《单片机原理》课程设计(2013.6.3)
单片机原理教案
单片机原理教案教案标题：单片机原理教学一、教学目标：1. 了解单片机的基本原理和结构。
2. 掌握单片机的工作原理和寄存器的运行原理。
3. 学会编程和调试单片机程序。
二、教学内容：1. 单片机的基本概念和分类。
2. 单片机的结构和原理。
3. 单片机的编程和调试方法。
三、教学步骤：1. 导入环节（5分钟）：介绍单片机的基本概念和广泛应用领域，激发学生的学习兴趣。
2. 知识讲解（20分钟）：a. 单片机的基本原理和结构：讲解单片机的内部结构和各个功能模块，如CPU、存储器、IO口等。
b. 单片机的工作原理：介绍单片机的工作流程和时序，包括复位、初始化、执行程序等过程。
c. 寄存器的运行原理：讲解单片机的寄存器的功能和使用方法。
3. 案例分析（30分钟）：a. 通过一个简单的LED闪烁案例，演示单片机程序的编写和调试过程。
b. 指导学生逐步实现LED闪烁功能，并解释代码的逻辑和细节。
4. 实践操作（40分钟）：a. 学生分成小组，每个小组配备一套单片机开发工具。
b. 指导学生完成通过按键控制LED的亮灭功能，并调试程序。
c. 学生之间相互交流和讨论，解决问题和提供帮助。
5. 总结回顾（10分钟）：请学生总结单片机的基本原理和使用方法，并对自己的成果进行总结。
四、教学工具和资源：1. 单片机开发板和配套开发工具。
2. LED和按键等外设。
3. 电脑和投影仪。
五、课堂评价方法：1. 学生通过实际操作完成LED闪烁功能，并展示给其他小组评价。
2. 学生回答教师提问。
3. 教师观察学生的学习和实践情况，给予评价和指导。
单片机原理课设LIN
01
串行通信实现方法
02
使用UART（通用异步收发器）或USART（通用同步异步收发器）
等串行通信接口芯片。
配置单片机的串行通信相关寄存器，设置波特率、数据位、停
03
止位等参数。
串行通信与并行通信的实现方法
01 编写串行通信的发送和接收程序，实现数据的逐 位传输。
02
并行通信实现方法
03 使用并行总线接口芯片，如并行IO口扩展芯片。
I/O端口扩展
利用I/O扩展芯片或可编程逻辑器件，增加单片 机的I/O端口数量，实现对更多外部设备的控制 和数据交换。
通信接口扩展
通过UART、I2C、SPI等通信接口芯片，实现单 片机与其他设备或系统之间的数据传输和通信。
单片机在智能家居中的应用
家电控制
通过单片机控制家电设备的开关、模式、定时等功能，实现智能 化和远程控制。
在单片机开发过程中，调试是一个非 常重要的环节。掌握一些常用的调试 技巧和方法可以提高开发效率和质量 。如使用断点、单步执行、查看内存 和寄存器等方法进行调试。同时，还 需要注意一些常见的问题和解决方法 ，如程序跑飞、内存泄漏等。
04
单片机的中断系统与定时 /计数器
中断系统的基本概念
中断的定义
中断是指在单片机执行程序过程中，由外部或内部事件引 起的、打断当前正在执行的程序，转而去执行处理该事件 的中断服务程序的过程。
单片机的发展历程
单片机的应用领域
单片机广泛应用于智能家居、工业自 动化、医疗设备、汽车电子等领域， 是现代电子产品的核心部件之一。
从早期的4位、8位单片机，到现在的32位 、64位高性能单片机，单片机的性能和功 能不断提升，应用领域也越来越广泛。
单片机原理教案
单片机原理教案教案标题：单片机原理教案教案目标：1. 了解单片机的基本原理和结构。
2. 掌握单片机的工作原理和操作方法。
3. 学习如何通过编程控制单片机完成特定任务。
教学重点：1. 单片机的基本原理和结构。
2. 单片机的工作原理和操作方法。
3. 单片机编程的基本知识。
教学难点：1. 单片机的工作原理和操作方法的深入理解。
2. 单片机编程的实践应用。
教学准备：1. 单片机开发板及相应的软件。
2. 相关的教学资料和实例代码。
3. 实验设备和材料。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生回顾已学习的微处理器原理知识。
2. 提出问题，引发学生对单片机原理的思考。
二、讲解单片机的基本原理和结构（15分钟）1. 介绍单片机的定义和作用。
2. 解释单片机的基本原理和结构。
3. 展示单片机的内部组成部分和功能。
三、讲解单片机的工作原理和操作方法（20分钟）1. 详细讲解单片机的工作原理和时钟信号。
2. 演示如何通过引脚连接外部电路和设备。
3. 指导学生进行实际操作，让他们亲自体验单片机的操作方法。
四、讲解单片机编程的基本知识（20分钟）1. 介绍单片机编程的基本概念和语言。
2. 解释单片机编程的开发环境和工具。
3. 指导学生进行简单的编程实践，让他们了解如何编写和调试程序。
五、实践应用（25分钟）1. 提供一个实际应用场景，例如控制LED灯的亮灭。
2. 引导学生分组进行实践操作，编写相应的程序。
3. 学生展示实验结果，并进行讨论和总结。
六、作业布置（5分钟）1. 布置相关的编程作业，要求学生进一步巩固所学知识。
2. 提供相关的参考资料和实例代码。
教学反思：1. 回顾教学过程，总结教学中存在的问题和不足。
2. 收集学生的反馈意见，了解他们对教学内容的理解和掌握程度。
3. 根据反思和反馈意见，调整教学策略和方法，进一步提高教学效果。
教学延伸：1. 鼓励学生自主学习和探索单片机的更多应用领域。
2. 提供更多的实例和案例，让学生进行更复杂的单片机编程实践。
单片机原理课程设计
三、任务
1. 根据单片机资源分配和使用,制定出设计方案； 2. 说明设计原理、画出设计电路图 3. 软件设计整体流程图 4. 画出各模块的设计图 5. 调试分析: 系统调试中碰到的问题和解决方法 6. 写出设计报告 具体要求见下页
目
录
一、概述 二、设计原理 三、设计要求 1、系统要求及功能模块 2、设计思想 四、设计方案 1、系统硬件电路图 2、系统软件总流程图 3、各功能模块程序流程图 五、系统检测与调试 1、硬件电路调试 2、软件各功能模块的调试 3、总调试 六、总结 收获、体会、经验、教训、建议。 附：系统总程序清单（必须加注释） 注：手写程序，不允许打印
例如：要产生200HZ的音频信号，在P1.0口接入喇叭，利用子 程序延时，当R3为1时，延时时间约为10us,R3中存放延时常 数。
对200HZ音频，其周期为：1/200秒，即5ms
当P1.4的高电平或低电平的持续时间为2.5ms,即 R3的时间常数取 2500/20=125(7DH)时,就能发出 200HZ的音调。改变延时常数就可改变音调。 乐曲中，每一音符对应着确定的频率。
1）利用4×4矩阵键盘作为用户输入接口，输入运 算数据，6位数码管作为运算数据或计算结果显示，运 算结果不超过6位整数，运算包括加、减、乘、除。 2)准备阶段6只数码管循环轮流显示P(跑马)，当 按下中断键，启动系统开始工作，4个数码管闪烁显示 “START”，
提示：定义矩阵键盘16个按键分别为0-9、.(小数点) 、+ 、、× 、÷ 、=，程序循环执行键盘扫描和显示，根据按下键 的不同类型分别进入不同的处理分支中，根据按下的是等号键 还是运算符键决定是否输入第二个操作数，再根据保存的运算 符进行计算，显示结果，如果采用A和B运算后结果存入A，还 可以进行连算。
单片机原理课程设计
单片机原理课程设计一、引言单片机是现代电子技术中的重要组成部分，广泛应用于各个领域。
单片机原理课程设计是培养学生对单片机基本原理的理解和应用能力的重要环节。
本文将围绕单片机原理课程设计展开，介绍设计的目标、步骤和实施过程，以及设计的成果和效果。
二、设计目标单片机原理课程设计的目标是通过实践操作，提高学生对单片机原理的理解和应用能力，培养他们的创新思维和解决问题的能力。
具体目标包括：1. 掌握单片机的基本原理和编程技巧；2. 能够独立完成简单的单片机电路设计和编程任务；3. 培养学生的团队合作和沟通能力；4. 提高学生的创新意识和实践动手能力。
三、设计步骤单片机原理课程设计的步骤主要包括以下几个方面：1. 确定设计主题和任务：根据教学要求和学生的实际情况，选择适合的设计主题和任务，既能满足课程要求，又能激发学生的兴趣。
2. 确定设计方案：根据设计主题和任务，制定合理的设计方案，包括硬件电路和软件编程两个方面。
3. 执行设计方案：按照设计方案，实施硬件电路和软件编程的设计，包括元器件的选择和连接、电路的调试和编程的编写。
4. 进行实验测试：对设计的电路和程序进行实验测试，检验其功能是否实现、稳定性是否良好。
5. 优化改进：根据测试结果，对设计进行优化改进，提高其性能和可靠性。
6. 撰写设计报告：根据设计过程和结果，撰写设计报告，包括设计目标、方案、实施过程、测试结果和总结等内容。
四、实施过程单片机原理课程设计的实施过程中，学生需要分工合作，共同完成设计任务。
具体过程如下：1. 学生分组：根据实际情况，将学生分成若干个小组，每个小组由三到五名学生组成。
2. 硬件设计：每个小组负责设计一个单片机电路，包括元器件的选型和连接方式。
3. 软件编程：每个小组负责编写相应的单片机程序，实现设计的功能。
4. 实验测试：每个小组将自己设计的电路和程序进行实验测试，检验其功能是否正确。
5. 互相交流：各小组之间进行经验交流和合作，共同解决遇到的问题和困难。
单片机原理课程设计
单片机原理课程设计单片机原理课程设计是通过对单片机原理的学习，结合实践操作，完成一个具体功能的设计项目。
以下是一个可能的单片机原理课程设计的示例：设计题目：温湿度监控系统设计要求：1. 使用单片机实现温湿度的测量和显示功能；2. 实现温湿度数据的采集和存储功能；3. 设计界面友好、操作简单的用户交互界面；4. 实现温湿度报警功能，当温湿度超过一定范围时发出警告；5. 设计一个简单的数据分析功能，可以生成温湿度的历史曲线图。
设计步骤：1. 硬件设计：- 搭建温湿度传感器与单片机之间的硬件连接；- 设计一个简单的显示屏，用于显示温湿度数据和报警信息； - 板上设计一个按键用于操作和设置。
2. 软件设计：- 编写主程序，初始化各个硬件模块；- 编写温湿度测量和读取程序，将测量到的温湿度数据存储到内存中；- 编写显示程序，将测量到的温湿度数据实时显示在显示屏上；- 编写报警功能程序，当温湿度超过预设范围时，通过显示屏和蜂鸣器发出警告；- 编写数据存储和分析程序，将测量到的温湿度数据存储到外部存储器中，并可以通过USB接口导出数据进行分析。
3. 实验和测试：- 搭建所设计的系统，并连接各个硬件模块；- 运行程序，测试各个功能是否正常运行；- 调试和优化程序，确保系统稳定可靠。
4. 文档编写：- 编写详细的设计报告，包括硬件设计、软件设计、实验结果和改进方向等内容；- 撰写用户操作手册，介绍系统的使用方法和注意事项；- 准备展示材料，如展板、演示视频等。
以上是一个基本的单片机原理课程设计示例，具体设计内容和难度可根据实际情况进行调整。
单片机课程设计
单片机原理及应用课程设计任务书一、课程设计的目的通过本课程设计使学生进一步巩固单片机原理及应用的基本概念、基本理论，分析问题的基本方法，增强系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力。
培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找解决方案。
二、课程设计的内容和要求课题一：题目：数字音乐盒的设计设计要求：以单片机为核心，设计一个数字音乐盒：利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲（最少3首乐曲，每首不少于30s）。
采用LCD显示信息。
a. 开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称）。
b. 可通过功能键选择乐曲、暂停、播放。
课题二：题目：单片机电梯控制器设计要求：以51单片机和步进电机为核心设计单片机电梯控制器，要求具备如下基本功能。
显示：要求实现5层控制，实时显示电梯所在楼层号位置；升降控制：采用一台步进电机，利用电机的正反转来模拟电梯的升降；具备不可逆响应的功能：电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向呼叫均无效。
课题三：题目：抢答器设计设计要求：1）抢答器的抢答路数为6路；2）设置一个系统清除和抢答控制开关s，开关由主持人控制；3）抢答器具有定时抢答功能：且一次抢答时间由主持人设定为30秒，当主持人启动开始按键后，定时器进行倒计时，并在数码管上显示计时间；4）系统采用2个数码管显示，抢答启动后首先显示时间，当有人抢答时，显示抢答人员所对应的编号；5）抢答器具备锁存与显示功能，当选手按下按钮时，锁存相应的编号，扬声器发生声响提示，并在数码管上显示该选手的编号，选手抢答实现优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
课题四：题目：4×4矩阵键盘设计要求：1）设计4×4矩阵键盘，共16个键；2）每个键位具有一个固定的键码，用十六进制表示为0H～FH；3）当按下一个键时用数码管显示其对应的键码。
单片机原理及应用教学设计
单片机原理及应用教学设计一、单片机原理概述单片机是指在单个芯片上集成了微处理器核心、存储器和各种外设接口的微型电子计算机系统。
它具有体积小、功耗低、成本低等特点，被广泛应用于嵌入式系统中。
单片机内部结构包括中央处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)以及各种外设接口。
CPU是单片机的心脏，负责执行程序的指令和控制单片机的各种操作。
存储器分为易失性存储器(RAM)和不易失性存储器(ROM)，RAM用于存储临时数据，ROM用于存储程序和常量。
外设接口包括通用I/O口、定时器/计数器、串行通信接口、模拟/数字转换器等，用于与外部设备进行数据交互。
单片机的工作原理是，当电源供给时，单片机根据存储器中的程序运行指令，并根据外设接口的设置与外部设备进行数据交互。
单片机可以根据不同的应用需求编写不同的程序，从而实现各种功能。
1.实验目的通过学习单片机原理及应用，理解单片机的工作原理和内部结构，并能够使用单片机进行简单的应用开发。
2.实验内容(1)单片机基础知识介绍：讲解单片机的定义、特点和应用领域。
(2)单片机内部结构介绍：介绍单片机内部CPU、存储器和外设接口的功能和作用。
(3)单片机编程语言介绍：介绍单片机编程语言，如C语言或汇编语言等。
(4)单片机应用开发实验：通过实验，学生掌握使用单片机开发简单的应用，如LED灯控制、LCD显示、温度采集、按键控制等。
3.实验步骤(1)手动控制LED灯亮灭实验：学生使用单片机的通用I/O口，通过编写程序实现手动控制LED灯的亮灭。
(2)LCD显示实验：学生使用单片机的串行通信接口，通过编写程序实现在LCD上显示字符或数字。
(3)温度采集实验：学生使用单片机的模拟/数字转换器，通过编写程序实现温度的采集和显示。
(4)按键控制实验：学生使用单片机的外部中断输入口，通过编写程序实现按键控制LED灯的亮灭。
4.实验要求(1)学生能够正确理解单片机的工作原理和内部结构。
(2)学生能够独立编写简单应用程序，实现基本的功能。
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显示子程序：
DIR： SETB P3.3
MOV MOV
； P3.3=1，允许TXD脚同步移位脉冲输出
； 送出的段码个数 ； 7FH～78H为显示数据缓冲区
R7，＃08H R0，＃7FH
DL0：
MOV
ADD
A，@R0
A，＃0DH
； 取出要显示的数送A
； 加上偏移量 ； 查段码表SEGTAB， 取出段码
6
MOV
INC INC
@R1，A
DPTR R1
；存储转换结果
；指向下一个通道 ；修改数据区指针
DJNZ
R7，LOOP
；8个通道全采样完 ；否？未完则继续
…………
7
图10-1
8段LED数码管结构及外形，要把某些段发光
二极管点亮，就要为LED数码管提供段码（字型码）。 LED数码管共计8段。正好是一个字节。习惯上是以“a” 段对应段码字节的最低位。各段与字节中各位对应关系如 表10-1所示。
11
图10-4
4位LED静态显示电路
12
图10-5
4位8段LED动态显示电路
13
图10-6 8位LED动态显示过程和结果
动态显示的优点是硬件电路简单，显示器越多，优势越
明显。缺点是显示亮度不如静态显示的亮度高。如果“扫 描”速率较低，会出现闪烁现象。
14
图10-12 用AT89S51串行口扩展键盘/显示器
《单片机原理》课程设计
指导教师：于微波 2013.6.3
1
设计题目——直流数字电压表的设计
一、基本设计要求： （1）将直流0—5V的输入电压进行模数转 换，进行模拟信号的采样； （2）将采样结果通过显示器进行显示；
2
二、硬件调试基本要求：
可外接可调电位器模拟输入的被测电压， 依次调节电位器将外部模拟信号输入ADC0809， 用万用表检测A/D转化器的输入电压，观察仿 真器中A/D转换后的数字量所在单元的数据变 化，并把对应相应输入电压值的数字量显示在 数码管上。
MOVC A，@A＋PC
MOV
DL1： JNB CLR
SBUF ，A
TI，DL1 TI
； 将段码送串行口的SBUF
； 查询1个字节的段码输出完否？ ； 1字节的段码输出完，清TI标志
DEC
R0
； 指向下一个显示数据单元
16
DJNZ
R7，DL0
；段码个数计数器R7是否为0，如不
；为0，继续送段码
CLR RET P3.3 ； 8个段码输出完毕，关闭显示器输出 ； 返回 ； 码表 DB 92H，82H，0F8H，90H；
SEGTAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H；共阳极段
DB
DB
88H，83H，0C6H，0A1H，86H；
8FH，0BFH，8CH，0FFH，0FFH；
17
数码管显示电路原理图
18
按照上述格式，显示各种字符的8段LED数码管的段码
如表10-2所示。
9
10
10.1.2 LED数码管工作原理
图10-3所示为显示4位字符的LED数码管的结构原理 图。N位位选线和8 N条段码线。段码线控制显示字型， 而位选线控制着该显示位的LED数码管的亮或暗。
图10-3
4位LED数码管的结构原理图
MOV
MOV MOV DELAY： NOP NOP
DPTR，#7FF8H ；端口地址送DPTR， ；P2.7=0， 且指向通道IN0
R7，#08H R6，#0AH ；置通道个数 ；启动A/D转换 ；软件延时， 等待转换结束
LOOP： MOVX @DPTR，A
NOP
DJNZ MOVX R6，DELAY A，@DPTR ；读取转换结果
3
三、扩展设计要求： （1）设计一个电路，将直流0—200V的输入 电压转换为隔离的0—5V的输入信号；
（2）进行标度变换，将电压值显示在LCD液 晶显示器上。 （3）通过串行接口与PC机进行通信。
4
图11-20
ADC0809与AT89S51查询式接口
5
MAIN： MOV
R1，#data
；置数据区首地址