MCS_51单片机课程设计的研究
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MCS-51单片机原理与应用教学设计介绍MCS-51单片机是一种微型计算机芯片,广泛应用于许多嵌入式系统中。
单片机课程是电子信息类专业的重要课程之一,是培养学生嵌入式系统设计能力的基本环节,也是学生熟练掌握C语言编程技能的关键课程。
本文主要介绍MCS-51单片机原理与应用教学设计的相关内容。
教学目标本教学设计旨在通过讲解MCS-51单片机的基本原理及其应用,培养学生以下几个能力:1.理解MCS-51单片机的基本架构和指令系统。
2.掌握MCS-51单片机的编程工具和编程方法,熟练使用Keil软件。
3.能够完成基本的嵌入式系统设计和开发任务,包括输入输出控制、中断处理、定时器计数、串口通信等。
4.能够将所学知识应用于具体的嵌入式系统设计任务中,并在实践中不断提高自己的技能和分析问题的能力。
教学内容第一章:MCS-51单片机体系结构1.1 MCS-51单片机的基本组成介绍MCS-51单片机的基本构成和各部分的功能,包括CPU、存储器、输入输出接口等。
1.2 MCS-51单片机的寄存器介绍MCS-51单片机的寄存器及其作用,包括通用寄存器、特殊功能寄存器、状态寄存器等。
1.3 MCS-51单片机的指令系统介绍MCS-51单片机的指令系统,包括指令格式、指令类型、指令执行时间等。
第二章:Keil软件的使用2.1 Keil软件的介绍介绍Keil软件的基本功能和使用方法。
包括新建、编译、下载和调试程序等。
2.2 Keil软件的项目管理介绍Keil软件的项目管理功能,包括添加、删除、修改源文件,设置编译选项等。
2.3 Keil软件的调试功能介绍Keil软件的调试功能,包括单步执行、断点调试、变量监视等。
第三章:MCS-51单片机的应用3.1 输入输出控制介绍MCS-51单片机的输入输出控制方法,包括端口输入输出、LED和数码管控制等。
3.2 中断处理介绍MCS-51单片机的中断处理机制,包括硬件中断和软件中断,中断优先级等。
《单片机应用设计报告》系别电子信息与电气工程系专业自动化班级 09 级 (1) 班姓名王杰王典老师储忠完成时间 2012年5月18日单片机原理及接口技术课程设计报告摘要:单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
MCS-51单片机是使用极为广泛的一款8位单片机,在此次实训中所用的单片机是美国Atmel公司生产的以8031为内核的AT89S52单片机。
实训分别以构建单片机最小系统版、74HC138流水灯、8255交通灯、8253方波、6N137光耦控制继电器等几个实验关键词:AT89S52 74HC138 8255A 8253 6N137 交通灯目录单片机原理及接口技术课程设计报告 (1)实验一构建单片机最小系统和实验环境熟悉 (3)1.1单片机的工作原理 (3)1.1.1单片机最小系统图 (3)1.1.2运算器简介 (4)1.1.3控制器简介 (5)1.1.4实验解析与总结 (7)实验二跑马灯实验及74HC138译码器 (7)2.1实验内容 (7)2.1.1实验原理 (8)2.1.2实验原理图 (8)2.1.3实验程序流程图 (9)2.1.4实验程序代码 (9)2.1.5完成后的效果图 (10)2.2实验总结 (10)实验三8255控制交通灯实验 (11)3.1实验内容 (11)3.1.3实验原理 (11)3.1.2实验原理电路图 (12)3.1.3程序流程图 (13)3.1.4实验程序代码 (13)3.1.5系统实现图 (15)3.2 8255A寻址原理 (15)3.3实验总结 (16)实验四8253方波实验 (17)4.1实验内容 (17)4.1.1实验原理图 (17)4.1.2实验原理电路图 (17)4.1.3程序流程图 (18)4.1.4程序流程代码 (19)4.1.4系统仿真 (20)4.2实验总结 (21)实训总结 (21)附录 (22)1 实验源程序 (22)2仿真系统电路原理图 (27)3硬件实物照片 (27)实验一构建单片机最小系统和实验环境熟悉1.1单片机的工作原理1.1.1单片机最小系统图单片机最小系统主要有外部晶振电路,系统复位电路以及供电电源组成。
一、设计内容该课程设计是利用MCS-51单片机内部的定时/计数器、中断系统、以及行列键盘和LED显示器等部件,设计一个单片机电子时钟。
设计的电子时钟通过数码管显示,并能通过按键实现设置时间和暂停、启动控制等。
二、电子时钟设计思想:用定时/计数器T0,工作于定时,采用方式1,对12MHZ的系统时钟进行定时计数,初值设为XXYY〔自己计算〕。
形成定时时间为50ms。
用片内RAM的7BH单元对50ms 计数,计20次产生秒计数器78H单元加1,秒计数器加到60那么分计数器79H单元加1,分计数器加到60那么时计数器7AH单元加1,时计数器加到24那么时计数器清0。
然后把秒、分、时计数器分成十位和个位放到8个数码管的显示缓冲区,通过数码管显示出来。
显示格式为小时十位、小时个位---分十位、分个位---秒十位、秒个位。
在处理过程中加上了按键判断程序,能对按键处理。
三、MCS-51单片机系统简介单片机应用系统由硬件系统和软件系统两局部组成。
硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。
软件系统包括监控程序和各种应用程序。
在单片机应用系统中,单片机是整个系统的核心,对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。
与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和I\O接口,使单片机应用系统能够运行。
在一个单片机应用系统中,往往都会输入信息和显示信息,这就涉及键盘和显示器。
在单片机应用系统中,一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。
配置键盘和显示器一般都没有统一的规定,有的系统功能复杂,需输入的信息和显示的信息量大,配置的键盘和显示器功能相对强大,而有些系统输入/输出的信息少,这时可能用几个按键和几个LED 指示灯就可以进行处理了。
在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘,也可能是矩阵键盘。
显示器可以是LED指示灯,也可以是LED数码管,也可以是LCD显示器,还可以使用CRT显示器。
3.2.2 MCS-51系列单片机的结构与原理1.51系列单片机总体基本结构51系列单片机主要由8个基本部件组成,即微处理器(CPU )、数据存储器(RAM )、程序存储器(ROM/EPROM )、I/O 口(P0口、P1口、P2口、P3口)、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器(SFR )。
它们都是通过片内单一总线连接而成。
MCS-51是Intel 公司的较早推出的51系列单片机,其代表产品主要有8051和8052系列,其中以8051系列单片机最为经典。
因此,以后所有兼容8051的单片机一般简称为51系列单片机。
51系列单片机总体基本结构如图3-1所示:CPU微处理器ROM RAM定时/计数器并行接口串行接口中断系统SFR特殊功能寄存器P0P1P2P3TXD RXDINT0INT1T0T1内部总线图3-1 51系列单片机总体基本结构MCS-51系列单片机主要功能部件8051/8052系列单片机主要包括以下功能部件: ● 8位CPU ;● 4K/8K 片内程序存储器(ROM/EPROM); ● 128/256字节的片内RAM ;● 32条双向I/O 口(4个8位口);● 可寻址外部程序存储器和数据存储器各64K ; ● 2/3个16位定时器/计数器 ● 1个全双工异步串行口;● 5/6个中断源,2个中断优先级; ● 具有位寻址能力;● 片内振荡器和时钟电路;以ATMEL 公司的AT89C51为例对8051单片机的引脚功能加以说明,AT89C51与Intel 公司的8051的唯一区别是AT89C51程序存储器为可擦写的FLASH ,而Intel 公司的8051为ROM 或EPROM ,其它如引脚及功能都完全一致。
AT89C51有PDIP 、PQFP 、TQFP 、 PLCC 、LCC 等多种封装形式,图3-3 为AT89C51双列直插式封装PDIP 的引脚图。
RST P3.1P3.2P3.3P3.5P3.4P3.6P3.7P3.0XTAL1GNDXTAL223465781911121315141617101819203938373536343340323029282627252431232221P1.1P1.2P1.3P1.5P1.4P1.6P1.7P1.0P0.1P0.2P0.3P0.5P0.4P0.6P0.7P0.0P2.6P2.5P2.4P2.2P2.3P2.1P2.0P2.7VCCALE/PROG PSENEA/VPP (TXD)(INT0)(INT1)(T1)(T0)(WR)(RD)(RXD)(AD1)(AD2)(AD3)(AD5)(AD4)(AD6)(AD7)(AD0)(A14)(A13)(A12)(A10)(A11)(A9)(A8)(A15)P0口P2口P1口P3口8051图3-2 AT89C51双列直插式封装PDIP 的引脚图● GND (20):接地。
单片机原理与应用及C51程序设计第二版教学设计单片机技术在电子信息领域中发挥着重要作用,而C51是单片机应用非常广泛的一种单片机,掌握其原理及应用是很有必要的。
本文将介绍单片机原理及应用和C51程序设计,并对第二版教学进行设计。
单片机原理及应用单片机的概念单片机是集成了存储器、计时器、I/O接口、中断系统等功能模块的微处理器。
单片机的分类单片机按照架构可以分为CISC型、RISC型;按照位数可以分为8位、16位、32位等;按照指令集可以分为MCS-51、MSP430、AVR等。
单片机的工作原理单片机的工作流程:控制信号产生–指令解码–操作执行。
单片机的应用单片机在家电控制、车载电子、安防系统、医疗器械、电视机、手机等应用中很常见。
C51程序设计C51的基本架构C51的基本架构包括CPU、时钟电路、I/O口、复位电路、中断系统等模块。
C51是基于MCS-51指令集的单片机,是英特尔公司开发的一款8位单片机。
C51程序设计流程C51程序设计流程:编写程序–烧写到单片机–调试运行。
C语言程序设计C语言是C51程序设计的主要语言之一,就像C51一样,C语言也是英特尔公司开发的一门语言。
C51编程语言C51支持汇编语言和C语言两种程序设计语言。
相关工具COSMIC、KEIL C、IAR编译器、STC-ISP工具等工具是C51程序设计中常用的工具。
第二版教学设计教学目标1.掌握单片机的基本原理及应用;2.熟练掌握C51程序设计;3.增强学生解决实际问题的能力。
教学内容1.单片机概述;2.单片机原理及应用;3.C51程序设计;4.单片机应用实例。
教学内容覆盖面广泛,有利于提高学生的综合能力和实战能力。
教学方法1.讲授与实践相结合;2.以科技创新为主线;3.强调理论和实际应用结合。
教学手段1.讲课;2.实验;3.课后习题;4.个性化课程设计。
通过多种教学手段激发学生兴趣,提高学习效果。
结论单片机技术的应用越来越广泛,掌握单片机的原理及应用和C51程序设计是很有必要的。
《单片机原理与应用》课程设计总结报告题目:单片机电子时钟(带秒表)的设计设计人员:张保江江润洲学号:********** **********班级:自动化1211指导老师:***目录1.题目与主要功能要求 (2)2.整体设计框图及整机概述 (3)3.各硬件单元电路的设计、参数分析及原理说明 (3)4.软件流程图和流程说明 (4)5.总结设计及调试的体会 (10)附录1.图一:系统电路原理图 (11)2.图二:系统电路PCB (12)3.表一:元器件清单 (13)4.时钟程序源码 (14)题目:单片机电子时钟的设计与实现课程设计的目的和意义课程设计的目的与意义在于让我们将理论与实践相结合。
培养我们综合运用电子课程中的理论知识解决实际性问题的能力。
让我们对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识,同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高,为今后能够独立完成某些单片机应用系统的开发和设计打下一个坚实的基础。
课程设计的基本任务利用89C51单片机最小系统,综合应用单片机定时器、中断、数码显示、键盘输入等知识,设计一款单片机和简单外设控制的电子时钟。
主要功能要求最基本要求1)使用MCS-51单片机设计一个时钟。
要求具有6位LED显示、3个按键输入。
2)完成硬件实物制作或使用Pruteus仿真(注意位驱动应能提供足够的电流)。
3)6位LED数码管从左到右分别显示时、分、秒(各占用2位),采用24小时标准计时制。
开始计时时为000000,到235959后又变成000000。
4)使用3个键分别作为小时、分、秒的调校键。
每按一次键,对应的显示值便加1。
分、秒加到59后再按键即变为00;小时加到23后再按键即变为00。
在调校时均不向上一单位进位(例如分加到59后变为00,但小时不发生改变)。
5) 软件设计必须使用MCS-51片内定时器,采用定时中断结构,不得使用软件延时法,也不得使用其他时钟芯片。
计算机硬件技术基础(MCS-51单片机原理及应用)综合实验报告书学院:能环学院班级:热能073设计人:王治博学号: 070662同组人:李超学号:070650一、题目:全自动洗衣机二、目的与要求:1.目的:1.进一步加深对MCS-51单片机内部结构和程序设计方法的理解。
2.提高综合运用MCS-51单片机的软硬件进行程序设计的能力。
2.基本要求:(1)要求使用面向对象和结构化程序设计的编程思路。
(2)学校的刷卡式全自动洗衣机给同学们的生活带来了很大便利,现利用MCS—51单片机,通过延时、定时、中断等操作实现全自动洗衣机工作过程的模拟控制。
3.设计说明:运用了中断,延时等来模拟全自动洗衣机工作的全过程,用指示的点亮,熄灭来表示洗衣机的正转反转及开盖,刷卡,注水,脱水等全部过程。
三、设计方法和基本原理:1.问题描述:分析全自动洗衣机的工作过程:接通电源后,打开洗衣机盖子放入衣物和洗衣粉,盖上盖子。
通过刷卡启动注水,利用外部中断0模拟注水达标志位,停止注水并开始洗衣。
洗衣过程为:正转10秒(利用延时实现),间歇4秒,然后反转10秒,间歇4秒,再正转(这里认为已洗静),然后开始排水,同样利用延时模拟排水达标志位,排水结束,如此循环往复3次(注水—洗涤—排水过程),认为洗衣过程结束。
然后开始脱水操作,利用定时器,定时时间到,打开洗衣机盖子取出衣物,等待下一次刷卡,即下一次洗衣任务。
试验中用各指示灯的亮灭来表示洗衣过各环节的相应状态。
2.涉及到的硬件:LED指示灯3.流程图四、程序清单:ORG 8000HLJMP MAINORG 8003HLJMP INTT0ORG 800BHLJMP TOS0MAIN: CLR P1.7 ;电源指示灯亮WAIT:JB P3.1,W AIT ;等待刷卡MOV SP,#5FHSETB EA ;允许cup中断SETB EX0 ; 允许外部中断SETB IT0 ;令外部中断为边沿触发SETB ET0 ;开启T/C0中断SETB PX0 ;令T/C0中断优先MOV TMOD,#01H ;置T/C0为方式1,定时MOV TH0,#4CH ;送定时初值MOV TL0,#00HMOV R2,#00HMOV R1,#03H ;重复3次YY:CLR P1.1 ; 注水灯亮,开始注水SETB PSW.5FF:JNB F0,FF0 ;等待注水达标SJMP FFFF0:CLR P1.3 ;开始正转MOV 40H,#0AHFF1:LCALL DELAYDJNZ 40H,FF1SETB P1.3CLR P1.2 ;间歇MOV 41H,#04HFF2:LCALL DELAYDJNZ 41H,FF2SETB P1.2CLR P1.4 ;开始反转MOV 42H,#0AHFF3:LCALL DELAYDJNZ 42H,FF3SETB P1.4CLR P1.6 ;排水灯亮,开始排水MOV 43H,#03HFF4:LCALL DELAYDJNZ 43H,FF4SETB P1.6 ;排水结束DJNZ R1,YY ; 检验是否继续洗衣FF5:CLR P1.5 ;开始脱水SETB TR0 ;启动T/C0 HERE:SJMP HERETOS0:MOV TMOD,#01HMOV TH0,#4CHMOV TL0,#00HINC R2CJNE R2,#200,NEXTMOV R2,#00HCLR TR0SETB P1.5LJMP MAINNEXT:RETIINTT0:CLR F0SETB P1.1RETIDELAY:MOV R5,#92 ;延时子程序DELY:MOV R7,#35DEL1:MOV R6,#120DEL2:DJNZ R6,DEL2DJNZ R7,DEL1DJNZ R5,DEL YRETEND五.程序调试:(1)将所编写的程序在WIN51文件下进行编译,看是否有错误出现,根据编译提示进行修改,进行编译,如果还不能达到要求的结果,继续进行修改,直到所编写的程序0个错误0个警告。
MCS-51单片机的结构与原理主要内容:典型单片机(MCS-51,MSP430,EM78,PIC,Motorola,AVR)的性能,MCS-51内部结构、特点、工作方式、时序和最小应用系统。
为学生后续学习单片机应用系统设计、利用单片机解决工程实际问题打下坚实的基础。
重点在于基本概念、组成原理、特点及MCS-51的最小应用系统,难点在于时序。
1.1典型单片机性能概览典型单片机有MCS-51、MSP430、EM78、PIC、Motorola、AVR等。
MSP430为低功耗产品,功能较强。
EM78为低功耗产品,价格较低。
PIC为低电压、低功耗、大电流LCD驱动、低价格产品。
Motorola是世界上最大的单片机生产厂家之一,品种全、选择余地大、新产品多。
其特点是噪声低,抗干扰能力强,比较适合于工控领域及恶劣的环境。
AVR为高速、低功耗产品,支持ISP、IAP,I/O口驱动能力较强。
1.2MCS-51单片机硬件结构及引脚1.2.1MCS-51单片机的内部结构内部结构如下:1.中央处理器(CPU)组成:运算器、控制器。
8051的CPU包含以下功能部件:(1)8位CPU。
(2)布尔代数处理器,具有位寻址能力。
(3)128B内部RAM数据存储器,21个专用寄存器。
(4)4KB内部掩膜ROM程序存储器。
(5)2个16位可编程定时器/计数器。
(6)32个(4某8位)双向可独立寻址的I/O口。
(7)1个全双工UART(异步串行通信口)。
(8)5个中断源、两级中断优先级的中断控制器。
(9)时钟电路,外接晶振和电容可产生 1.2MHz~12MHz的时钟频率。
(10)外部程序/数据存储器寻址空间均为64KB。
(11)111条指令,大部分为单字节指令。
(12)单一+5V电源供电,双列直插40引脚DIP封装。
(1)运算器组成:8位算术逻辑运算单元ALU(ArithmeticLogicUnit)、8位累加器A(Accumulator)、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW (ProgramStatuWord)、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等。
MCS—51单片机实验及课程设计指导书杨打生王忠远康瑞芳内蒙古电子信息职业技术学院2006.3目录实验实验一:WAVE软件使用实验二:常用指令的使用练习实验三:循环程序实验四:查表程序实验五:数制转换程序实验六实用子程序:(编程器的使用)实验七:输入检测与输出显示程序实验八:中断/定时程序课设一、课程设计目的和意义二、实验电路系统的结构和使用方法三、设计参考题目介绍和设计提示性思考题四、设计任务书及要求五、课程设计报告格式及要求六、考核办法七、课程设计内容及学时安排实验一:WAVE软件使用一、预习内容1、试验目的:学习WAVE软件安装和基本使用。
2、WAVE软件的安装选择WAVE文件夹下的SETUP.EXE文件并双击接着下一步最后到完成。
3、安装后写出软件窗口中工具栏中各按钮的名称。
参考说明书4、写出下面二实例各条指令的含义二、试验内容实例一指令的含义ORG 0000HMOV R0,#01HL1: MOV A,R0MOV P0,AINC R0AJMP L1END实例二ORG 0000H 指令的含义MOV R0,#01HL2: MOV A,R0MOV P2,ARL AMOV R0,ALJMP L2END1、打开WAVE见面,新建一个文件后输入实例一程序内容,并保存在我的文档名为A1.ASM ,执行编译按钮或项目菜单中的编译2、编译后,如正确扫描过去,不正确提示出错信息修改后再编译直到不提示错误为止。
3、打开窗口中的CPU窗口和数据窗口的CODE和DADE写出每条指令的机器操作代码。
4、打开窗口中的平排窗口,这样程序窗口、CPU窗口、数据存储器窗口就并排在整个屏幕。
5、点击单步按钮或F8键进行单步操作。
6、观测CPU窗口的A、P0和数据存储器窗口R0的状态并列表1记录每循环一次下列寄存器的值。
8、新建一个文件后输入实例二程序内容,并保存在我的文档名为A2.ASM ,执行编译按钮或项目菜单中的编译三、实验报告要求1、写出上述两试验程序各条指令的含义(与预习时相比是否一致)。
《MCS-51单片机原理与应用》实验指导书新疆水利水电学校水电机电系2010年9月前言:任务与要求一.单片机原理与应用实验的任务单片机原理与应用实验是单片机原理与应用课程的一部分,它的任务是:1.通过实验进一步了解和掌握单片机原理的基本概念、单片机应用系统的硬件设计及调试方法。
2.学习和掌握单片机应用系统程序设计基础。
3.提高应用计算机的能力及水平,提高逻辑思维及动手能力。
二.实验设备单片机实验所使用的设备由计算机、DP-51PRO单片机综合仿真试验仪,其中计算机是软件开发平台,主要完成程序编辑、编译、下载程序等任务;单片机综合仿真试验仪是硬件开发平台,是基于80C51单片机的扩展实验系统。
计算机和单片机实验开发系统之间是通过RS232串行接口进行通信的。
图1 单片机原理实验设备在计算机软件的控制下可完成单片机基本实验及综合设计性实验项目。
所有的MCS-51单片机原理与应用课程实验都在这套综合仿真试验仪上完成。
三.实验要求和成绩考核1.遵守实验室纪律,在实验室内不得随意走动、大声喧哗。
2.实验前,按实验要求事先复习与实验有关的理论知识,明确实验目的,了解实验内容和方法。
在实验过程中务必带上教材和实验文档,认真听讲,以调试为主要目的,注意观察思考,记录有关数据和程序,每次实验成绩根据完成情况给予评分。
3.按实验指导书要求进行接线和操作,经检查和指导老师同意后再通电。
小心使用机器,以免出现意外故障,若机器出现硬件故障,可报告并请求老师协调维护,勿喧哗和起哄。
4.禁止在实验室中做与实验无关的事情,特别是玩游戏者,一经发现本课程实训总成绩将减10分,发现两次实训总成绩按0分处理。
5.按规定时间完成并上交实验报告。
实验报告字迹要清楚,结论要明确,并写出程序流程图、程序、并分析实验结果、完成思考题等。
6.实验后应断电并返回WINDOWS下关闭计算机,整理实验台,恢复到实验前的情况。
第一部分 Keil C51 软件使用说明Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一,它集编辑,编译,仿真于一体,支持汇编、PLM语言和C 语言的程序设计,界面友好,易学易用。
单片机原理与应用实验报告学校:合肥工业大学姓名:吕增威学号:班级:计算机科学与技术08-03班目录前言 ------------------------3 第一章 MC51 单片机原理及应用软件实验实验1:系统认识实验--------------------6实验6:数据排序实验(验证性)---------- 11第二章 MC51 单片机原理及应用硬件实验实验1:广告灯实验----------------------15实验2:P1 口实验(验证性)-------------21实验16:串口转并口实验 ----------------32 实验心得与体会---------------37前言一.单片机原理实验的任务单片机原理实验是单片机原理及应用课程的一部分,它的任务是:1.通过实验进一步了解和掌握单片机原理的基本概念、单片机应用系统的硬件设计及调试方法。
2.学习和掌握单片机应用系统程序设计技术。
3.提高应用计算机的能力及水平,提高逻辑动手能力。
二.实验设备单片机实验所使用的设备由计算机、单片机实验开发系统(,其中计算机是软件开发平台,主要完成程序编辑、编译、下载程序等任务;单片机实验开发系统是硬件开发平台,是基于51/196 单片机的扩展实验系统。
计算机和单片机实验开发系统之间是通过RS232 串行接口进行通信的。
单片机实验开发系统配有开关电源、单片机、晶振、存储器、可编程并行接口芯片、键盘显示控制芯片、24 键键盘、六位LED 数码管显示、A/D 及D/A 转换芯片、简单输出口2个、简单输入口1 个、逻辑电平输入开关、发光二极管显示电路,并配有小直流电机、步进电机、继电器、音响等驱动电路。
在计算机软件的控制下可完成单片机基本实验及综合3设计性实验项目。
所有的MCS51 单片机原理及应用课程实验都是在这套实验系统上完成的。
Keil与Proteus的联合使用: Keil C51 6.02的使用:1.打开Keil,新建一个程序文件(File--New),在上面输入要调试的程序,保存为*.asm格式;2.新建一个工程(project--Newproject),保存,在CPU选项了选择Atmel--AT89C51,点击确定,在弹出的选项框中选择“否”。
M C S -51单片机课程设计的研究
董 亮 朱 磊 何 鹏
(齐齐哈尔大学通信与电子工程学院实验中心 黑龙江齐齐哈尔 161006)
摘 要:介绍有关单片机课程建设中的一些做法、措施及改革的设想。
由于单片机本身具有市场
广泛、实用性强、实践性强的特点,在实践中通过培养学生的产品意识和团队协作使学生具有面向工程的应用能力和创新能力,使其尽快成为具备一定能力的电子工程设计者。
关键词:单片机;课程设计;产品意识
随着科学技术的不断更新,单片机的品种越来
越多,功能也越来越强,市场应用潜力巨大,但仍以80C 51为核心的单片机占主流。
并且各种电子大赛所使用的M C U 都是单片机,那么如何在课程设计中提高学生的动手能力、实践能力、创新能力和团队工作能力是各个院校正在改革和探索的热点。
我院在单片机课程设计中积极改革,学习其它院校并结合自身实际特点积累了单片机课程设计的一点经验。
1.课程设计的选题
在课程设计中,为了使不同层次的学生都学有所得并提高自身的能力,能够掌握元器件的调试、焊接、编程、制版、仪器的操作等基本技术。
我们将课程设计的选题分为固定选题和自拟选题。
1.1精心定题随着时代的发展,单片机的应用范围也越来越广泛。
课程设计的题目应该和实际的生产、生活相关,如果题目出的不合适,会给学生的设计造成困难,产生畏难情绪影响学生的正常设计。
因此要加强题目的科学性、新颖性、创造性,同时还要考虑学生课程设计能否顺利进行和完成,使学生具有足够的信心和动力,真正发挥学生的专业特长和运用综合知识的才能以及潜在的创造力。
为此,我们指导课程设计的老师,一起认真讨论、研究,从题目的实用性、难易程度、可操作性、工作量等因素考虑确定了课程设计的25个题目。
其中有一个题目是样板题目,学生可以根据课程设计指导书的步骤和要求完成,这个题目主要面向于基础较差的学生。
其它题目的方向包括:无线测控、电机控制、显示屏的控制、无线通信、汽车防盗、电动玩具等。
在指导书中,明确了课题所要完成的技术参数、目标,并提供主要原件的使用手册,而不是让其按步骤进行操
作,给学生的设计以很大空间。
1.2.自拟题目的确定
如果备选题目感觉不适合自己,学生可以自拟题目。
自拟选题是由学生根据自身情况与指导老师协商讨论后确定。
自拟题目的学生大多考虑以后自身的发展、兴趣爱好等因素。
经过实际教学发现,固定选题占80.6%,自拟选题占19.4%。
这说明学生的创新意识强,个性思维活跃。
2.课程设计中的产品理念单片机课程设计的实践性很强。
从中不仅仅能够锻炼学生的专业技能,还能够培养学生的产品开发意识。
课程设计的成品就是产品,即让学生在课程设计中亲身体验到一个产品的开发全过程。
使得学生在完成了单片机课程设计之后带着自己所设计的产品去面试,能够满足用人单位对工作经验的要求。
2.1.产品思想的提出通信与电子信息专业的学生毕业后主要从事的是电子产品的研发与调试。
让学生建立产品观念能够使他们尽快思想成熟,早日适应工作岗位。
在课程设计一开始我们就带着2组的学生去市场调研,通过从市场得到的信息,把握市场脉搏来指导课程设计的下一步进行。
2.2.产品思想的必要性
市场经济,任何产品的生产就必须以市场为导向。
因此,给学生灌输产品思想是非常必要的。
要把眼光放在市场需求上,同时也应该考察竞争对手,避免“技术近视眼”。
引导学生建立正确的研发价值观,避免过度追求技术,而看不到市场需求在变化。
引导学生建立正确的价值观和预应式的设计观
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—2008年第4期
L A B O R A T O R Y S C I E N C E
2008年8月出版
念,将相关产品可能的问题尽量在研发阶段加以预防,避免在产品开发流程的后阶段发生问题导致损失增加,以及重复工作甚至是浪费现象的发生。
2.3.产品合同书的制定
为了让每个学生都有对自己所设计的产品负责的概念,以团队为单位,写一个产品合同书,责任落实到人。
在合同书中我们尽量模拟现实生活,其中包括:预期完成的时间、完成的功能、责任人、性能参数及技术要求等。
在课程设计结束后,根据产品合同书的细节对成员打分。
3.课程设计的教学组织过程
单片机课程设计是电子与通信专业非常重要的实践性环节。
从社会需求和培养面向21世纪人才的目标来看,单片机方面的技术人才应该加强培训制板、焊接、仿真、调试等诸多技能。
根据这样一种情况,我们在教学计划中将单片机课程设计安排在第七学期,历时3周,有助于学生就业后尽快进入工程角色。
3.1.调动学生积极性课程设计开始前两周,开一个全系的动员大会。
在会上把课程设计的要求、题目、注意事项做了一个比较详细的说明。
学生选题后自行分组,查找资料,使学生提前储备一些与自己课题有关的预备知识并让学生与指导老师见面,使得他们尽早进入课程设计的氛围当中。
在会上通过展示往届学生的作品来引导学生,进一步增强他们能够完成任务的信心。
3.2.查找资料
查找资料是一项非常重要的工作。
在校学生现在的主要信息来源不光是书本,还有互联网。
因此,积极鼓励学生上网查找资料。
尤其是外国芯片,要让学生在读懂原厂芯片资料的同时,提高外文阅读能力,可谓一举两得。
3.3.教师的指导
教师在指导过程中主要起到启发、把关和解决一些棘手问题的作用,教师不应急于发表自己的意见,而是鼓励学生提出自己的观点和看法,引导学生向正确的方向发展。
教师在指导过程中,既要传授知识、培养学生的能力,又要引导学生自主学习、激发学生的创新意识,将以人为本的教学思想贯穿于整个教学过程中。
教师在指导过程中不光对技术问题进行指导,还要建立学生的价值观、团队及其产品竞争意识的责任感,以更高效率的完成研发
工作。
3.4.评定成绩
为了公平地评价学生完成课程设计的质量,我们课组成员对各个环节全面考核,给出了综合成绩评定标准,其各项内容及分数如下:学生自我评价5分,课题报告写作35分,成品实物25分,口头考试25分,学生参与态度10分。
这是我们充分考虑并综合各个方面因素而制定的。
通过学生自评能够让他们进一步正确认识自己在课程设计中的所得与不足,对其提高自身能力和正确认识自我是一个帮助。
4.课程设计的设想及今后展望
4.1.整合课程设计与基础实验的学时
单片机的基本实验操作大多为验证性实验,课时有限很难加入综合性试验。
况且,基本实验开出的时间与课程设计相距时间较长,一些学生对知识的掌握不牢,导致单片机实验效果不佳。
可以将单片机基本实验的学时放到课程设计中,在课程设计中使他们强化单片机的操作能力。
4.2.灵活安排课程设计
学生只要有精力就可以随时在网上申请。
课程设计由学生自我组织与分工,由此可培养学生协作精神与协调人际关系的能力,在考核时可采用团队成绩来实现。
这样能够提供给学生充分的实验时间,体现以学生为中心的教育思想,从中能够锻炼他们的自主设计能力、工程能力、创新能力。
4.3.成果展示
与学生工作的老师共同组织一次有关科技小制作的展示活动,主要面向低年级的同学,开阔学生的思路,扩展视野,增强学生的动手意识。
(收稿日期:2008,05,14)
参考文献:
[1] 刘斌.谈谈单片机实验指导,实验室研究与探索,1992年,第
2期:14页.
[2] 鲁俊生等.单片机课程教学改革的实践和思考,实验室研究
与探索,2004年,第3期:55-56页.
[3] 林嵘等.课程设计教学模式探索,实验室研究与探索,2005
年增刊,389-390页.
[4] 李建增等.优化课程设计培养创新能力.实验室研究与探索
2005年增刊,110-112页.
第一作者简介:董亮(1979-),男,汉,齐齐哈尔人,在读硕士,助教,研究方向:嵌入式超声波检测技术。
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—2008年第4
期2008年8月出版。