单片机原理及应用教学教案.pdf

第一讲

一、授课内容：

1、什么是单片机

2、单片机的发展

二、授课类型：讲授

三、授课时数：2学时

四、教学目标：了解单片机的发展,应用领域和应用模式，掌握单片机的特点

五、教学重、难点：

重点/难点：单片机的特点

六、教学设想：

借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加

强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.

七、教学过程：（板书）

一、什么是单片机

随着微电子技术的不断发展，计算机技术也得到迅速发展，并且由于芯片的

集成度的提高而使计算机微型化，出现了单片微型计算机（SingleChip

Computer），简称单片机，也可称为微控制器MC（Microcontrollernit）。

单片机，即集成在一块芯片上的计算机，集成了中央处理器CP（Central

Processingnit）、随机存储器RAM（RanomAccessMemory）、只读存储器（Rea

OnlyMemory）、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要计算机部件。

二、单片微型计算机发展概况

单片机出现的历史并不长,但发展十分迅猛。它的产生与发展和微处理器

的产生与发展大体同步,自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器

（4004）以来,它的发展到目前为止大致可分为5个阶段:

第1阶段（1971～1976）:单片机发展的初级阶段。1971年11月Intel

公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel4004,并配

有RAM、ROM和移位寄存器,构成了第一台MCS—4微处理器,而后又推出了8

位微处理器Intel8008,以及其它各公司相继推出的8位微处理器。

第2阶段（1976～1980）:低性能单片机阶段。以1976年Intel公司推

出的MCS—48系列为代表,采用将8位CP、8位并行I/O接口、8位定时/计

数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构,虽然其寻址范围有

限（不大于4KB）,也没有串行I/O,RAM、ROM容量小,中断系统也较简单,但

功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。

第3阶段（1980～1983）:高性能单片机阶段。这一阶段推出的高性能8

位单片机普遍带有串行口,有多级中断处理系统,多个16位定时器/计数器。

片内RAM、ROM的容量加大,且寻址范围可达64KB,个别片内还带有A/D转换

接口。

第4阶段（1983～80年代末）:16位单片机阶段。1983年Intel公司又

推出了高性能的16位单片机MCS—96系列,由于其采用了最新的制造工艺,使

芯片集成度高达12万只晶体管/片。

第5阶段（90年代）:单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用

领域等全方位向更高水平发展。

单片机的应用特性：

（1）集成度高

MCS-51系列单片机代表产品为8051，8051内部包含4KB的ROM、128B的

RAM、四个8位并行口、一个全双工串行口、两个16位定时器/计数器以及一个

处理功能强大的中央处理器。

（2）系统结构简单

MCS-51系列单片机芯片内部采用模块化结构，增加或更换一个模块就能获

得指令系统和引脚兼容的新产品。另一方面，MCS-51系列单片机具有64KB的外

部程序存储器寻址能力和64KB的外部RAM和I/O口寻址能力。Intel公司标准

的I/O接口电路和存储器电路都可以直接连到MCS-51系列单片机上以扩展系统

功能，应用非常灵活。

（3）可靠性高

单片机产品和其他产品一样，出厂指标有军用品、工业品和商用品之分。

其中军用品要求绝对可靠，在任何恶劣的环境下都能可靠工作，主要用于武器系

统、航空器等方面。单片机属于工业品，能在常温下工作，不需要在温度恒定的

机房内工作。由于单片机总线大多在芯片内部不易受干扰，而且单片机应用系统

体积小，易于屏蔽，所以单片机的可靠性较高。（4）处理功能强，速度快