通灯控制2

设计要求：利用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红绿黄灯交替点亮和熄灭，并且用4只LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。要求能用按键设置两