《单片机原理及应用》的核心词,单片机。什么是单片机?单片机就是一片芯片,大家一定觉得好奇,一片芯片能有多大用途?请不要小看它哦!麻雀虽小,五脏俱全。它可不是一片普通的芯片,它是一片包含计算机主要功能的一块芯片,又叫单片微型计算机或微控制器(MCU)等,单片机产品已经渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的足迹。小到儿童玩具,手机、家用电器、工业控制、医疗设备, 大到军用设备、航空航天等等。因此,我们要认真学习这门课程,努力掌握并灵活运用单片机。
本课程主要学习单片机的内部结构、IO口、定时计数器、中断系统、串行通信及常用外设控制方式等。通过本课程的学习:(1)有利于深入了解单片机的工作原理、硬件基础运行规则和规律;(2)有利于理解底层编程语言的特性;(3)有利于 提升电路设计与软件编程的综合应用技能;(4)有利于提高学生自主学习能力和创新思维意识。
本课程教学方式采用项目式教学,以工程项目为载体,任务驱动的形式, 将知识点融入到项目教学之中,在完成各个任务的过程中既掌握了理论知识又提高了实践操作技能。免于单纯学习理论知识的疲惫感,让学生能够持续学习,增强学习的兴趣。
本课程知识体系较复杂,专业技能较强,需要较长时间的持续学习过程。基于课程特点,采用线上线下混合式教学。通过线上平台,让学生自主完成课程理论知识的学习,拓宽学生的知识面;线下主要完成实践教学,通过软件仿真、实体硬件平台调试等环节,循序渐进培养学生单片机系统开发技能。
通过本课程的学习,使学生掌握单片机原理与结构的基本知识,具有单片机系统开发的基本技能,具备基本的职业素养,为今后从事单片机应用系统相关工作奠定基础,具体目标如下:
1.能够跟踪单片机发展前沿技术,掌握单片机组成结构、工作原理的理论知识;
2.能够构建单片机系统开发环境,熟悉单片机控制指令和程序结构;
3.能够操控单片机片内特殊功能寄存器和存储器,能对单片机端口进行控制;
4.具有时序逻辑分析能力,能对片外外设进行程序控制与读写操作,具有复杂工程问题的解决能力和创新能力;
5.具有团体合作意识,能够进行良好的沟通与交流,具有自主学习、终身学习和创新意识。
《单片机原理及应用》是理实一体化课程,课程考核成绩:线上学习占比20%,线下学习占比80%。线上学习包括:在线资源学习占比2%,在线测试占比5%,在线讨论占比3%,在线考试占比10%。线下学习包括:课堂表现5%,实训项目完成度占比10%,实训报告书写质量占比5%,实践操作考试占比60%。具体评价指标如表所示。
《单片机原理及应用》课程评价指标 | |||
线上(20%) | 线下(80%) | ||
项 目 | 占比 | 项 目 | 占比 |
在线资源学习 | 2% | 课堂表现 | 5% |
在线测试 | 5% | 实训项目完成度 | 10% |
在线讨论 | 3% | 实训报告书写质量 | 5% |
在线考试 | 10% | 实践操作考试 | 60% |
项目1 认识51单片机
导学
1.1 单片机基础知识
1.2 单片机应用及发展趋势
1.3 MCS-51系列与AT89S5x系列单片机
1.4 各种兼容型8051单片机
1.5 PIC单片机与AVR单片机
1.6 其它嵌入式处理器简介
讨论
项目小结
项目1 测验
单元作业
项目2 最小系统设计与软件开发环境
导学
2.1 单片机的硬件结构
2.2 单片机的引脚
2.3 单片机的CPU
2.4 单片机的存储空间
2.5 程序存储器与数据存储器空间
2.6 特殊功能寄存器与位地址空间
2.7 时钟电路与时序
2.8 复位操作与复位电路
2.9 单片机的最小应用系统
2.10 低功耗节电模式
2.11 Protues仿真环境
2.12 Keil 开发环境
讨论
项目小结
项目2 测试
单元作业
项目3 花样流水灯的设计
3.1 P0口内部结构与特性
3.2 P1口-P2口的内部结构
3.3 P3口的内部结构
3.4 IO端口与LED发光二极管的驱动连接
3.5 流水灯实例
讨论
项目小结
单元作业
项目 3测验
拓展1 8051指令系统
E1.1 指令系统概述
E1.2 指令系统的寻址方式
E1.3 指令系统分类
E1.4 数据传送类指令
E1.5 算术运算类指令
E1.6 逻辑操作类指令
E1.7 控制转移类指令
E1.8 位操作类指令
E1.9 指令系统汇总
E1.10 某些指令说明
讨论
拓展2 程序设计基础
E2.1 汇编语言编程概述
E2.2 伪指令
E2.3 汇编语言源程序的汇编
E2.4 子程序设计
E2.5 查表程序设计
E2.6 分支转移程序设计
E2.7 循环程序设计
讨论
项目4 定时/计数器应用系统设计
4.1 AT89S51单片机的定时器计数器简介
4.2 定时器计数器的特殊功能寄存器
4.3 定时器计数器的四种工作方式
4.4 定时器计数器的方式1编程
4.5 定时器计数器的方式2编程
4.6 利用门控位GATEx测量脉冲宽度
4.7 数码管的工作原理
4.8 电子秒表实例
讨论
项目小结
项目4 测验
单元作业
项目5 交通信号灯的设计
项目小结
5.1 中断系统技术概述
5.2 中断控制寄存器
5.3 中断响应与处理
5.4 中断服务程序设计
5.5 多外部中断源系统设计
5.6 交通信号灯实例
讨论
项目5 测验
单元作业
项目6 简易电子琴的设计
6.1 键盘概述
6.2 独立按键
6.3 矩阵键盘--扫描法
6.4 矩阵键盘--翻转法
6.5简易电子琴实例
讨论
项目小结
单元测试
单元作业
项目7 单片机通信系统设计
项目小结
7.1 串行通信基础知识
7.2 串行口的结构与特殊功能寄存器
7.3 串行口的工作方式0
7.4 串行口的工作方式1、2、3
7.5 多机通信
7.6 波特率的制定方法
7.7 常用串行通信接口标准
7.8 串口方式0应用实例
7.9 单片机之间通信
7.10 单片机与pc机通信实例
讨论
单元测试
单元作业
项目8 数字温度采集系统的设计
项目小结
8.1 模数转换基础知识
8.2 ADC0809工作原理
8.3 ADC0809控制时序
8.4 数字温度采集系统实训
8.5 DS18B20工作原理
8.6 DS18B20数字温度采集系统实例
讨论
项目8 测验
单元测试
项目9 信号发生器的设计
项目小结
9.1 数模转换基础知识
9.2 DAC0832工作原理
9.3 信号发生器实例
讨论
项目9 测验
项目10 汽车装配线控制系统设计
任务10.6 温度传感器
任务10.3 直流电机
任务10.4 蜂鸣器与光电传感器
10.1 汽车装配线控制系统项目概述
任务10.5 LCD屏幕
任务10.7 汽车装配线功能集成
任务10.2 汽车装配线控制系统项目管理
项目10 检测
学生优秀作品展示区
作品2:照明灯控制系统设计
作品3:电子琴设计
作品5:智能温控电风扇设计
作品4:交通信号灯设计
作品1:基于ZigBee无线通信系统设计
在学习本课程之前,应该先具备:电路基础、模拟电子技术、数字电路技术、C语言程序设计等基础知识。承上启下,帮助我们更加轻松,愉快的学习单片机课程。
1.张毅刚.《51单片机典型项目实战》.人民邮电出版社.2018年
2.蔡杏山.《零基础学51单片机》.人民邮电出版社.2018年
3.汤嘉立.《单片机应用技术实例教程(C51版) 》.人民邮电出版社.2014年
4.王云.《51单片机C语言程序设计教程》.人民邮电出版社.2018年
5.林立.《单片机原理及应用-基于Proteus和Keil C(第4版)》.电子工业出版社.2018年
6.宋雪松.《手把手教你学51单片机——C语言版(第2版)》.清华大学出版社.2020年
Q : 在学习过程中遇到不懂的知识,怎么办?
A : 方法一:在课程讨论区留言,课程团队教师看到后将会及时回复;
方法二:在课程群聊中发布求助信息,让我们的学习伙伴一起来帮您解决;
方法三:将不懂的知识记录好,等上线下课时,来问老师。
Q : 如何学好单片机原理及应用课程?
A : 方法一:反复观看教学视频,并进行单元测试,记录错误的题目,方便复习;
方法二:在课程群聊中多和小伙伴们讨论相关知识,拓展知识面;
方法三:线下通过仿真软件进行调试,编译,反复验证电路功能,或通过开发板进行项目调试。