项目一 单片机基础知识

项目一单片机基础知识【教学目标要求】1、知识目标：使学生了解单片机的组成原理及应用，掌握单片机的结构与引脚使用。

2、技能目标：掌握单片机开发的软件应用技能（任务），初步掌握WAVE、PROTUES软件的使用。

3、情感目标：以学习小组形式，进行讨论、学习、演练，完成认识单片机的结构与引脚项目任务；养成良好的学习习惯，增强学生的分析、操作、研究创新的能力以及与小组合作、沟通能力。

4、节能、环保，健康、安全教育目标：要求学生爱护实验、实训设备，节约用电；培养学生良好的学习、生活习惯，拥有健康的身心；要求学生安全用电，做好防止触电和防止火灾的安全教育。

【教学内容分析】本项目主要让学生了解单片机的发展应用，认识单片机的内部组成原理，掌握单片机的引脚功能和使用，指令的格式和寻址方式，学会使用WAVE、PROTUES软件。

项目学习包括以下的学习任务：任务一：单片机概述（2课时）任务二：上机实训——学习WAVE软件使用（2课时）任务三：信息编码与指令格式（2课时）任务四：上机实训——学习PROUTES软件使用（2课时）任务五：A T89S51单片机知识（2课时）任务六：单片机控制的广告灯电路（2课时）【教学重点与难点】1、单片机的结构及引脚功能；2、单片机存储器的编址；3、WAVE软件中各窗口的使用4、PROTUES软件的使用。

【教学方法和策略】布置学生6人为一组，分成6个学习小组。

采用实物演示、现场操作、小组合作探究、讲授等教学方法，具体教学策略是：任务一单片机概述（2课时）【教学重点】认识单片机的功能与应用，单片机芯片的内部结构与管脚认识。

【前置作业】1、你能讲出单片机在生活中应用有哪些例子？2、请写出单片机的内部组成有哪些主要结构？3、请画出单片机89C51芯片的引脚分布图？【课堂导入】MCS-51单片机具有品种多、兼容性强、价格低，开发技术成熟等特点已经广泛应用于工业领域，日常生活的家电中包含成熟的单片机控制电路。

下面我们就来观察一下上一届学生的作品，利用单片机控制64路LED的控制电路，体验一下单片机的神奇之处，观察完后请同学们讲讲你在生活中见到的有关单片机的应用。

【课堂活动】一、什么是单片机所谓单片机就是将计算机的CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和各种I/O口（如并行口、串行口等）集成在一片芯片上而制成的大规模集成电路。

形成芯片级的计算机。

因此单片机早期的含义称为单片微型计算机，简称为单片机（Single Chip Microcomputer）。

CPU：是计算机的核心，叫做中央处理单元（Center Process Unit）。

所有的数学运算和逻辑控制都由它完成。

RAM：随机存取存储器（Random Access Memory），存放运算过程中的数据。

ROM：只读存储器（Read Only Memory）。

定时器/计数器：计算机内部重要部件。

I/O：输入/输出口（Input/Output），包括并行口、串行口等。

二、单片机的发展概况1、第一代单片机 1976～1978Intel公司的MCS-48系列；Zilog公司的Z8系列；Motorola公司的6801系列，8位单片机，属于Single Chip Microcomputer的范围。

2、第二代单片机 1978～1982Intel公司的MCS-51系列，其他公司等。

这时的单片机功能已非常完善，确立了单片机的控制功能，超出了Single Chip Microcomputer的范围，属于Microcontroller。

3、第三代单片机 1982～全面发展单片机的控制功能，不断完善高档8位单片机，改善其结构，以满足不同客户的要求。

另外还产生了16单片机和专用单片机。

MCS-96系列。

4、单片机的未来仍将以8位单片机为主流。

8位单片机价格低廉，并能满足绝大部分应用场合。

我们学习单片机也以MCS-51系列，现在市面上的许多单片机也都和MCS-51兼容。

三、单片机的特点1、灵活，成本低，易于产品化。

2、面向控制，能针对性解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳性能价格比。

3、抗干扰能力强，能在恶劣的环境下可靠工作。

四、单片机的应用1、工业方面：电机控制、过程控制、智能传感器等2、仪器仪表方面：智能仪器、医疗器械等3、民用方面：电子玩具、家电产品、游戏机等4、军事方面：导弹控制、智能武器装置等5、其它五、单片机课程的学习方法单片机是一门应用性很强的课程，并且它的应用涉及硬件和软件，因此学习过程中有不同与其它课程的方法。

1、加强单片机应用的训练；2、多做实验，探索单片机应用的新领域；3、应用时要注意硬件和软件相结合；4、一般情况下尽可能减少硬件电路，提高系统可靠性；5、在老师指导下循序渐进；6、大胆创新，主动提出课题用单片机去解决。

六、典型单片机AT89S51的内部结构1、一个个8位的CPU；2、一个片内振荡器及时钟电路；3、4KB Flash ROM（不同型号内容不同，看书P4）；4、128B 内部RAM；5、可寻址64KB的外部ROM和外部RAM的控制电路；6、两个16位定时器/计数器（Timer/Counter）；7、26个特殊功能寄存器（Special Function Register）；8、4个8位并行（Parallel）I/O口；9、一个串行口（Series）；10、5个中断源（Interrupt）；11、内部硬件看门狗电路；12、一个SPI串行接口,用于芯片的在系统编程。

七、典型单片机AT89S51的引脚【课堂小结】掌握单片机的功能、认识单片机芯片的内部结构与管脚。

【课后作业】1、单片机由哪几部分组成？2、以简略形式标画处89C51的管脚示意图。

【教学反思】___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ______任务二上机实训——学习WAVE软件使用（2课时）【教学重点】正确使用软件进行数据的输入与调试。

【前置作业】如何使用软件打开、新建、保存文件。

【实训目的】1、熟悉软件的启动与关闭；2、熟练的各项操作；3、能正确使用软件进行数据的输入与调试；4、通过软件正确观察各项数据。

【实训设备及要求】1、计算机设备一套（安装W A VE6000软件）；2、学生必须遵守实训室的相关要求；3、注意安全，认真训练；4、听从老师指挥，完成相关实训内容。

【实训内容】一、W A VE6000软件的熟悉1、W A VE6000的功能WA VE6000仿真开发软件把源程序编辑、编译、下载、调试等操作全部集中在一个环境下进行，支持MCS-51、PIC两大系列、不同种类的单片机。

具有软件模拟执行功能，除输入、输出操作外，均可在软件模拟环境下完成绝大部分应用程序的调试。

WA VE6000编译器支持过程汇编，这样在程序编写、总装、调试过程中不会遇到标号重定义问题，方便了大型程序编写、调试。

2、W A VE6000的启动及界面认识（1）启动WAVE可以通过两种方式：①桌面上WAVE快捷方式。

②安装目录下的WAVE6000\BIN\WAVE.EXE（2）首次启动看到的界面（根据界面介绍各个菜单）（3）调试环境的设置在使用该软件调试程序之前需要对调试环境进行设置，设置好了之后如果没有什么改变以后就不要再设置了。

选择菜单仿真器（O）项下的仿真器设置，其中包括四项设置：语言、目标文件、仿真器、通信设置。

①“语言”如下图：如果用汇编语言编程，只要选择伟福汇编器即可；如果选择C语言编程，需要设置图中上面的内容。

②目标文件如下左图：选择生成BIN、HEX文件，未用的存储器为0FFH。

③仿真器项如上右图所示：选择合适的仿真器、仿真头、CPU，并选择是否“使用伟福软件模拟器”，设置晶体频率。

④通信设置通信设置是在不“使用伟福软件模拟器”时才需要设置，如下图所示。

确定仿真器和PC机之间的连接口、波特率，并可以对串口进行测试。

（4）新建一个文件新建一个文件是创建一个源程序。

①在文件（F）项菜单下选择“新建文件（N）”，如下左图：在光标处可以输入源程序，如右图：②在文件（F）项菜单下选择“保存文件（S）”，如下左图所示：需要确定文件的名字（注意：文件的扩展名一定是ASM）并确定保存的文件夹。

保存后出现如上右图：（5）新建一个项目（略）（6）编译编译的目的是检查源程序的语法错误，如果没错误将产生机器文件并存放在ROM中；如果有错误将给出错误信息。

编译有以下两种方式。

①使用项目（P）菜单下的编译（M）项；②使用快捷按纽，如下图：编译信息可以通过菜单窗口（W）下的信息窗口（M）查看。

如无错误，信息窗口如下：在信息中给出产生的目标文件的名字。

如有错误，信息窗口如下左：在信息中给出错误的地方（那一行）、错误类型。

（7）执行如果编译通过，将可以执行了。

执行的目的是为了得到结果。

执行操作有以下几种基本的操作：全速执行、执行但断点处、单步执行。

每种形式有两种启动选择。

①全速执行可以通过执行（R）菜单下的全速执行（R）、快捷按钮如上右图：②单步执行可按F8。

全速执行需要停止才能查看结果，查看的是整个程序的结果；单步执行每步都可以查看结果，查看的是每步执行的结果；执行到断点处可以在断点处查看结果，查看的断点之上程序的结果。

全速执行图如下左图，下面有“正在执行”和“执行时间”的提示。

单步执行如右图。

图中横线表示下面要执行的指令。

（8）查看结果结果是存放在寄存器和某个地址中的。

寄存器中通过窗口（W）菜单中的CPU项，可以查看某个寄存器中的值。