單片機應用技術課程概述課程性質：專業基礎課

學分：5課時：80內容：使用C51語言進行單片機應用系統設計課程考核態度性評價知識性評價技能性評價網絡平臺作業隨堂測試階段測試項目評價1項目評價2項目評價3項目評價420%10%10%20%10%10%10％10％課程內容1點亮一個LED燈2開關控制多燈閃爍的實現3搶答器的實現4電子鐘的實現5密碼鍵盤的實現系統方案設計硬件電路設計軟件程序設計硬件軟件聯調C51如何學習單片機？任務1.1初識單片機什么是單片機？

單片機的全稱是單片微型計算機，它是微型計算機發展歷程中的一個重要分支，是集成在一塊芯片上，專門用于檢測控制的微型計算機。什么是單片機？微型計算機常用于桌面輔助辦公和設計，所以體積較大，運算能力較強。運算器、控制器輸入設備輸出設備存儲器什么是單片機？輸入接口設備輸出接口設備運算器控制器存儲器輸入設備輸出設備單片機內部同樣有中央處理器單元（CPU），并行I/O口和串行I/O口負責信息的輸入和輸出，數據存儲器RAM和程序存儲器ROM，還有定時器/計數器和中斷系統。單片機主要嵌入到電子產品中起核心控制作用，又稱為微控制器（Micro-ControllerUnit,簡稱MCU）。單片機的特點100%單片機的特點體積小、重量輕、價格低、功能強。電源單一、功耗低、可靠性高、抗干擾能力強，能夠滿足工業控制的需求。品種齊全、形式多樣，能夠提供豐富的功能和性價比的選擇。結構簡單、技術成熟、容易掌握、開發周期短。單片機的應用應用領域智能家電網絡與通信工業控制導航與控制智能儀器儀表汽車電子智能家電智能冰箱、智能洗衣機、智能風扇、智能控制燈單片機的應用智能儀器儀表稱重儀、溫控器、計數器、智能醫療儀器單片機的應用汽車電子交互式汽車顯示系統、輪胎壓力檢測系統、汽車防盜系統、汽車雨刷、燈光智能控制系統、汽車電子油門控制器單片機的應用網絡與

通信無線遙控系統、無線通信系統、串行自動呼叫應答系統單片機的應用工業控制工業機器人控制、生產過程自動控制單片機的應用導航與

控制導彈控制，智能武器裝置單片機的應用

單片機按照可以處理的二進制位數分，主要分為4位、8位、16位、32位單片機。盡管單片機種類很多，目前在我國使用最廣泛的還是8位的51單片機。單片機的分類按照可以處理的二進制位數

各大公司MC51單片機簡介

8051是美國INTEL公司生產的一系列單片機中最典型的產品，通常將以8051為基核的單片機統稱為MCS51單片機，也就是51單片機。INTEL核心技術授權AtmelPhilipsWinbondLGSST宏晶......AT89C51/52/53......P80C51/52/54......W78E51/52......GMS90/97......SST89C54/58......STC15............

采用8051的核心技術開發的單片機，它們的內部資源分布、功能定義、指令代碼編寫基本上一樣，本課程中的程序對它們都是通用的，不需做任何修改，也就是學會其中一種51單片機的操作，其他型號單片機也都會操作了。芯片選擇INTEL核心技術授權宏晶STC15W4K32S4

大容量片內RAM存儲器；6通道15位專門的高精度PWM通道；高速增強型8051內核，速度比傳統8051快7-12倍；超強抗干擾；大幅度降低EMI；超低功耗；什么是單片機應用系統？CPU輸入設備輸出設備軟件系統+單片機應用系統硬件系統輸入接口設備輸出接口設備運算器控制器存儲器硬件是應用系統的基礎軟件是在硬件的基礎上對其資源進行合理調配和使用，從而完成應用系統所要求的任務，二者相互依賴，缺一不可單片機的應用系統及其開發流程明確任務系統方案設計硬件電路設計軟件程序設計需求分析，明確功能性需求和非功能性需求，確定產品技術指標包括設計硬件電路和制作電路板。包含系統的構成模塊，單片機芯片的選型、外部元器件配置、軟硬件劃分等。可以以系統框圖形式體現。根據設計要求，編寫控制程序，一般用C51語言，KeiluVision開發環境軟硬件聯調排除硬件電路問題和程序中的問題，可以使用學習板或者Proteus仿真軟件。單片機應用系統的調試方式ISP下載方式的實驗板軟件仿真調試KeilC51軟件

可以提供基于單片機芯片資源的軟件仿真；2.Proteus軟件

軟件提供原理圖布圖、代碼調試和單片機與外圍電路協同仿真的功能。單片機中的數與單位

單片機是一種可編程的數字電路芯片，采用TTL電平信號，有邏輯“0”和邏輯“1”兩個電平狀態。

在電源電壓為5V的單片機電路中，2.4V以上表示高電平（邏輯1），0.8V以下表示低電平（邏輯0）。十進制數二進制數十六進制數000000100011200102300113401004501015601106701117810008910019101010A111011B121100C131101D141110E151111F在C51語言代碼中：十進制數：直接表示。如16，-39.十六進制數：用數字0和字母x或X開頭。如0x23,0X7a。單片機中數的表示

位（bit）

字節（Byte）字長單片機能表示的最小數據單位，即一位二進制數，有0和1兩種取值。處理器一次可以并行處理的二進制位數，通常是數據總線的位數，是微處理器的重要指標，常見的處理器字長有8位，16位，32位。

B7B6B5B4B3B2B1B0由8位二進制數組成，通常單片機里的存儲單元以字節為單位

單位常見的二進制數量單位：K,M,G。1K=210=1024;1M=1K×1K=220;1G=1K×1M=230。

支持國產芯片，把國家、社會、公民的價值要求融為一體，提高個人的愛國、敬業、誠信、友善修養，自覺把小我融入大我，實現人生價值，升華人生境界。

芯片選擇單片機的發展趨勢低功耗化的效應不僅是功耗低，而且帶來了產品的高可靠性、高抗干擾能力以及產品的便攜化。抗干擾能力強單片機都具有多種封裝形式，其中SMD（表面封裝）越來越受歡迎。小體積更大的程序存儲器和數據存儲器，不用外部擴展大容量CMOS芯片除了低功耗特性之外，還具有功耗的可控性，使單片機可以工作在功耗精細管理狀態。CMOS化一個芯片就是一個“測控”系統低價格和外圍電路內裝化主要是指進一步改進CPU的性能，加快指令運算的速度和提高系統控制的可靠性。高性能如何學習單片機？動手組裝實驗板合理安排時間持之以恒遇到問題耐心檢查

適當投資購買實驗器材蜂鳴器，流水燈，數碼管，液晶顯示，獨立鍵盤，矩陣鍵盤，AD/DA，串口認真學習課程理論單片機學習開發環境的建立（1）單片機與外圍電路協同仿真Proteus軟件單片機學習開發環境的建立（2）單片機軟件開發系統keil單片機學習開發環境的建立（3）STC下載軟件任務1.2點亮一個LED燈教學內容點亮一個LED燈了解單片機應用系統的開發過程單片機點亮LED燈的硬件電路設計單片機點亮LED燈的程序編寫單片機系統開發軟件Keil的使用單片機系統仿真軟件Proteus的使用點亮一個LED燈單片機模塊LED燈模塊整體設計什么是LED？LED:全稱為發光二極管，是半導體二極管的一種，把電能轉換成光能，即實現單向導電并發光。發光二極管電路符號直插式發光二極管貼片式發光二極管負極比正極短發光二極管的顏色代表了它發光時的顏色什么是LED？單燈亮電路連接

不同類型和顏色的發光二極管，正向導通電壓不同，一般在1.6-2.4V。流過發光二極管的電流一般在2-20mA左右可以發光，電流越大，亮度越強，但電流過大會燒毀二極管。

為了限制流過發光二極管的電流不要過大，需要串聯一個電阻，該電阻稱為“限流電阻”。

如果發光二極管的正向導通電壓是2V，限流電阻的阻值是1k?，則根據歐姆定律，流過發光二極管的電流是：

該電流的大小可以通過改變限流電阻的阻值大小來調節。單燈亮電路連接

單片機的P1.0引腳具有輸入/輸出的作用，當輸出低電平時，LED燈點亮，輸出高電平，LED燈熄滅。其他電路連接是單片機最小系統電路。單燈亮電路連接灌電流:mA單片機控制LED電路連接圖拉電流：200uA單燈亮電路連接Proteus仿真軟件簡介

使用Proteus8.9Professional版本，它可以在計算機上實現原理圖繪制、單片機代碼級調試與仿真的電子設計研發過程。任務

點亮一個LED燈教學內容點亮一個LED燈了解單片機應用系統的開發過程單片機點亮LED燈的硬件電路設計單片機系統開發軟件Keil的使用單片機系統仿真軟件Proteus的使用單片機點亮LED燈的程序編寫點亮LED燈程序編寫#include<stc15.h> //包含針對stc15系列單片機的基本聲明sbitLED=P10; //宏定義，用符號LED表示P1.0引腳voidmain(){

LED=0; //將P1.0設置為低電平，點亮發光二極管 while(1);

//原地踏步}

由于P1.0引腳接LED的陰極，LED的陽極通過1k?限流電阻連接到+5V電源上，所以P1.0引腳輸出低電平就可以點亮LED。點亮LED燈的程序如下：KeilμVision軟件介紹

KeilμVision軟件是目前較為流行的開發51單片機的軟件，它支持眾多不同公司的MCS51架構的芯片，集編輯、編譯、仿真等功能于一體。本書中使用KeilμVision4。新建并保存工程新建并保存程序文件將文件添加到工程編輯調試程序生成HEX文件STC-ISP軟件介紹通過STC-ISP軟件將LED.hex文件下載到口袋實驗板的單片機芯片中，觀察效果。任務拓展——單燈閃爍的實現開始P1.0引腳輸出低電平延時P1.0引腳輸出高電平延時燈亮燈滅任務拓展——單燈閃爍的實現voiddelay_ms(unsignedintms){unsignedinti;do { i=MAIN_Fosc/13000; while(--i) ; }while(--ms);}#include<stc15.