单片机原理及接口教材

单片机原理及接口教材（共7篇）

单片机原理及接口教材 篇1

长 沙学院

课程设计指导书（部）

业

级单片机原理及接口技术机电工程系机械设计制造及其自动化

年月日 课程设计名称系专班

课程名称：《单片机原理及接口技术》课程设计

课程编号：JX010146

主 笔 人：程立志

主 审 人：许焰

1、课程设计的目的通过《单片机原理及接口技术》课程设计，使学生初步具备以下能力：

1.1、加深对《单片机原理及接口技术》所学知识的理解；

1.2、掌握单片机内部资源的使用方法和步骤；

1.3、掌握单片机应用的环节和步骤；

1.4、进一步熟悉在proteus软件里进行硬件设计和编程调试；

1.5、能使用汇编语言或C语言编程环境Keil编写程序、编译、仿真和修改程序；

1.6、能初步判断分析单片机系统的简单故障；

1.7、能对自己的实践工作进行总结，具备编写实习报告书能力；

1.8、初步具备辩证思维和逻辑分析的能力；

1.9、培养学生热爱科学，实事求是的学风和创新意识、精神，合作精神。

2、课程设计的题目

单片机的应用领域非常广泛，就其基本的控制原理和实现方法无外乎是对一些常见的如：距离或位移（米）、重量（千克）、时间（秒）、电流或电压（安培）、温度（开尔文）、等物理量进行测量控制，鉴于单片机当前的应用状态和学员对其应掌握的程度，本次课程设计题目的设定主要是以贴近现实生活为主，提出了一些在教学、工业控制和科研等领域基本常见的课题，其目的是要让学员们拓宽视野，着重体会其学习基本的原理及控制编程基础的重要性，以期达到培养学员们的兴趣和今后再学习的愿望。

2.1、；LED流水灯控制设计：

拓展：广告灯的左移右移控制设计；汽车尾灯模拟控制设计；城市景观灯的控制设计；…

2.2、电子日历、数字钟设计：

拓展：智能晨起系统控制设计；智能全自动洗衣机控制设计；秒表/时钟计时器控制设计；…

2.3、数字温度计的控制设计：

拓展：新生儿恒温箱监控系统设计；多点温度的控制设计；传导系数测量仪的应用设计；…

2.4、16×16 点阵LED汉字显示设计：

拓展：机场、车站、码头、商场、银行、政务等公共服务场所信息指示牌设计；…

2.5、1602液晶显示屏显示设计：

拓展：机场、车站、码头、商场、银行、政务等公共服务场所信息指示牌设计；…

2.6、128×64点阵LED汉字显示设计：

拓展：机场、车站、码头、商场、银行、政务等公共服务场所信息指示牌设计；…

2.7、直流电机控制设计：

拓展：传送带单控与顺序控制设计；电子装配生产线部件移动控制设计；多层电梯控制设计；…

2.8、步进电机控制设计：

拓展：机械手动作行程控制设计；安防监控自动寻迹云台的控制设计；条码打印机的控制设计；…

2.9、AD/DA转换控制设计：

拓展：简易数字电压表设计；简易数字压力计设计；吊车悬臂角度的控制设计；超声波测距器的设计…

2.10、逻辑算法控制设计：

拓展：抢答器控制设计；交通灯设计；多层电梯控制设计；4×4 矩阵键盘计算器设计…

2.11、遥控设计：

拓展：无线电遥控升降系统控制设计、红外遥控升降系统控制设计、红外遥控多路开关控制设计；…

2.12、PWM方式控制设计：

拓展：直流电机调速控制设计；城市立交桥景观带的控制设计；…

2.14、电子琴设计；

拓展：报警发生器控制设计；函数信号发生器的设计；

3、课程设计内容（主要技术关键的分析、解决思路和方案比较等）

要求学生根据所选课题，结合实际工程应用情况参照以下几例给出的具体实现功能和控制参数完成课题的设计任务书。

3.1、简易数字电压表的设计

利用MCS-51系列单片机设计简易数字电压表测量0～5v的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。测量最小分辨率为0.019V，测量误差约为±0.02V

3.2、秒表/时钟计时器的设计

秒表/时钟计时器要求使用六位LED数码显示管显示时、分、秒，以24（小时）计时方式。使用按键开关可实现时分调整、秒表/时钟功能转换功能。

3.3、电子日历的设计

电子日历上能显示阳历年，月，日，星期，时，分，秒和阴历年、月，使用按键开关可实现调整。

3.4、超声波测距器的设计

设计一个超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量范围在0.10-4.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。

3.5、DS18B20数字温度计的设计

利用89C51单片机、DS18B20温度传感器，制作数字温度计。要求测温范围为-50～110℃，精度误差在0.1℃以内，LED数码管直接显示测量温度值。

3.6、1602液晶显示屏设计

设计一个室内用1602液晶显示屏，要求在目测条件下LED显示屏个点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形或文字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。

3.7、六路数字抢答器的设计

1）、抢答器同时供6名选手或6个代表队比赛，分别用6个按钮S0 ~ S5表示。

2）、设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

3）、抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

4）、抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。

5）、参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。

6）、如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。

3.8、机械手动作行程控制

1）、设“单步”、“单程”、“往返”、“连续”4个按钮及4个键值灯；

2）、设“左上”、“左下”、“右上”、“右下”4个电磁位置开关及4个指示灯。

3）、设“左上”为初始位置，根据不同的选择按钮，驱动相应的（3台）直流电机正反转，完成相应的行程动作。

3.9、三层楼电梯呼叫控制

1）、第一层只设“上”、第二层设“上”、“下”、第三层只设“下”共四个按钮；

2）、每层都设一个电磁位置开关，轿厢上下指示灯；共享一台直流电机正反转。

3）、电梯轿厢内设“1”、“2”、“3”三个楼层键及键位指示灯，轿厢上下指示灯，开关门指示灯，电梯根据当前层位和楼层选择按钮的先后顺序，决定向上或向下，电机以正反转时延2秒完成层间动作。

3.10、16×16 点阵LED汉字显示设计。

1）、点阵显示汉字“长沙大学机电系”；

2）、实现自定义滚动效果，如左滚屏，有滚屏，上、下卷帘等。

单片机的应用系统随着用途不同，它们的硬件和软件结构差别很大，但系统设计的方法和步骤基本上是相同的。一般包括总体设计、硬件设计、软件设计、仿真调试、固化程序、应用系统独立运行等步骤。

课程设计由于时间安排、学生水平、实验条件等诸方面的限制，仅要求学生完成仿真调试即可,同时根据实际情况，在试验箱上调试通过。

由于设计时间紧迫，不要在完成全部设计后再编写设计说明书。而应在设计过程中逐步完成。一开始不可能设计出满意的主程序框图。因此，总体设计部分在完成全部设计任务后再写。而硬件部分和软件部分可以在设计过程同步完成。

4、注意事项

4.1、充分调研相关文献，针对课题需要进行系统详细的论证，不能盲目生搬硬套，严谨抄袭；

4.2、以小组为单位（原则上是3人一组），小组内成员分工明确，各司其职，按照所分配的任务在规定的时间内合理的完成好。

4.3、课程设计报告要包括：设计功能要求，设计控制参数，硬件电路设计（元件选型，硬件电路布局），系统程序的设计（注意总结出现的问题、疑难以及解决的方法和思路，对以后的借鉴作用等），调试及性能分析，课程设计小结、控制源程序清单等；图包括设计方案框图、硬件原理图（要求有描述）、程序流程图等。

单片机原理及接口教材 篇2

《单片机原理与接口技术》 (以下简称单片机) 是高校工科专业的一门必修专业课程, 同时也是比较重要的一门课程, 所以学好该门课程具有十分重要的应用价值。

目前有关单片机课程的教材, 其内容结构基本上包括单片机概述、单片机的内部结构、指令系统、汇编语言编程、单片机系统的扩展、定时器、中断、串行口等几个模块, 几乎所有教材中的编程实例都采用的汇编语言。汇编语言编程虽然具有语句简练、实时性高的优点, 但在处理复杂的数据运算时程序的编写比较难以掌握, 需要较高的编程技巧, 尤其对刚刚学习完课程的学生来说, 难以理解和掌握, 编程难度较大。所以学生在应用中喜欢用C语言编写单片机程序而很少用汇编语言编程。

针对C语言在单片机应用编程中应用的广泛性, 提出了《单片机原理与接口技术》课程的改革设想, 将汇编语言编程和C语言编程都融入到单片机教材中, 在实时性要求较高, C语言编程不能满足要求的情况下选用汇编语言, 譬如在时序要求很严格, 只允许几个微秒的误差, 这时就只能采用汇编语言程序;在实时性一般以及一些复杂的信号处理运算时, 如浮点数的复杂运算、复杂的数字滤波等, 这时就可以用简单直观的C语言编写程序, 二者相互补充, 以更好地满足单片机实际应用系统的设计。在基本内容的基础上, 结合教师的实际科研项目, 最后增加一章实际应用系统的设计举例, 题目实用价值较高, 设计实例采用汇编和C语言编写, 更好地提高学生对单片机应用系统设计知识的掌握。

二、单片机教材改革的必要性

在确定具体实施方案前, 首先选择几所典型高校进行相关专业的调研, 通过调研掌握各高校对目前选用的单片机课程教材的意见以及针对教材存在的问题所提出的合理化建议。通过与学生和老师座谈, 掌握哪些章节内容适合用汇编语言讲解, 而哪些章节用C语言讲解比较容易掌握;了解学生对单片机编程更倾向于选用汇编还是C语言、教师在用到单片机的科研项目中经常采用哪种编程语言, 以便更好地为单片机教材的修改完善吸取宝贵经验。

通过对南京大学、山东大学、南京航空航天大学、上海交通大学、浙江理工大学等几所高校的相关专业关于目前单片机教材使用情况的调研, 通过与上述学校老师和同学的交流, 普遍认为完全使用汇编语言编程的老师和同学数量较少, 一方面是由于汇编语言编写的程序可移植性较差, 对于不同的单片机由于指令系统的不同需要重新编写程序;另一方面就是汇编语言是针对计算机的语言, 熟练应用汇编语言编程需要掌握每条汇编语言指令, 同时要有丰富的编程经验和编程技巧, 这对于刚学习单片机的学生有较大的难度。用C语言编程编程对学生来说就比较容易掌握, 因为他们在学习单片机课程之前就已经开过C语言程序设计, 虽然二者之间有区别, 但是基本语句是一样的, 差别很小, 很容易掌握, 实现同样功能的程序, 用C语言编写的程序段比用汇编语言编写的程序段短, 所以容易理解和掌握。

下面是用两种语言编写的两段程序, 功能是用51单片机的串行方式0实现电子时钟的LED数码管显示, 假设汇编语言中时、分、秒数据分别以二进制方式存放在内存30H、31H和32H中, C语言中的数据存放在数组time的time【0】、time【1】和time【2】中, 编程如下:

通过上面的程序比较可以看出, C语言编写的程序较容易理解, 而且语句较少, 容易被学生掌握;相反, 汇编语言编写的程序由于是直接针对计算机的, 需要掌握不同单片机系统的指令及使用方法, 掌握起来相对比较困难, 短时间内不容易被学生熟练掌握。

三、实施方案

1.在广泛听取老师和学生意见、建议的基础上, 制定出合理有序的教材章节内容架构。由于教材采用C语言和汇编语言的同步讲解, 所以, 单片机内部各模块内容的讲解应该安排在汇编语言和C语言章节之后进行。

2.教材中设计到的举例采用两种语言编程。在讲解完第四章以后, 从第五章到第十章都采用汇编语言和C语言两种语言编程, 加深对两种语言编程的理解和掌握, 同时各例题尽量结合老师的科研项目和实际应用例程讲解, 做到各例题直接输入计算机, 不需进行修改调试就能通过, 尤其是第十章的实际应用系统设计, 全部采用教师科研项目中的实例编写, 通过学习, 让学生掌握单片机实际应用系统的设计方法和设计步骤, 包括硬件设计和软件设计方法, 从中积累宝贵的单片机应用系统设计经验, 为以后独立从事应用系统设计提供基础保障。

3.授课课程中的基础实验采用两种语言调试。单片机基础实验是加深学生各模块知识掌握的重要环节, 通过实验, 加深学生对所学单片机各模块知识的理解和掌握, 熟悉汇编语言和C语言的编程环境, 培养学生基本的硬件设计能力和程序设计方法, 学会单片机仿真器和编程器的使用方法, 同时, 通过两种语言的编程调试, 掌握每种语言编程的优缺点及适用场合, 为后续的单片机应用系统软件设计提供更好的设计方法。例如, 在实时性要求较高的部分采用汇编语言编程, 而在没有特殊要求的其他环节采用C语言编程, 整个应用系统采用两种语言的混合编程方式, 充分发挥两种语言的优势, 既发挥了学生在编程语言上的特长, 又较好地满足应用系统的实际需要。

四、实施效果

1.改革对单片机课程设计环节的作用。单片机课程设计实训是培养学生实际应用系统设计能力的重要环节, 两周的设计时间足以保证一个基本单片机应用系统的设计完成, 通过课程设计实训, 使学生能够掌握从方案比较与选择到硬件设计与原理图和电路板图绘制、元器件焊接、软件设计与调试, 直至最后元硬件综合调试的整个设计过程, 真正提高学生的单片机系统设计能力和动手实践能力, 在设计题目上要充分发挥指导教师的科研项目这一优势, 真正与实际相结合, 这样既满足了指导教师的科研需要, 又达到了学生综合锻炼的目的。在软件设计环节, 由于学生掌握了汇编语言和C语言两种编程语言, 可以在保证系统功能的前提下, 充分发挥每种编程语言的优势, 编写出简洁高效的软件程序, 提高自己的软件设计水平。

2.改革对学生参加电子设计竞赛等综合赛事的促进作用。全国大学生电子设计竞赛、山东省大学生电子设计竞赛以及山东省机电产品大赛等大型赛事每年举办一次, 对每位参赛同学来说是一次难得的学习和锻炼机会, 如果比赛中获得好的名次, 对学生将来的就业问题能提供极大帮助。现在用人单位最需要的就是有实践经验的毕业生, 参加过这种竞赛的同学与没有参加过的相比, 当然有实践方面的优势, 用人单位比较容易接收, 但是由于这些竞赛时间不充足, 一般要求在一周时间内完成, 而学生对汇编语言的掌握还很不熟练, 因为用汇编语言编程需要长期的锻炼和经验的积累, 通过教材改革, 在先修课程C语言程序设计的基础上, 学生很容易就掌握了单片机的C语言编程, 这样, 学生就可以应用C语言完成软件设计, 达到节约时间的目的, 更好地满足各项电子竞赛的需要。

五、改革创新点

1.实现了单片机教材中汇编语言与C语言的同步授课, 提高了学生的编程技能。

2.软件设计过程中可以根据系统的要求选择不同的编程语言, 更好地满足系统的需要。

3.除了汇编语言外, 学生可以选择自己比较熟练的C语言编写程序, 更好地发挥学生的编程特长。

4.通过单片机课程设计的综合锻炼, 培养学生的软件设计技能。

5.为参加各类电子设计竞赛积累宝贵的软件设计经验。

六、总结

单片机原理及接口教材 篇3

关键词 单片机；考核方式；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2011)03-0040-02

1 引言

单片机原理与接口技术课程是计算机、自动化、机械等多个工科专业基础课，也是一门理论和实践性均非常强的课程。但目前由于教学资源、教学方法、实验设备等原因，大多数学生感觉该课程难学，学生的学习积极性不高。因此，如何调动学生学习兴趣，使学生摆脱枯燥记忆理论知识的困境，优化教学效果，使学生能学以致用，以致主动学习，是授课教师需要重点思索的问题。

2 教学现状

2.1 理论教学特点

单片机原理与接口技术是一门软硬件结合得非常紧密的课程。目前，大多数院校在该课程上的学时分配不足，导致部分教学内容无法完成。

采用先进的教学手段，在一定程度上提高了教学质量。但是目前，过多采用多媒体进行教学，反而使得教学效果很差。只有部分教师能综合使用各种教学手段，如辅助声音、图像、视频等方式，方可保证教学效果。

2.2 实验特点及现状

在教学改革过程中，各高校都相当重视实践教学，但是由于重理论、轻实践观念的长期影响, 改革的效果并不明显，实践教学仅仅作为理论教学的验证与补充的状况并没有得到根本的转变。单片机实验不仅可以让学生建立起单片机应用系统的完整概念，还可以让学生真正体会到单片机的应用价值，激发学生学习和实践的兴趣。然而由于实验学时和实验条件的限制，类似这样的综合性实验很难开展。由于实验学时、硬件条件、评价体系等方面的限制，这类综合性的实验实际上难以达到预定的效果。

3 改革措施

3.1 选择合适的教材

如何选择一本好的教材是学生学好这门课、教师教好这门课的前提。由于本专业学生自身的特点，在选择课程内容时要紧密结合机电类产品。比如，机电控制类的产品是由单片机来控制的，结合实际进行讲解，内容会更生动、更具吸引力。通过实例学习，让学生了解单片机，学到单片机的知识，还掌握在具体实践过程中如何进行方案的设计和分析、具体的实施以及后期的扩展等技能。因此在教材建设方面，一直紧扣本专业的发展方向，并编写适合学生的教材及辅导教材。理论教材从课程教学目的出发，突出课程重点，突出基本原理，覆盖本课程最基本的内容。辅导教材切合实际，注重培养学生的应用能力和创新能力。

3.2 改进教学方式和方法

通常单片机课程的教学过程是：先介绍单片机的组成和内部结构、存储器、指令系统、寻址方式、程序设计方法，然后介绍芯片的外部引脚功能，然后讨论单片机定时/计数、中断、串行口等功能应用，最后介绍外部扩展及键盘、显示器、A/D、D/A等接口技术。大多数学生在学习指令系统和汇编语言程序设计时常常感到很头疼。由于该课程是机械专业学生第一次较多地接触硬件方面的知识，较为抽象。加上汇编语言直接与系统硬件有关，并且指令较为烦琐，给学生造成该课程比较难学、枯燥的感觉。因此，教师需要不断地改进教学方法和教学手段，以实现生动、形象地传授知识，提高学生的学习兴趣。同时注重研究传授知识与培养能力的关系。

1）完善电子教案，利用多媒体课件提高直观性和趣味性，培养学生的学习兴趣。并且为减轻教师制作课件的工作强度，使教师将主要精力放在深入究教学法上面，建设多媒体教学资源库，为该课程的多媒体教学提供一个共享思想与资源的信息平台。

2）了解学生对内容的掌握情况，随时调整授课进度与方法。

3）授课中有意识地渗透科研意识，培养、激发学生创造兴趣。

3.3 改革考核方式

改革单片机原理与接口技术课程的考核方式，有助于对学生实践能力的考核，同时也将有助于单片机原理与接口技术的学习。以前的考核只以期末考试一次成绩作为定论，而实践只是作为平时成绩。现在把单片机原理与接口技术课程成绩为3个部分测试：第一部分是笔试，主要考核学生对于单片机原理与接口技术课程基本理论的掌握程度，占总成绩的40%；第二部分是基本实验的考核，在学生做过的十几个实验中，随机抽取一个进行单独考核，主要考核学生对单片机原理与接口技术基本操作能力，占总成绩的30%；第三部分是布置学生一次综合大作业，让学生完成硬件布置、软件设计，最后调试全过程，以答辩形式给出成绩，主要考核单片机原理与接口技术课程的综合能力，占总成绩的30%。最后，3个部分的总和作为课程的最终成绩。这是对学生的一个全面考核，达到使学生全面掌握单片机原理与接口技术的目的。

4 结束语

单片机原理与接口技术课程在机械专业有着非常重要的地位。无论是理论教学内容的改革，还是实验教学体系的改革，其目的是要切实提高单片机课程的教学质量，丰富和完善单片机教学内容，使学生真正能够引起浓厚的兴趣，变被动性实验为主动性实验，从而掌握单片机的本质内容，提高学生单片机的实际应用能力。单片机教学的改革只是做了一定的尝试，进一步的教学改革任重而道远。随着教学改革的深入，各方面的不足也会显现出来，但只要抓住以学生为本的基本思路，就能使实践教学改革不断地完善，切实体现实践教学应有的地位，促进高等教育的改革。

参考文献

[1]曹巧嫒.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2008

[2]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2009

[3]何立民.单片机高级教程应用与设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008

微机原理及接口技术试卷及答案 篇4

1.(10分)(1)将十进制数+107/128化成二进制数、八进制数和十六进制数（3分）

(2)请回答什么是二--十进制编码?什么是有权码、什么是无权码、各举一个你熟悉的有权码和无权码的例子？（7分）

2.已知X=0.1101,Y=-0.0101,用原码一位乘法计算X*Y=?要求写出计算过程。(10分)3.说明海明码能实现检错纠错的基本原理?为什么能发现并改正一位错、也能发现二位错，校验位和数据位在位数上应满足什么条件？（5分）

4.举例说明运算器中的ALU通常可以提供的至少5种运算功能?运算器中使用多累加器的好处是什么?乘商寄存器的基本功能是什么?(5分)

二、(共30分)1.在设计指令系统时,通常应从哪4个方面考虑?(每个2分,共8分)2.简要说明减法指令SUB R3,R2和子程序调用指令的执行步骤(每个4分，共8分)3.在微程序的控制器中，通常有哪5种得到下一条指令地址的方式。(第个2分，共10分）4.简要地说明组合逻辑控制器应由哪几个功能部件组成？(4分）

三、（共22分）

1.静态存储器和动态存储器器件的特性有哪些主要区别？各自主要应用在什么地方？（7分）2.CACHE有哪3种基本映象方式，各自的主要特点是什么？衡量高速缓冲存储器（CACHE）性能的最重要的指标是什么？（10分）

3.使用阵列磁盘的目的是什么？阵列磁盘中的RAID0、RAID1、RAID4、RAID5各有什么样的容错能力？（5分）

四、（共18分）

1.比较程序控制方式、程序中断方式、直接存储器访问方式，在完成输入/输出操作时的优缺点。（9分）

2.比较针式、喷墨式、激光3类打印机各自的优缺点和主要应用场所。（9分）

答 案

一、（共30分）

1.(10分)(1)(+107/128)10 =(+1101011/10000000)2 =(+0.1101011)2 =(+0.153)8 =(+6B)16

(2)二-十进制码即8421码，即4个基2码位的权从高到低分别为8、4、2、1，使用基码的0000，0001，0010，……，1001这十种组合分别表示0至9这十个值。4位基二码之间满足二进制的规则，而十进制数位之间则满足十进制规则。

有权码是指一个十进制数位的4位基2码的每一位有确定的权。无权码是指一个十进制数位的4位基二码没有确定的权。前者的例子为二-十进制编码（BCD）码，后者的例子为余3码。

2.已知X=0.1101,Y=-0.0101,用原码一位乘法计算X*Y=?要求写出计算过程。(10分)

3.答案：

基本原理：k个数据之外加上r个校验位，从而形成k+r位的新的码字，使新的码字的码距均匀的拉大。把数据的每一个二进制位分配到几个不同的偶校验位的组合中，当一位出错，会引起相关的几个校验位的值发生变化，从而可能发现出错，还能指出是哪一位错，进而进行纠错。

校验位和数据位应满足条件 2 r-1>k+r 在此条件下，不但能发现并改进一位错，并能同时发现二位错。

4.答案：

运算器中的ALU通常至少可以提供算术加运算、算术减运算、逻辑或运算、逻辑与运算、逻辑异或运算5种功能。运算器采用多累加器可以简化指令的执行步骤。乘商寄存器的基本功能是在完成乘除运算时能自行左右移位。

二、(共30分)1.答：

（1）指令系统的完备性，常用指令齐全，编程方便；

（2）指令系统的高效性，程序占用内存空间少，运行速度快。

（3）指令系统的规整性，指令和数据使用规则统一简化，易学易记；

（4）指令系统的兼容性，同一系列的低档计算机的程序能放到新的高档机上直接运行。

2.答：（1）减法指令SUB R3,R2的执行步骤： ① AR←PC

② 读内存，IR←读出的内容，PC←PC+

1③ R3←R3—R2，保存状态信息

结束，检查中断请求，无中断请求，进入下一条指令的执行过程。

（2）子程序调用指令CALL执行流程；

① AR←PC

② 读内存，IR←读出的内容，PC←PC+1

③ AR←SP—1 ④ 写内存，PC内容进栈保存

⑤ PC←ZI程序入口地址

结束，检查中断请求，无中断请求，进入下一条指令的执行过程。

3.答：在微程序控制系统中，通常有以下5种得到下一条微指令地址的方式：（1）微程序顺序执行时，下地址为本条微地址加1。

（2）在微程序必定转向某一微地址时，可以在微指令中的相关字段中给出该地址值。

（3）按微指令（上一条或本条）的某一执行结果的状态，选择顺序执行或转向某一地址。

（4）从微堆栈中取出从微子程序返回到微主程序断点的返回地址，用于微子程序返回处理。

（5）依条件判断转向多条微指令地址中的某一地址控制。

4.答:组合逻辑控制器应由4 个功能部件组成：（1）程序计数器PC，用于保存一条指令在内存中的地址；

（2）指令寄存器IR，用于保存从内存读出的指令内容；

（3）脉冲源和启停控制逻辑、节拍发生器，前者向计算机各部件提供连续（单个）的主振脉冲，后者用于标记每个指令的执行步骤的相对次序关系。

（4）时序控制信号产生部件，用于形成并提供计算机各部件当前时刻要用到的控制信号。

三、（共22分）

1.答：静态存储器和动态存储器器件的特性有的主要区别见下表

静态存储器SRAM主要用于高速缓冲存储器Cache，动态存储器主要用于主存储器。

2.答：Cache有三种映像方式：全相联映像方式，直接映像方式，多路组相联映像方式。

全相联映像方式是指主存中任一个字（字块）可以写入Cache中的任何一个字（字块）中。其优点是有最大的灵活性。缺点是要确定读的信息是否在Cache中，必须用原本读主存的地址与整个Cacha每一个单元的标志字段比较，电路过于复杂，成本较高。

直接映像方式是指主存的一个字（字块）只能映像到Cache的字和字块中。优点是要确定读的信息是否在Cache中时原本读主存的地址与标志字段比较的线路简单，成本低；缺点是Cache的使用缺乏灵活性，影响命中率。

多路组相联映相方式是对全相联映相方式和直接映像方式的一种折中的处理方案。它与直接相联映像方式的区别在于每个主存字块可以从多个（例如2，4，8个，而不是一个）体中选择其一完成写入Cache的操作，它与全相联映像的类同之处是把一个主存字写进Cache时，可以在Cache的多个（而不是任何一个）个体中选择。既有较高的命中率，又使比较线路也不会太复杂。

衡量Cache性能的最重要的指标是命中率。

3.答：采用磁盘阵列技术的目的：

① 通过多个磁盘的并列操作来提高设备总体的性能和可靠性。

②通过合理在多个磁盘之间组织数据，得到比较理想的容错能力，即额外拿出一定的存储容量（冗余）用于保存检错纠错的信息。

RAID0模式（数据散放）只用于扩展容量，并发读写，提高数据输入/输出能力。没有容错措施，故没有容错能力。

RAID1模式（磁盘镜像）是实现两个磁盘互为备份的用法，把相同的数据分别写到配对使用的两个磁盘中。它用于备份数据，即使一个磁盘出现故障，还可以从另一磁盘读出数据。

RAID4模式（数据保护）提供了容错能力，N+1个磁盘中任一个出现故障，可用其余N个磁盘的内容计算出故障磁盘的正确数据。

RAID5模式（分布式数据保护）是对RAID4的改进。同RAID4一样，供了容错能力，N+1个磁盘中任一个出现故障，可用其余N个磁盘的内容计算出故障磁盘的正确数据。

四、（共18分）

1.答：程序直接控制方式在用户程序中直接使用I/O指令完成输入输出操作，它是由CPU通过查询设备的运行状态，来控制数据传送过程。其优点是控制简单，容易实现。缺点是CPU工作效率低，实时性差，计算机系统可靠性不高

程序中断方式是指由被读写的设备主动“报告”CPU它是否已进入准备好状态，CPU就不必花费时间去循环测试，而是在接收到外设的中断请求后转去进行输入输出处理的。其优点是实现CPU与外设并行工作，大大提高了CPU的工作效率，增强计算机系统的实时性，提高了计算机系统的可靠性。

直接存储器访问方式是一种由硬件执行I/O操作的传送方式。其优点是实现数据的高速传送，又减少了对CPU的打扰，提高了CPU的工作效率。

《单片机原理及应用》课程 篇5

自评报告

陕西理工学院电气工程系《单片机原理及应用》课程组 二○一○年三月

目 录

第一部分 课程简介

第二部分

课程内容与体系的改革 第三部分 实验教材

第四部分 自评结果和评分依据 第五部分 存在的主要问题及整改措施 附件：自评评分依据 《单片机原理及应用》课程自评报告

第一部分 课程简介

单片机技术广泛地应用于工业控制、智能仪器仪表、机电一体化产品、家用电器等各个工业领域。因此，单片机原理及应用是工科院校各专业学生的一门重要的应用技术课程，对电类学生尤为重要，通过该课程可以了解工业高新技术，培养综合的工程设计能力。学生在课程设计、毕业设计、科研项目中会广泛应用到单片机知识，而且，进入工作后，更会广泛接触到单片机的工程项目。近几年，一些用人单位直接把单片机应用技术测试作为人才选用的条件。显然，提高该门课程的教学质量，对培养学生的综合应用能力，提升学生在人才需求市场中的竞争能力，具有重要意义。

《单片机原理及应用》课程是自动化、电气工程及其自动化、计算机科学与技术等专业的一门专业技术基础课。单片机应用技术包含着广泛的内容（基本原理、接口技术、开发方法、开发工具、控制技术等），而且构成完整的知识体系。也就是说，缺少某一个方面或某一个环节的知识，将会影响实践应用能力。再者，单片机产品及其应用技术发展日新月异。在一门课程的有限教学时间内，如何让学生比较系统全面的掌握单片机应用知识，同时能反映比较新的应用技术，培养学生的工程设计能力，必须加强课程建设力度，在课程内容与课程体系上进行重大改革。

《单片机原理及应用》课程在自动化、电气工程及其自动化、计算机科学与技术3个本、专科专业中开设学时为40-60学时。多年来，该课程组师资队伍建设稳步提高，教学和实验条件逐步完善，现已形成了相对稳定的较高教学水平的师资队伍和完全满足实验教学条件的实验平台。

目前，《单片机原理及应用》课程组共有6名课程主讲教师和多位实验技术人员，其中教授1人、副教授2人、讲师3人，研究生5人，实验师多人，承担校内相关3个专业本、专科学生的单片机原理及应用课程教学与实验任务。

《单片机原理及应用》课程组在多年的具体教学与实践过程中，在课程建设和教学改革方面取得了较为显著的成效。从2000年开始，课程改革小组注重教育思想和教学观念的转变，开展了课程教学内容、课程体系、教学方法及教学手段的改革研究与实践，对课程的教学内容与体系进行了优化。目前已初步建立了以培养学生工程素质和综合应用能力为教学目标的新的课程体系，在教材建设、实践性教学环节建设方面取得了可喜的成果。李建忠教授把课程组研究的理论成果变成了现实成果，编著的《单片机原理及应用》（第二版被评为国家十一五规划教材）一书被全国30多个省市的100多所高校采用，在国内产生较大影响。组织的实践教学环节在本院多届学生中也取得了显著的成效。

《单片机原理及应用》教学仪器设备丰富，实验开出率100%，同时开设一定的设计性、综合性实验。实验室规章制度健全，管理人员到位，教学服务及时，为实验课程教学提供了有力保障。

随着“单片机原理及应用”课程内容和课程体系改革的进行，课程教学质量逐步明显提高。伴随着教学质量的提高，浮现出了许多科研项目。例如，智能型家用有毒气体探测语音报警呼救装置、机车防带电过分相装置、消失模浇注充型速度的微机化测试的研制，科研项目的进行又推动了教学质量的进一步提高。教师在教学中，结合自己的科研生动地讲解原理、方法、技术。近几年课程组成员结合自己的科研项目，在单片机应用技术方面发表论文多篇。

第二部分 课程内容与体系的改革

教材是教育思想、教育理念体现的载体，是一门课程教学内容与体系、教学方法及手段的集中表现。一本好的教材不能局限在知识的传递上，还应表现在科学思维方法、获取知识的方法、综合能力和创新设计能力培养方法的传递上，便于运用新的教学方法和手段组织实施教学。这是课程组改革研究的一个理论成果。

在理论研究的指导下，确定以教材建设为龙头进行课程内容与体系的优化。由于单片机应用技术知识包含的内容广泛，单片机产品及其应用技术发展速度快，如何在有限的计划课时内让学生比较完整的掌握单片机应用技术知识体系，同时了解一些比较新应用技术，吸取了国内外先进的教学思想和教学经验，广泛收集和查阅国内外优秀教材和有关教学资料，又结合我们多年积累的教学经验和教训，比较全面地考虑了各种因素，对课程内容与课程体系进行整体优化，编著了《单片机原理及应用》（第二版被评为国家十一五规划教材）、《单片机原理及应用实践教程》，形成了一套新的课程教学体系。教材内容体系进行了优化组合。既体现了系统全面，包含了基本原理、接口技术、开发方法、开发工具、控制技术等，又进行了浓缩精练，论述严谨透彻。教材内容的组织上采用“以点见面，触类旁通”的精练浓缩方法。例如，在每一章节前都概述出相关的一般性内容和方法，然后再以具体的内容或典型的实例进行说明。始终贯穿应用观点。例如，在单片机原理的讲解中，着重强调站在应用角度，掌握单片机的功能特性和配置结构。即用户站在单片机芯片外部看它所提供给用户的使用功能和资源，达到正确、合理的使用单片机所提供的硬、软件资源。这不仅给学生强调了达到应用的学习目标，而且给学生树立了一个学习掌握应用知识的正确学习方法界面。这一点经教学实践检验，取得了良好的教学效果。又例如，在应用技术的讲解中，大多数选自生产和科研中的应用实例，使学生学后就能用。注重科学思维方法、获取知识的方法、综合能力和创新设计能力的培养方法的传递。掌握一门学科知识的学习方法，其实质是找出并抓住学科知识的内在联系，形成一个完整体系。该书突出了这方面的特色。例如，在指令系统的讲述中，大多数教材采取按功能类逐条指令罗列讲解，使初学者很难理解记忆。其实，指令系统中有一些操作指令的子集合是具有特征规律的，不同操作指令的子集合之间也具有一些可比性特征规律，在该书的讲述中用归纳、类推、类比方法进行纵向归类，横向类推、比较。这不仅能使学生掌握知识，而且学习了科学思维方法和学习方法。在讲解基础知识的基础上，反映新的应用技术成果。例如，紧密结合基础知识讲解了单片机应用程序开发设计方法。

第三部分 实验教材

在广泛调研现有实验教材经验与问题的基础上，引入新的教育理念，针对现代工程人才的培养模式、人才素质及能力的要求，课程组认为实验教材不能局限在对基础知识的验证上、不能局限在基本实验的操作指导上、不能局限在某一门课程知识的动手实践能力的培养上、不能局限在理论教材的辅助功能作用上，还应给学生提供广阔的、自由灵活的动手实践空间，要培养学生在基本理论知识的基础上能够吸收、使用新技术方法，培养学生一般的工程实践能力和创新设计能力，使实验教材成为相对独立的综合实践能力培养的指导书。在这样的思想指导下，组织编写了《单片机原理及应用实践教程》的，于2001年5月在本院内部印刷使用。在多年的使用中取得了良好的效果。

《单片机原理及应用实践教程》一书主要具有以下特色：（1）知识的系统完整性与实践过程的系统完整性并重 实验内容的编写上紧密结合理论教学，按照单片机原理及应用课程知识的内在联系，保持了知识的系统完整性。从宏观结构上，实验内容分为单片机系统功能、单片机系统扩展、单片机系统配置和综合应用四大实验组。在每个实验组中又按照基础→综合→工程应用的方式安排了多个实验项目，每个实验项目中又按照基本原理、知识提要、基本技术、方法论证、实验结果分析的方式进行组织。这样，使该书成为学习、掌握单片机原理及应用知识的很有价值的参考书。从实践应用过程看，该书宏观上反映了单片机应用系统的开发环境、开发方法、开发过程。在每一个实验项目中，又反映出了一个单片机应用系统立题概要分析、功能结构论证分析、器件选择、硬软件设计、系统调试、性能分析与测试、文档收集与整理的全过程。使学生能够学习、掌握到一个单片机应用系统开发设计过程中各个环节的技术方法。

（2）知识掌握和科学思维能力培养并重

在每个实验项目中都提示出所依据的基本原理知识，所采用的方法和技术，通过实验来加深对基本知识的理解，达到熟练掌握。在每个实验项目后，提出一些很有价值的思考问题，主要围绕实验现象观察与分析，培养学生科学细致地观察与分析问题的方法和能力。每个实验既给出了参考方案，又要求学生在参考方案的基础上自行设计、调试，充分发挥学生的主观能动性和创造力、有意识地培养学生对工程问题的分析与设计方法。每个实验都要求学生按照严格的格式写出实验报告，在实验报告中深入细致地分析、论证有关实验现象与结果，通过实验报告的书写，培养学生严谨求实的科学方法和态度。

（3）既面向验证性实验又面向开放性、设计性实验

根据单片机原理与应用的知识结构，实验内容分为单片机系统功能、单片机系统扩展、单片机系统配置和综合应用四个实验组。每个实验组又按照基本原理、技术、方法的应用，综合应用、工程设计的思路方式安排了多个实验项目，为学生提供了广泛的实验内容，即可以供课程实验使用，也可以供开放实验、设计实验使用。

（4）实验教学的目标确定在以下几个方面：

验证基本理论、方法和技术。通过验证性实验，使学生加深对基本理论、方法和技术理解，能够熟练应用，并使学生进一步认识到：基本理论、方法和技术来源于实践，又对实践有强大的推动作用，在实践中得到发展，得到创新。

基本实践能力的培养。基本实践能力包含：掌握小型单片机应用系统开发研制所采用的基本环境、方法、手段及所使用的仪器设备。

综合工程实践能力的培养。综合工程实践能力包含：掌握复杂单片机工程应用系统开发研制所采用的先进的环境、方法、手段及所使用的仪器设备，并能进行工程决策分析。

创新设计能力的培养。创新设计能力包含：在一些关键的技术环节上能够激发出超常的思想方法或采用前沿性的技术手段分析解决问题。

（5）实验教学的实施方式

根据现代工程人才的培养模式、人才素质及能力的要求，我们设计出了形式多样的实验教学方式。

指导型实验。这类实验纳入单片机原理及应用课程的教学计划和教学大纲，在老师的指导下，进行规定要求实验，实验后要写出实验报告。实验目标是基本实践能力的培养。

开放型实验。这类实验是学生根据自己的要求自发地进行实验，实验室必须随时满足学生的实验要求。在这种实验中，学生可根据自己的情况实现多种目标。

设计型实验。这类实验学生带着自己的设计问题，进入实验室进行调试或测试，一般结合课程设计、毕业设计、大学生科技活动项目进行。实验要有明确的目标，主要培养学生综合工程实践能力和创新设计能力。

第四部分 自评结果和评分依据

为了进一步提高课程教学质量，努力做好课程建设与评估，电气工程系专门成立了院系、教研室（课程组）两级评估领导小组，负责对申报课程的指导、监督和审查。课程组全体任课教师认真学习、领会相关课程建设与评估精神，认真对照精品课程建设评估指标体系的各项要求，总结多年来课程建设的成果，结合课程建设过程中存在的实际问题，进行了认真细致地资料整理、自查自评。通过本次自查自评活动，真正达到了“以评促改，以评促建”的目的。

自评结果：Q=102分（≥100），符合并达到了校级精品课程的条件。详见附件：课程自评表。

第五部分 存在的主要问题及整改措施

1.网络教学和资源共享方面还需进一步的丰富和完善。实现与本课程相关的信息查询、辅导答疑、作业练习等多种功能，方便学生网上学习。

2.实验教学设备更新不够，试验教学手段还不够丰富、不够先进，理论教学内容和体系还需要进一步整合、优化；

3.进一步加大教学改革力度，转变教育教学理念，探索高教理论，不断改进和提高教师的理论与实践教学方法和手段。

同时还需要认清形势，剖析自我，虚心向兄弟院校学习先进的课程建设经验，弥补自己的差距和不足，加快课程建设步伐，使《单片机原理及应用》课程教学全面上台阶、上水平。

附件：自评评分依据 师资结构：19分/20 1.1师资结构：A级，4分/4 课程组职称结构合理，有教授、副教授、讲师、高级实验师、实验师共8人，主要由教授、副教授、讲师上课。

1.2教学水平：A级，5 分/6 教学水平高，高、中级职称教师均开课2门以上；教学工作量饱满，教案齐全；有教改及科研项目。

1.3学术水平：A级，6 分/6近3年发表论文篇，人均6篇；主编、参编教材9部；完成省厅级科研项目3项，校级科研基金项目3项，院教改项目7项。

1.4教风建设：A级，4分/4 教风良好；教研室制度健全，坚持教学研究活动，每年教研活动大于18次，有记录；能坚持相互听课、评教；能收集学生对教学的反馈信息，并改进教学；教学组无任何教学事故。教学条件：24分/25 2.1教学大纲：A级，6分/6 教学大纲符合专业培养目标和教学计划的基本要求，并能结合教学计划适时修订、完善；大纲能反映课程体系结构，项目完整，层次清晰，重点、难点突出，要求明确；教学过程中能够严格执行大纲。

2.2教材及教学参考书：A级，7 分/7 选用学校自编国家级规划教材及相应教学参考书，满足不同专业的培养计划要求，使用效果好。

2.3课程教学管理及教学文件：A级，5分/6 教学参考资料丰富、齐全，能反映本课程发展现状；课程有完整的教学工作总结，教师有教学日历和教案。

2.4教学设备和手段：A级，6分/6 使用多媒体、板书讲解和现场教学等手段；与实验室共同开发研制有相应的实验教学设备，且符合本校学生情况，使用效果好，完全能满足正常的教学需要。3 考核：15分/17 3.1考试说明：A级，3分/3 在教学大纲的指导下，能按要求进行命题考试工作，命题质量高，考分分布合理。3.2题库(卷库)建设：B级，4分/5 有与教材配套使用的高质量的试题库，试题库完全符合教学要求。3.3命题与评分：A级，4分/4 考试命题形式多样，有外校试题、教研室组织命题、试题库组题等，全部为考教分离；有评分标准，流水阅卷，有效控制了评分误差。3.4试卷分析：B级，3分/5 试题内容体现教学大纲的基本要求，难度适中，有一定的可信度和区分度；成绩分布基本合理。4 教学改革：分/13 4.1教改方案：A级，4分/5 在切实可行的教改计划，且能运用在教学过程中，有一定的总结。4.2教改效果：A级，7分/8 有专业教改项目的实施，完成教改项目7项，教改效果比较显著，获校教学成果奖二等奖3项。5 教学效果：21分/25 5.1讲课质量：A级，9分/10 根据师生对讲课质量的综合评价，课程组总体讲课水平较高。5.2课外指导：A级，5分/6 对学生课外学习有明确具体的要求，并认真落实、检查；坚持课外辅导、答疑，效果较好。

5.3教学获奖情况：A级，4分/4近几年获院级以上教学成果奖、讲课大赛奖、教案评比奖的人数占课题组人数的70％；有毕业生调查信息表，毕业生反映本课程教学效果优良。

5.4学习质量：B级，3分/5 在严格组织考试、评分的情况下，学生考试成绩真实，客观反映了学生学习的现状；学生基本知识掌握较扎实，但综合解题能力一般。6 特色指标：A级，16分/20（1）兼顾教学的典型性和技术先进性

教学内容的典型性有利于学生理解相关基础知识，掌握基本原理和方法，触类旁通。随着单片机应用技术日异月新的发展，在未来的实际工作中又会广泛接触到新技术、新器件。在理论教学和实践充分考虑了典型性问题，同时在每个实验的实现方案中又提示学生在典型性问题的基础上采用一些新器件、新方法自行设计，让学生接触一些先进性技术、方法。

（2）基础训练与实际应用相结合

在注重单片机原理、实用接口技术的基础上、还突出教学内容的实践性和实用性。大多数实验内容都取材于生产和科研实际。综合应用实验集中锻炼学生了解实际系统要求，设计应用系统的能力。有助于开拓视野，强化工程观念，培养创新能力和协作精神，提高综合素质。

（3）注重综合工程实践能力和创新设计能力的培养

大多数实验内容都取材于生产和科研实际，使学生所学就能所用。

每一个实验项目的实验过程都突出一个单片机工程应用系统开发设计的各个关键技术环节，尤其突出调试方法和手段。每一个实验项目中都设置了若干问题，让学生充分发挥主观能动力和创新思维能力进行调试。每一个实验项目除给出参考实验方案外，还提示采用不同的方案、不同的器件、不同的方法自行设计、调试，给学生留下创新发挥的空间。

电气工程系

《单片机原理及应用》课程组

单片机原理及应用教案-第5章 篇6

教学内容：

2.4.8 MCS-51单片机指令的时序 第3章 汇编语言程序设计 3.1基本知识

3.2分支程序设计实例分析

3.3循环程序设计实例分析

教学目标：

了解：MCS-51单片机指令时序；程序设计方法；汇编语言格式及汇编方法

掌握：分支程序设计要点，先分支后赋值程序设计，先赋值后分支程序设计；循环程序设计要点，实例2程序设计方案。

课时安排：

课时

教学重点：

分支和循环程序设计方法

教学提示：

一、重点内容与要点分析

（一）MCS-51单片机指令的时序

执行指令的最小时间单元是机器周期。每个机器周期由12个时钟周期构成，分为6个S状态。一般每个机器周期中ALE和/PSEN信号有效两次。指令长度有单字节、双字节、三字节三种情况。执行指令的时间有单周期、双周期、四周期三种情况。单字节指令的执行时间有单周期、双周期、四周期三种情况；双字节指令的执行时间有单周期、双周期两种情况；三字节指令的执行时间都为双周期。具体指令的长度和执指时间见附录。

（二）汇编语言程序设计

掌握：分支程序设计、循环程序设计、子程序设计。1.画出清晰的程序流程图

一般地，开发者都是首先对自己开发的项目进行仔细地分析了解，在心里有个大概的框架后就开始编程序。但是程序是很难一步到位的，当需要改变一点小小的漏洞或者是要加入一个新的功能时，编程者往往显得不知所措，不知从何下手，重新整理自己的思路而耗费大量的时间。因此最好在进行编程前画出整个项目的流程图，这样自己分析和解决问题的过程一目了然，而且要尽量详细具体，重要的地方应作上标记，便于以后作修改时能很快明白自己的思路。总之在编程过程中，有了流程图，就有了自己的主线，即使以后需要作大的变动，根据在流程图中的标记和说明，可以轻松地解决问题，以免在焦头烂额之际，思路不清晰而陷入困境。2.变量定义的直观性

大家肯定听说过Windows编程中的匈牙利命名法，它突出的特点就是变量名称的直观性，从变量的名称就能知道该变量的基本含义和用途，这样方便自己和别人理解程序，提高效率。其实在汇编程序中也可以实现，使用伪指令EQU和BIT即可。EQU用于定义字节常量，此变量可以代表地址，也可以代表立即数，只是使用时要注意如果是立即数的话，必须要在变量名称前面加上#号。还要注意在以字母开始的变量值前面加上0，如FFH应写成0FFH,否则会报错。BIT用于定义位变量。请看下面这段程序： SPEED_1 EQU 10H SPEED_2 EQU 20H SPEED_3 EQU 30H COUNT_H EQU 8DH COUNT_L EQU 10H ALARM_1 BIT 83H ALARM_2 BIT 84H ALARM_3 BIT 85H 一看就知道上面变量的基本含义，SPEED肯定和速度有关,COUNT和计数有关,ALARM和报警有关。当使用MOV A,SPEED_1时，SPEED_1是地址变量，即将10H地址单元中的数据送到寄存器A中。MOV A,#SPEED_1语句中，SPEED_1代表立即数，因为它前面有#号，即将立即数10H送到寄存器A中。注意：字符串变量的长度不能太长，一般宜在12个英文字母左右，否则编译会出错。

这样做还有一个好处是修改特别方便，当程序需要变动存储单元时，不用在每个使用此变量的地方轮流去修改，而只要在变量表中将相应的地址更改即可，如：如果以后需要加上一个存储单元而占用10H,将10H地址变成别的地址数值，假设为11H，按照一般的写法需要在程序中将地址10H逐个换成11H，特别麻烦。如果建立变量表的话，只需将该字符串变量对应的地址值改变即可，因为应用程序中使用的是字符串变量。例如，如果在程序中使用了10个MOV A,10H赋值语句，如果没有使用变量表，需要将10个10H地址值变成11H，如果是使用了变量表，只需将字符串变量对应的地址值由10H变成11H即可。

3.间接寻址的使用

一般提到间接寻址大家首先会想到DPTR,这是个16位的外部RAM地址寄存器。但是我要说的是内部的RAM地址寄存器，51系列单片机中8052单片机内部有256字节的RAM,我们可以用直接寻址访问其中00H-7FH字节单元，而80H-FFH范围内的内部RAM地址和特殊功能寄存器的地址空间是重叠的，因此51规定对于特殊功能寄存器的访问只能用直接寻址方式，而对于80H-FFH范围内的内部RAM地址只能用间接寻址，一般使用的指令是： MOVX @Ri,A 和MOVX A,@Ri

例如将内部RAM地址81H的数据送到寄存器A,程序如下：

MOV R0,#81H MOVX A,@R0

将寄存器A的数据送到内部RAM地址81H，程序如下: MOV R0,#81H MOVX @R0,A 4.中断现场的保护

在使用多种中断方式后，这个问题尤其显得重要，因为如果有一个寄存器的数据没有保护好，那么付出的调试代价是巨大的，这点大家肯定有体会。如果内部RAM变量不多的话，可以将堆栈大小尽量设大些，而且最好在每次进入中断的时候都进行压栈，主要针对寄存器A、B、C、PSW。注意在退出中断时执行退栈指令。还有就是注意堆栈的大小防止溢出。

5.返回指令的使用

其实这个问题应该是不值得提的，但是在初学者中这个问题还是比较普遍的。RET指令是子程序返回指令，但是好多人把它当成一个万能的回转指令，其功能是完成从堆栈中取出以前压入的16位地址送入PC，从而完成子程序的返回。但是有些人总是使用RET指令返回到自己预想的地方,这样造成的后果是致命的。

二、教学方式

在课堂讲授教学内容后，留20分钟，学生作报告。课堂讲授为主，结合电子CAI课件和教学网站，提供教学效果。

三、作业

1.结合实例2回答以下问题：

（1）冒泡程序结束后为什么A中内容与任何数据单元都不同？（2）ORG 0100H的作用？为什么说是伪指令？

（3）分支程序中 X=-1时，写入 #FFH → A→31H，但最后31H单元中内容为什么不是-1？

2.试将实例2参考程序改为能使64个数从大到小顺序排列，并说明改动理由。3.试编写能将存放在片外RAM的100个数进行从小到大顺序排列的双循环程序，并加以必要说明。

4.讨论 在实例2中

（1）在1轮冒泡比较循环中，R0的最小值是多少？最大值又是多少？（2）在第10轮冒泡比较循环中，R0的最小值是多少？最大值又是多少？（3）在最后1轮冒泡比较循环中，R0的最小值是多少？最大值又是多少？

单片机原理及接口教材 篇7

一、教、学、做一体化教学模式特点

“教、学、做”一体化教学是指在同一空间和时间内同步进行的教学, 理论和实践交替进行, 直观和抽象交错出现, 没有固定的先实后理或先理后实顺序, 而是教师的教和学生的学有机结合, 边教边做, 边学边做, 这就是“教、学、做”一体化概念。一体化教学符合学生的认知规律, 能够把复杂的知识直观化, 项目化。这种教学模式可使理论知识的学习与实际操作的训练紧密结合, 使教学内容更具有针对性, 使学生真正做到知行合一。“教、学、做”一体化教学模式可以较好地激发学生的学习兴趣, 增强学生的动手能力, 同时也使教学内容更具有针对性, 使学生真正做到知行合一, 对于学生零距离就业有极大的好处。“教、学、做”一体化教学方法具有以下特点: (1) 实践性。在真实或仿真的环境下利用实物、模型或仿真视频, 在“做”的过程中“教”, 在“做”的过程中“学”, 整个过程在实践中进行。 (2) 实用性。教学做一体化教学内容可根据职业岗位能力需求设定, 即学即用。 (3) 自主性。学生能自主、自由地学习, 激发了学生的学习兴趣, 促进了学生自主创新能力的发展。 (4) 注重综合素质的培养。在教学实施过程中, 可以最大限度地培养学生的思维能力、观察能力和动手能力, 同时形成良好的职业素养。

二、“教、学、做”一体化教学模式实施方案

1. 以项目为载体, 以实训为手段, 融“教、学、做”为一体。

将项目驱动法引入单片机教学, 就是要结合具体项目, 把所要讲授的各项理论知识和实践技能按由浅入深、现学现用的原则分解到一个个具有明确应用目标的任务中。让学生在理论知识的学习中, 时刻联系自己的项目所需要的知识点, 学习的目的性更加明确, 学习更加积极主动。教师选择项目要以理论知识为依据, 注重实用性、创新性和前瞻性, 既能进一步巩固理论知识, 又能训练学生的实践操作, 增强学生解决实际问题的能力。引导学生掌握提出问题、分析问题和解决问题的方法, 最终让学生通过自己的努力和教师的指导, 完成任务。在传统的单片机实验室即可进行单片机项目教学, 还可以构建基于Proteus和Keil软件的虚拟单片机实验室, 不需额外增加大量的硬件设备。项目教学可分以下几个环节: (1) 分配任务, 收集资料阶段。在学期初始, 将项目的难易等级分为A、B、C三级, 保证每个学生都能真正参与到项目中, 并有所收获, 如银行自动取款机、交通灯、电子万年等。学生可根据自己的能力差异和兴趣爱好, 加入不同等级的项目团队, 并到任课老师处填写项目任务书, 领取项目。学生根据领取的项目查阅相关资料, 选取合适的单片机型号和相关外围部件。如智能交通灯, 硬件包括单片机、发光二极管、数码管或液晶显示器等, 选择硬件材料考虑的诸多因素由学生自行解决。 (2) 硬件电路搭建。整个项目进程要求学生本着“先硬后软”的思想, 先搭建硬件电路图。根据普通教材的教学内容安排, 第二章将讲授单片机的内部结构、外部引脚以及构成小型控制系统的设计方法。这一时期引导学生进行硬件电路搭建。 (3) 软件编程。当教材内容进入汇编语言指令和编程阶段, 具体的软件指令被学生熟知并应用。项目组应进行相应的主功能程序设计。之后是中断、定时计数等内容, 再进行相应的辅助功能程序设计。随后进入软件编程。 (4) 完成设计进行虚拟仿真。虚拟仿真阶段要利用Proteus和Keil两个仿真软件。在硬件与软件设计过程结束后, 先用Proteus软件画出项目原理图, 再用Keil C51编写项目驱动源程序并进行编译, 产生一个扩展名为.hex的可执行文件。最后把该可执行文件嵌入Proteus软件中的虚拟单片机中去, 学生就可以进行仿真调试, 从而形成一个基于Proteus和Keil的虚拟单片机实验室。 (5) 实验室软硬件调试验证。最后重要环节是在实验室进行软硬件调试验证。根据Proteus软件仿真通过的项目电路, 在单片机实验箱或实验平台上进行实物连接, 并利用下载器或仿真器验证器件功能。若出现故障, 小组讨论、查找并排除。实际操作使学生熟悉各种器件的规格、型号及性能, 并提高了学生的动手能力。

2. 利用课程设计, 进一步提高学生的系统开发能力和综合应用能力。

课程设计是一种课程形式, 也是一种教学方法, 其基本教学目的是加深学生对课程基础理论和基本知识的理解与掌握, 培养学生综合运用基础理论和技能分析与解决实际问题的实践能力以及勇于探索的创新精神。课程设计内容的设立应与时俱进, 注重先进性和开放性, 并与学科的前沿技术相结合。突出学生的自主性、主动性, 激发学生的创新意识, 注重学生设计能力的培养和工程能力的训练。在课程设计的综合性、设计性环节给予学生更多的选择。选题没有固定的要求, 只是给出一些提示, 学生可以根据自己的设想进行硬件选择、软件设计, 达到自己的设计目标。极大地发挥了学生的主观能动性和创新性。

3. 以电子设计竞赛为契机开设第二课堂。

为了培养学生独立工作能力和实践能力, 在人力、物力上积极支持学生开展课外科技活动。实验室开放是开设第二课堂的前提条件。将学校现有的实验室在管理制度上开放, 为学生自主实验提供场所及设备。第二课堂的开设以学生的兴趣为出发点, 以电子设计竞赛为目标, 将第二课堂分为日常活动及竞赛准备两种。日常活动鼓励学生自主设计一些小发明小制作, 自行制作印刷电路板。引导学生申请大学生创新项目 (UIT) 立项, 自己找方向、写材料、定方案、开展项目研究。鼓励学生积极参与各种电子设计竞赛, 提高创新能力。电子设计竞赛准备阶段要专门抽调教师进行专业指导, 以减少学生的盲目性, 提高学生的体系化、目标化及竞赛能力, 在赛前还组织了参赛队员的集训。

4. 与企业建立紧密合作关系, 共建实习基地。

建设校内生产性实训基地, 由学校提供场地和管理, 企业提供设备、技术和师资支持, 以企业为主组织实训, 构建校企联盟, 实现学校培养目标与企业需求对接, 全面提高学生综合技术应用能力。对某些小型产品, 可以带到学校进行组装, 既加强学生应用技能的培养, 又可为学生勤工俭学创造条件。此外, 学院在师资选择方面, 突破传统的全职教师模式, 广纳社会精英, 积极引进企业有经验的“双师型”教师, 现任课教师中“双师型”教师已超过20%。单片机原理及应用课程就聘请了某研究所的高级工程师来承担, 不仅传授给学生许多实用知识与实践技能, 还帮、带、教出了一批中青年教师, 极大地提升了这些专职教师的专业技术能力。

5. 通过“预就业”, 使学生提前进入生产现场。

“预就业”培养模式是一种与就业相结合, 校企联合培养的开放式教育模式。近年来, 学院与山西本省及一些外省企业建立了广泛的合作关系。学生前两年半在学校学习基础课、专业基础课及部分专业课, 从第六学期以“预就业”的形式分批进入用人单位, 边学习边实习, 同时接受学校教师的网上授课与考查。学校的专业课教师借助网络平台, 给“预就业”学生提供专业学习指导与考核。经过几年的摸索与实践, 现已形成一种较为成熟的培养模式, 并且与众多企业建立了紧密合作关系。目前, 我院毕业生除了在山西省的企业广泛就业, 还有很多学生进人到上海、北京、江苏、内蒙古等多家大型企业。

三、建立综合评价机制

在“教、学、做”一体化教学模式下, 需改变传统考核方式, 建立综合评价机制, 构建能力评价体系。对学生的考核, 从注重分数转变成注重能力。期末总成绩由理论考试成绩、实验实训成绩、项目设计完成情况成绩等几个方面共同组成。理论考核仍采用试卷考试形式, 但考试内容应体现以能力为本的理念, 题型以灵活的选择、判断题为主。不同的实训内容制订不同的考核评价方案。实验实训考核在实训内容的基础之上模仿企业的真实情况进行模拟情景练习, 注重过程, 按步骤打分。项目设计及完成情况重在除考核个人能力和团队协作能力。

四、结论

“教、学、做”一体化教学模式符合学生的认知规律, 能够把复杂的知识直观化、项目化。实践证明, 近几年在学校开展项目教学法、第二课堂, 改革课程设计的内容和形式, 融“教、学、做”三个环节为一体, 不仅极大地激发了学生的学习兴趣, 缩短了理论教学与实际应用之间的差距, 同时也提高学生的综合应用能力和单片机系统开发能力, 为学生实现零距离就业创造了良好的条件。

摘要：本文针对传统教学中重理论轻实践, 学生普遍感觉抽象难懂, 更缺乏单片机的实际应用能力和系统开发能力等问题, 提出并尝试了《单片机原理及接口技术》课程“教、学、做”一体化教学模式。实践证明, 一体化教学极大地激发了学生的学习兴趣, 促进了学生创新能力的发展, 为学生实现零距离就业打下了良好的基础。

关键词：单片机,教学做一体化,实践教学

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