单片机原理及应用教学教案资料.docx

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（ 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（RandomAccess 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～ 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 MCS—4 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（ 1976～1980）: 低性能单片机阶段。 以 1976 年 Intel 公司推 出的 MCS— 48 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（ 1980～ 1983） : 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（ 1983～ 80 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 MCS—96 系列, 由于其采用了必威体育精装版的制造工艺 , 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： ）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。 ）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。 ）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，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 4μs，而且具有特殊的多机通信功能，可