最新单片机技术教案(综合版)
(完整版)单片机技术教案(综合版)
第一讲一、授课内容：1．授课科目：单片机技术2．授课内容：1.1什么是单片机 1.2单片机的发展 1.3 MCS-51和80C51系列简介 1.4单片机的应用领域和应用模式3．授课类型：讲授4．授课时间：2学时5．主讲教师：刘珊二、教学目的：了解单片机的发展,应用领域和应用模式，掌握单片机的特点三、教材分析：重点/难点：单片机的特点四、教学设想：1.借助多媒体教学,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.2.借助EWB软件做演示实验,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.五、教学过程：（板书）一、什么是单片机单片机是将CPU,RAM,ROM,定时器/计数器以及I/O接口电路等计算机的主要部件集成在一块电路芯片上。
SCM:单片微型计算机MCU：微控制器SOC: 片上系统二、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。
单片机综合课程设计
单片机综合课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的基本原理，掌握其内部结构及工作流程；2. 学会使用单片机编程软件，能编写简单的程序控制单片机；3. 掌握单片机与其他外围设备（如传感器、执行器等）的接口技术；4. 了解单片机在现实生活中的应用，能分析具体案例中的应用原理。
技能目标：1. 能够运用C语言或汇编语言对单片机进行程序设计；2. 能够独立完成单片机硬件电路的搭建，并进行调试；3. 能够结合实际问题，设计简单的单片机控制系统；4. 提高动手实践能力，培养团队协作和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及电子技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的创新意识和实践能力，增强对科技发展的关注；3. 培养学生严谨的科学态度，提高学生对工程实践的认识；4. 引导学生关注单片机技术在工业、农业、日常生活等方面的应用，培养社会责任感。
本课程旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式，使学生在掌握单片机基础知识的基础上，提高实际操作能力。
针对学生的年级特点，课程设计注重培养学生的动手实践能力和创新意识，使其在解决问题的过程中，形成积极的情感态度和价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 单片机基础知识：介绍单片机的基本概念、发展历程、内部结构及其工作原理，重点讲解CPU、存储器、I/O口等组成部分。
相关教材章节：第一章单片机概述。
2. 单片机编程语言：讲解C语言和汇编语言的基本语法，结合实例进行程序设计，使学生掌握单片机编程的基本方法。
相关教材章节：第二章单片机编程语言。
3. 单片机硬件系统：介绍单片机硬件电路的搭建方法，讲解常用外围设备的接口技术，如传感器、执行器等。
相关教材章节：第三章单片机硬件系统。
4. 单片机程序下载与调试：介绍程序下载和调试工具的使用方法，使学生能够独立完成程序下载、调试和优化。
相关教材章节：第四章单片机程序下载与调试。
单片机综合实训教案
单片机综合实训教案一、教学目标1. 了解单片机的基本概念、结构和原理。
2. 掌握单片机的编程方法和应用技巧。
3. 能够独立完成单片机系统的设计和调试。
二、教学内容1. 单片机概述单片机的定义和发展历程单片机的结构和组成部分2. 单片机编程基础单片机的指令系统编程语言和开发工具程序结构和编程规范3. 单片机应用系统设计系统需求分析硬件选型和电路设计软件设计和编程4. 单片机系统调试与优化调试方法和工具常见问题和解决方案系统性能优化技巧5. 单片机应用案例解析温度控制器设计智能家居系统设计控制系统设计三、教学方法1. 讲授法：讲解单片机的基本概念、原理和编程方法。
2. 实践法：动手操作单片机开发板，进行编程和系统设计。
3. 案例分析法：分析实际应用案例，理解单片机的应用场景。
4. 讨论法：分组讨论，解决实际问题和难点。
四、教学资源1. 教材：单片机原理与应用2. 实验设备：单片机开发板、编程器、调试器等3. 软件工具：Keil、MPLAB等编程软件4. 在线资源：相关教程、案例和答疑论坛五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、提问和讨论情况。
2. 实验报告：评估学生的实践操作能力和编程水平。
3. 课程设计：评价学生的系统设计和调试能力。
4. 期末考试：测试学生对单片机知识的掌握程度。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，其中理论讲授16课时，实验操作16课时。
2. 教学计划：第1-4课时：单片机概述及结构原理第5-8课时：单片机编程基础第9-12课时：单片机应用系统设计第13-16课时：单片机系统调试与优化第17-20课时：单片机应用案例解析第21-24课时：实践操作与实验第25-28课时：课程设计第29-32课时：期末复习与考试七、教学重点与难点1. 教学重点：单片机的基本概念、结构和原理。
单片机的编程方法和应用技巧。
单片机系统的设计、调试与优化。
2. 教学难点：单片机指令系统的理解与应用。
硬件电路设计与故障排除。
单片机技术教案(综合版)
单片机技术教案(综合版)第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程1.2 单片机的特点与应用领域1.3 单片机的组成部分及工作原理1.4 单片机的发展趋势与前景第二章：单片机编程基础2.1 计算机组成原理与数制转换2.2 单片机指令系统与编程语言2.3 程序设计的基本方法与技巧2.4 常用编程软件与开发工具第三章：单片机外部扩展与接口技术3.1 单片机外部存储器扩展3.2 并行接口与I/O口编程3.3 串行通信接口与MODBUS协议3.4 传感器与模拟信号处理第四章：单片机应用系统设计4.1 系统设计流程与方法4.2 硬件选型与系统架构设计4.3 软件设计与调试4.4 系统测试与优化第五章：单片机项目实践5.1 项目需求分析与规划5.2 硬件设计与搭建5.3 软件编程与调试5.4 项目总结与改进第六章：单片机中断与定时器/计数器应用6.1 中断系统原理与编程6.2 定时器/计数器功能与编程6.3 中断与定时器/计数器在应用系统中的应用案例6.4 中断与定时器/计数器的调试与优化第七章：单片机串口通信技术7.1 串口通信基础与协议7.2 单片机串口通信硬件设计7.3 串口通信软件编程与调试7.4 串口通信在实际应用中的案例分析第八章：单片机控制系统设计8.1 控制系统基础与分类8.2 单片机在控制系统中的应用8.3 常见控制算法与编程8.4 控制系统仿真与实际应用案例第九章：单片机在物联网中的应用9.1 物联网概述与架构9.2 单片机在物联网节点中的应用9.3 物联网通信协议与数据处理9.4 物联网项目实践与案例分析第十章：单片机技术综合实战与应用10.1 单片机技术在工业自动化中的应用10.2 单片机技术在智能家居中的应用10.3 单片机技术在医疗设备中的应用10.4 单片机技术在未来发展趋势中的角色与挑战重点和难点解析一、单片机概述重点：单片机的基本概念、特点与应用领域难点：单片机的组成部分及工作原理二、单片机编程基础重点：计算机组成原理与数制转换难点：单片机指令系统与编程语言、程序设计的基本方法与技巧三、单片机外部扩展与接口技术重点：单片机外部存储器扩展、并行接口与I/O口编程难点：串行通信接口与MODBUS协议、传感器与模拟信号处理四、单片机应用系统设计重点：系统设计流程与方法、硬件选型与系统架构设计难点：软件设计与调试、系统测试与优化五、单片机项目实践重点：项目需求分析与规划、硬件设计与搭建、软件编程与调试难点：项目总结与改进六、单片机中断与定时器/计数器应用重点：中断系统原理与编程、定时器/计数器功能与编程难点：中断与定时器/计数器在应用系统中的应用案例、中断与定时器/计数器的调试与优化七、单片机串口通信技术重点：串口通信基础与协议、单片机串口通信硬件设计难点：串口通信软件编程与调试、串口通信在实际应用中的案例分析八、单片机控制系统设计重点：控制系统基础与分类、单片机在控制系统中的应用难点：常见控制算法与编程、控制系统仿真与实际应用案例九、单片机在物联网中的应用重点：物联网概述与架构、单片机在物联网节点中的应用难点：物联网通信协议与数据处理、物联网项目实践与案例分析十、单片机技术综合实战与应用重点：单片机技术在工业自动化中的应用、单片机技术在智能家居中的应用、单片机技术在医疗设备中的应用难点：单片机技术在未来发展趋势中的角色与挑战全文总结：本教案全面介绍了单片机技术的基本概念、编程基础、外部扩展与接口技术、应用系统设计以及实际项目实践等方面。
单片机综合实验教学设计
单片机综合实验教学设计一、实验目的通过本实验，学生应能够：1.掌握单片机的基本原理和工作方式；2.理解单片机的输入输出口和端口控制；3.能够设计和实现简单的单片机控制电路。
二、实验器材1.STM32F103系列单片机开发板；2.电脑；3. J-Link仿真器；4.电源、USB线、母排线等。
三、实验内容及步骤1.实验一：LED灯控制实验目的：通过控制单片机输出口控制LED灯的亮灭，验证控制单片机的输出口功能。
实验步骤：（1）将LED灯的阳极连接到STM32F103开发板的一个IO口，将LED 的阴极通过电流限制电阻接地；（2）利用Keil或者编写汇编语言代码，控制该IO口输出高电平和低电平，从而控制LED灯的亮灭；2.实验二：按键控制LED灯实验目的：通过按键的输入控制LED灯的亮灭，进一步验证单片机的输入和输出功能。
实验步骤：（1）将一个按键连接到STM32F103开发板的一个IO口，通过上拉电阻将IO口引脚拉高；（2）编写程序，读取该IO口的电平状态，当按键按下时，该IO口电平跳变，从而控制LED灯的亮灭；3.实验三：数码管显示实验目的：通过控制单片机输出口的电平状态，实现对数字的显示。
实验步骤：（1）连接一个4位共阳数码管到STM32F103开发板的4个IO口，并通过电流限制电阻接入；（2）编写程序，设置文本、数字等需要显示的内容，并将其输出到对应的IO口，控制对应的数码管段亮灭；4.实验四：温度采集和控制实验目的：通过连接温度传感器和继电器，实现对温度的采集和控制。
实验步骤：（1）将温度传感器连接到STM32F103开发板的一个AD口，通过编程读取AD值，转换为温度值；（2）将继电器连接到另一个IO口，通过控制IO口的输出电平，实现继电器的断开和闭合；（3）编写程序，通过读取温度传感器的数值，判断温度是否超过设定值，当温度过高时，通过IO口控制继电器开关继电器，实现对温度的控制；四、实验总结学生完成了一系列基于单片机的实验项目，通过实践学习了单片机的基本原理和应用。
单片机综合实验课程设计
单片机综合实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单片机的基本原理，掌握其内部结构及相关功能模块的使用方法。
2. 学生能掌握单片机编程的基本语法和技巧，能独立完成简单的程序设计。
3. 学生能了解单片机在现实生活中的应用，并学会分析实际案例。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，完成单片机的基本操作和程序编写。
2. 学生能通过实验，学会使用相关开发工具和调试技巧，具备一定的故障排查能力。
3. 学生能运用单片机技术解决实际问题，提高创新实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过单片机综合实验课程，培养对电子信息科学的兴趣和热情。
2. 学生在团队协作中，学会沟通、分享和合作，提高解决问题的能力。
3. 学生能认识到单片机技术对社会发展的作用，树立正确的价值观和责任感。
课程性质：本课程为实践性课程，侧重于培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生已具备一定的单片机基础知识，对实际操作感兴趣，但编程能力和问题解决能力有待提高。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践和团队协作，提高学生的综合能力。
通过课程目标分解，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 单片机基础理论：回顾单片机的基本原理、内部结构、工作原理等，重点讲解中断系统、定时器/计数器、串行通信等模块的功能和应用。
2. 单片机编程语言：以C语言为基础，介绍单片机编程的基本语法、数据类型、运算符、控制语句等，并通过实例进行讲解。
3. 单片机实验操作：结合教材章节，进行以下实验：- 基本输入输出实验：学习单片机I/O口控制，实现LED灯、蜂鸣器等设备的控制。
- 中断控制实验：掌握中断系统的使用，实现外部中断控制。
- 定时器/计数器实验：学习定时器/计数器的配置，完成定时控制等功能。
- 串行通信实验：了解串行通信原理，实现单片机之间的数据传输。
单片机技术教案(综合版)
一、教案基本信息教案名称：单片机技术教案(综合版)课时安排：本教案共5章，建议每章安排2课时，总共10课时。
教学目标：1. 了解单片机的基本概念、结构和应用领域。
2. 掌握单片机的编程语言和编程方法。
3. 学会使用单片机开发工具和仿真器进行程序设计和调试。
4. 能够运用单片机技术解决实际问题。
教学内容：1. 单片机的基本概念和结构。
2. 单片机的编程语言和编程方法。
3. 单片机开发工具和仿真器的使用。
4. 单片机应用实例。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解单片机的基本概念、结构和编程方法。
2. 使用演示法，展示单片机开发工具和仿真器的使用。
3. 通过实践法，让学生动手编写和调试单片机程序。
4. 采用案例分析法，分析单片机在实际应用中的例子。
教学准备：1. 准备单片机开发工具和仿真器。
2. 准备相关教材和参考资料。
3. 准备单片机实验设备和实验材料。
1. 课堂讲解和问答，评估学生对单片机基本概念和编程方法的理解程度。
2. 实验报告，评估学生在实际操作中运用单片机技术的能力。
3. 课后作业，评估学生对单片机编程语言和编程方法的掌握程度。
二、第一章：单片机的基本概念和结构教学目标：1. 了解单片机的定义和发展历程。
2. 掌握单片机的基本结构和主要组成部分。
3. 了解单片机的性能指标和选型原则。
教学内容：1. 单片机的定义和发展历程。
2. 单片机的基本结构：CPU、存储器、输入/输出接口等。
3. 单片机的性能指标：主频、内存容量、功耗等。
4. 单片机的选型原则：应用需求、性能指标、成本等。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解单片机的定义和发展历程。
2. 使用演示法，展示单片机的基本结构和组成部分。
3. 通过案例分析法，分析单片机的性能指标和选型原则。
教学准备：1. 准备相关教材和参考资料，介绍单片机的定义和发展历程。
2. 准备图片或实物，展示单片机的基本结构和组成部分。
3. 准备案例资料，介绍单片机的性能指标和选型原则。
单片机综合实训教案
单片机综合实训教案一、实训目的与要求1. 目的（1）了解单片机的基本原理和结构。
（2）掌握单片机的编程方法和应用技巧。
（3）培养动手能力和团队协作精神。
2. 要求（1）熟悉单片机的基本硬件组成。
（2）掌握单片机编程语言（如C语言、汇编语言等）。
（3）能够独立完成简单单片机程序的设计与调试。
二、实训内容与课时安排1. 实训内容（1）单片机硬件认识与搭建。
（2）单片机编程基础。
（3）单片机常见外设接口编程。
（4）单片机应用系统设计。
（5）综合实训项目。
2. 课时安排（1）单片机硬件认识与搭建：2课时。
（2）单片机编程基础：4课时。
（3）单片机常见外设接口编程：6课时。
（4）单片机应用系统设计：4课时。
（5）综合实训项目：8课时。
三、实训步骤与方法1. 实训步骤（1）单片机硬件认识与搭建：了解单片机的硬件组成，搭建实验平台。
（2）单片机编程基础：学习单片机编程语言，掌握基本编程技巧。
（3）单片机常见外设接口编程：学习并掌握常见外设接口（如LED、按键、串口等）的编程方法。
（4）单片机应用系统设计：结合实际项目，设计并实现一个完整的单片机应用系统。
（5）综合实训项目：完成一个综合性的实训项目，提高实际应用能力。
2. 实训方法（1）讲解与演示：教师讲解单片机相关知识，并进行现场演示。
（2）实践操作：学生动手进行实验，巩固所学知识。
（3）讨论与提问：学生之间互相讨论，解答疑问。
（4）项目实践：以小组为单位，完成综合性实训项目。
四、实训评价与考核1. 评价方式（1）平时表现：30%。
（2）实验报告：40%。
（3）综合实训项目：30%。
2. 考核标准（1）平时表现：参与课堂讨论、提问、实验操作等。
（2）实验报告：内容完整、分析深入、表达清晰。
（3）综合实训项目：项目完成度高、创新性强、实用性好。
五、教学资源与工具1. 教学资源（1）教材：单片机原理与应用。
（2）课件：单片机相关知识。
（3）实验器材：单片机开发板、编程器、实验器件等。
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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
Zilog 等公司 , 其主流产品有几十个系列 , 几百个品种。 尽管其各具特色 , 名称各异 , 但作为 集 CPU、 RAM 、 ROM （或 EPROM ）、 I/O 接口、 定时器 /计数器、 中断系统为一体的
单片机 , 其原理大同小异。 现以 Intel 公司的系列产品为例 , 说明各系列之间的区别。
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,
三、教材分析： 重点 /难点：单片机的特点
四、教学设想 ： 1.借助多媒体教学 ,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 . 2.借助 EWB软件做演示实验 ,增强学生对知识的理解 ,同时提高他们对本学科的兴趣 .
五、教学过程：（板书）
一、什么是单片机
单片机是将 CPU,RAM,ROM, 定时器 /计数器以及 I/O 接口电路等计算机的主要部件集成在一
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
块电路芯片上。
SCM: 单片微型计算机
MCU ：微控制器
SOC: 片上系统 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
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 , 由于其采用了最新的制造工艺 , 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。
Intel 公司从其生产单片机开始 , 发展到现在 , 大体上可分为 3 大系列 : MCS — 48 系列、 MCS — 51 系列、 MCS —96 系列。 该 3 大系列的性能简介见表 1。 表 1 Intel 单片机系列性能简介
4、 MCS — 51 单片机系列 MCS — 51 系列单片机虽已有 10 多种产品 , 但可分为两大系列 : MCS —51 子系列与 MCS — 52 子系列。 MCS — 51 子系列中主要有 8031、 8051、 8751 三种类型。 而 MCS — 52 子系列
经济建设、 军事及家用电器等各个领域均得到了广 泛的应用。
（1） 家用电器领域
目前国内各种家用电器已普遍采用单片机控制取代传统的控制电路， 制系统。
而做成单片机控
例如洗衣机、电冰箱、空调机、微波炉、电饭煲、电视机、录像机及其它视频音像设 备的控制器。 ⑵ 办公自动化领域
现代办公室中所使用的大量通信、 信息产品多数都采用了单片机， 如通用计算机系统中的键
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第一讲
一、授课内容 ： 1． 授课科目：单片机技术 2． 授课内容：1.1 什么是单片机 单片机的应用领域和应用模式 3． 授课类型：讲授 4． 授课时间： 2 学时 5． 主讲教师：刘珊
1.2 单片机的发展
1.3 MCS-51和 80C51系列简介 1.4
二、教学目的： 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
三、 单片机的特点
（ 1）体积小、重量轻、功耗低、功能强、性价比高。 （ 2）数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高。 （ 3）结构灵活，易于组成各种微机应用系统。
（ 4）应用广泛，既可用于工业自动控制等场合，又可用于测量仪器、医疗仪器及家用电 器等领域。 四、单片机系列简介
目前世界上单片机生产厂商很多 , 如 : Intel 、 Motorola 、 Philips 、 Siemens、 NEC 、 ADM 、
盘译码、磁盘驱动、打印机、绘图仪、复印机、电话、传真机、考勤机等。
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(3) 智能仪表。 用单片机改造原有的测量、
综合化、 柔性化方向发展。
也有 3 种类型 8032、 8052 、 8752 。
在某些性能上略有差异。 由此可见 , 在本子系列内各类芯片的主要区别在于片内有无
ROM
或 EPROM; MCS — 51 与 MCS — 52 子系列间所不同的是片内程序存储器 ROM 从 4 KB 增至
8 KB; 片内数据存储器由 128 个字节增至 256 个字节 ;定时器 /计数器增加了一个 ; 中断源增 加了 1～ 2 个。 另外 , 对于制造工艺为 CHMOS 的单片机 , 由于采用 CMOS 技术制造 , 因此 具有低功耗的 特点 , 如 8051 功耗约为 630 mW, 而 80C51 的功耗只有 120 mW 。 五、单片机的应用 由于单片机具有体积小、 重量轻、 价格便宜、 功耗低 , 控制功能强及运算速度快等特点 , 因而在国民