51单片机教案

教案课题：51单片机原理与应用教学目标：1、了解8051单片机的发展历史2、学习8051单片机的内部结构与工作原理3、了解8051单片机的各个引脚的功能4、了解8051单片机在实际生活中的应用教学重点、难点：1、教学重点：8051单片机的内部结构原理2、教学难点：8051单片机的各单元部件的功能教学方法：通过课堂讲授和实际应用举例来引导学生去自主深入的学习教学过程1、51单片机的发展历程（简述）1971年intel公司研制出世界上第一个4位的微处理器1973年intel公司研制出8位的微处理器80801976年intel公司研制出MCS-48系列8位的单片机，这也是单片机的问世。80年代初，intel公司在MCS-48单片机基础上，推出了MCS-51单片机。2、8051单片机的内部结构--哈佛结构（详述）此图为我们学习的8051单片机内部结构图，其中间的一条双横线是8051单片机的内部总线，其它的部件都是通过内部的总线与CPU相联接的，8051单片机是总线结构型的微程序控制器。下面我们就51单片机内部的单个部件与大家进行讲解。·中央处理器（CPU）CPU是单片机的主要核心部件，在CPU里面包含了运算器、控制器以及若干寄存器等部件组成。MCS-51的CPU能处理8位二进制数或代码。·内部数据存储器（RAM）MCS-51单片机芯片共有256个字节的RAM单元，其中后128单元被专用寄存器占用，能作为寄存器供用户使用的只是前128单元，用于存放可读写的数据。因此通常所说的内部数据存储器就是指前128单元，简称内部RAM。地址范围为00H~FFH（256B）。是一个多用多功能数据存储器，有数据存储、通用工作寄存器、堆栈、位地址等空间。·内部程序存储器（ROM）MCS-51内部有4KB/8KB字节的ROM（51系列为4KB，52系列为8KB），用于存放程序、原始数据或表格。因此称之为程序存储器，简称内部ROM。地址范围为0000H~FFFFH（64KB）。·定时器/计数器51系列共有2个16位的定时器/计数器以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。定时时靠内部分频时钟频率计数实现，做计数器时，对P3.4（T0）或P3.5（T1）端口的低电平脉冲计数。·并行I/O（输入/输出）接口MCS-51共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）以实现数据的输入输出。·串行接口MCS-51有一个可编程的全双工的串行口，以实现单片机和其它设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为移位器使用。RXD（P3.0）脚为接收端口，TXD（P3.1）脚为发送端口。·中断控制系统MCS-51单片机的中断功能较强，以满足不同控制应用的需要。51系列有5个中断源（52系列有6个中断源），即外中断2个，定时中断2个，串行中断1个，全部中断分为高级和低级共二个优先级别。·定时与控制部件MCS-51单片机内部有一个高增益的反相放大器，基输入端为XTAL1输出端为XTAL2。MCS-51芯片的内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。3、51单片机的管脚图与管脚说明（简述）管脚功能说明·Vcc：电源正·GND：地·P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I／0口，也即地址／数据总线复用口。此端口内部没有集成上拉电阻，在作为输入口时要求外接上拉电阻。·P1口：Pl是一个带内部上拉电阻的8位双向I／O口，Pl的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。·P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I／O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。·P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I／0口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。注：P3口第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2INT0（外中断0）P3.3INT1（外中断1）P3.4T0（定时／计数器0外部输入）P3.5T1（定时／计数器1外部输入）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器读选通）·RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。·ALE／PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的1／6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。·PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的PSEN信号。·EA／VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H－FFFFH），EA端必须保持低电平（接地），如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。·XTALl：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。·XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。4、8051单片机在实际生活中的应用举例（简述）（1）、智能仪器仪表上的应用单片机广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪，各种类型的数字电表）。（2）、工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。（3）、家用电器中的应用现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备等。（4）、计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，无线电对讲机等产品中都能找到单片机的应用。（5）、单片机在医用设备领域中的应用例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。（6）、其他方面此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。课后小结：