單片機(jī)技術(shù)論文范文
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第1篇
和模擬電路比較，其數(shù)字電路特點比較突出，從以下幾個方面來說：第一、結(jié)構(gòu)簡單，能夠進(jìn)行集成化、系列化生產(chǎn)，比較方便，而且成本低，使用方便。第二、具有抗干擾性強(qiáng)、可靠性高、精確度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。第三、在處理功能方面較強(qiáng)，除了能實現(xiàn)數(shù)值的運(yùn)算，還實現(xiàn)邏輯運(yùn)算和判斷。第四、能夠進(jìn)行編程數(shù)字電路，很好地實現(xiàn)在各種運(yùn)算方面的靈活性。第五、通過數(shù)字信號的應(yīng)用，更方便進(jìn)行存儲、加密、壓縮、傳輸。
2.1單片機(jī)的定義對于單片機(jī)的定義，往往是指把計算機(jī)的一個個部件都匯集到一塊芯片之中，這就組成的一個微型的系統(tǒng)。而單片機(jī)的設(shè)計，是為了控制其應(yīng)用而設(shè)計的、以及制造其固有的構(gòu)造，在國際上，也叫微控制器。
2.2基本結(jié)構(gòu)及特點在單片機(jī)芯片內(nèi)，往往包括以下幾部分：CPU部分、ROM部分、RAM并行I/O部分、串行I/O部分、定時器計數(shù)器部分、中斷控制系統(tǒng)時鐘部分、A/D即模數(shù)轉(zhuǎn)換器部分和D/A即數(shù)模轉(zhuǎn)換器部分、以及WDT監(jiān)視定時器等部分。對于單片機(jī)，其特點為：1、功能多。2、品種多。3、占用空間少。4、系統(tǒng)所需器件少。對于單片機(jī)的應(yīng)用，包括4大類：第一類：智能儀器儀表；第二類：在工業(yè)方面進(jìn)行測控的；第三類：在民用方面的是一個具有智能型的電子品；第四類：在設(shè)備方面是屬于計算機(jī)的一個外設(shè)及通信的設(shè)備。
3結(jié)合數(shù)字電子技術(shù)與單片機(jī)的應(yīng)用實例
3.1數(shù)字電子鐘20世紀(jì)末，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電子產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在社會的各個地方，這樣就帶動了社會的發(fā)展，即社會變得信息化，以及提高了現(xiàn)代電子產(chǎn)品的性能化。目前，隨著單片機(jī)的發(fā)展，使其變得高性能化、多品種化，這就逐漸轉(zhuǎn)化為CMOS，最終實現(xiàn)了“功率比較低、體積比較小，容量特別大，性能特別高，價格特別低的設(shè)備，在電路方面，其具有了內(nèi)裝片的設(shè)備。這種技術(shù)屬于微控的一個技術(shù)。而在單片機(jī)模塊中，最普邊的是數(shù)字鐘的使用。對于數(shù)字鐘，是利用數(shù)字電子技術(shù)而實現(xiàn)的，即能進(jìn)行分秒來計時的裝置，這與機(jī)械式時鐘不同，其準(zhǔn)確性和直觀性較高。對于電子鐘，往往按照數(shù)字電路來進(jìn)行的，用時、分、秒的數(shù)字來顯示，屬于一個計時的裝置，其應(yīng)用比較廣泛，大部分是出現(xiàn)在每個家庭、車站，碼頭等地方。對于人們的日常生活來看，也是一個必須的、具備的產(chǎn)品。對于數(shù)字鐘及其擴(kuò)大應(yīng)用的研究，這是具有很重要的意義。
3.2由數(shù)字電子鐘組成的單片機(jī)的選擇在電子時鐘里，對于單片機(jī)的選擇，往往是以AT89c52為核心的，即作為一個電子時鐘的硬件部分。在AT89C52片內(nèi)，往往利用的是FLASHROM，在3V的超低壓下而運(yùn)行的。其存儲空間具有8KB的ROM，而在線編程中，隨時可以進(jìn)行擦除，也不會對芯片產(chǎn)生傷害。一旦把AT89C51作為核心部件，就會對芯片產(chǎn)生傷害。
第2篇
關(guān)鍵詞：單片機(jī)、可靠性、電磁兼容性
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)本身的設(shè)計中不斷采用了一些新的抗干擾技術(shù)，使單片機(jī)的可靠性不斷提高。除選擇抗干擾能力強(qiáng)的單片機(jī)外，單片機(jī)系統(tǒng)中其它輔助元器件的可靠性也至關(guān)重要，一些抑制干擾的元器件的使用有助于提高系統(tǒng)的可靠性。此外，單片機(jī)系統(tǒng)在電路設(shè)計、印制電路板的設(shè)計、布線與制造工藝、系統(tǒng)安裝時有無良好的接地等，都直接影響應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性。
單片機(jī)自身的抗干擾措施
為提高單片機(jī)本身的可靠性。近年來單片機(jī)的制造商在單片機(jī)設(shè)計上采取了一系列措施以期提高可靠性。這些技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾方面。
1.降低外時鐘頻率
外時鐘是高頻的噪聲源，除能引起對本應(yīng)用系統(tǒng)的干擾之外，還可能產(chǎn)生對外界的干擾，使電磁兼容檢測不能達(dá)標(biāo)。在對系統(tǒng)可靠性要求很高的應(yīng)用系統(tǒng)中，選用頻率低的單片機(jī)是降低系統(tǒng)噪聲的原則之一。以8051單片機(jī)為例，最短指令周期1μs時，外時鐘是12MHz。而同樣速度的Motorola單片機(jī)系統(tǒng)時鐘只需4MHz，更適合用于工控系統(tǒng)。近年來，一些生產(chǎn)8051兼容單片機(jī)的廠商也采用了一些新技術(shù)，在不犧牲運(yùn)算速度的前提下將對外時鐘的需求降至原來的1/3。而Motorola單片機(jī)在新推出的68HC08系列以及其16/32位單片機(jī)中普遍采用了內(nèi)部瑣相環(huán)技術(shù)，將外部時鐘頻率降至32KHz，而內(nèi)部總線速度卻提高到8MHz乃至更高。
2.低噪聲系列單片機(jī)
傳統(tǒng)的集成電路設(shè)計中，在電源、地的引出上通常將其安排在對稱的兩邊。如左下角是地，右下角是電源。這使得電源噪聲穿過整個硅片。改進(jìn)的技術(shù)將電源、地安排在兩個相鄰的引腳上，這樣一方面降低了穿過整個硅片的電流，一方面使外部去耦電容在PCB設(shè)計上更容易安排，以降低系統(tǒng)噪聲。另一個在集成電路設(shè)計上降低噪聲的例子是驅(qū)動電路的設(shè)計。一些單片機(jī)提供若干個大電流的輸出引腳，從幾十毫安到數(shù)百毫安。這些大功率的驅(qū)動電路集成到單片機(jī)內(nèi)部無疑增加了噪聲源。而跳變沿的軟化技術(shù)可消除這方面的影響，辦法是將一個大功率管做成若干個小管子的并聯(lián)，再為每個管子輸出端串上不同等效阻值的電阻。以降低di/dt。
3.時鐘監(jiān)測電路、看門狗技術(shù)與低電壓復(fù)位
監(jiān)測系統(tǒng)時鐘，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)時鐘停振時產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號以恢復(fù)系統(tǒng)時鐘，是單片機(jī)提高系統(tǒng)可靠性的措施之一。而時鐘監(jiān)控有效與省電指令STOP是一對矛盾。只能使用其中之一。
看門狗技術(shù)是監(jiān)測應(yīng)用程序中的一段定時中斷服務(wù)程序的運(yùn)行狀況，當(dāng)這段程序不工作時判斷為系統(tǒng)故障，從而產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位。
低電壓復(fù)位技術(shù)是監(jiān)測單片機(jī)電源電壓，當(dāng)電壓低于某一值時產(chǎn)生復(fù)位信號。由于單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)本身對電源電壓范圍的要求越來越寬。電源電壓從當(dāng)初的5V降至3.3V并繼續(xù)下降到2.7V、2.2V、1.8V。在是否使用低電壓復(fù)位功能時應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用情況權(quán)衡一下。
4.EFT技術(shù)
新近推出的MotorolaM68HC08系列單片機(jī)采用EFT(ElectricalFastTransient)技術(shù)進(jìn)一步提高了單片機(jī)的抗干擾能力。當(dāng)振蕩電路的正弦波信號受到外界干擾時，其波形上會疊加一些毛刺。以施密特電路對其整形時，這種毛刺會成為觸發(fā)信號干擾正常的時鐘信號。交替使用施密特電路和RC濾波可以使這類毛刺不起作用，這就是EFT技術(shù)。隨著VLSI技術(shù)的不斷發(fā)展，電路內(nèi)部的抗干擾技術(shù)也在不斷發(fā)展之中。
5.軟件方面的措施
單片機(jī)本身在指令設(shè)計上也有一些抗干擾的考慮。非法指令復(fù)位或非法指令中斷是當(dāng)運(yùn)行程序時遇到非法指令或非法尋址空間能產(chǎn)生復(fù)位或中斷。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序是事先寫好的，不可能有非法指令或?qū)ぶ贰Ｒ欢ㄊ窍到y(tǒng)受到干擾，CPU讀指令時出錯了。
以上提到的是當(dāng)前廣泛使用的單片機(jī)應(yīng)該具有的內(nèi)部抗干擾措施。在選用單片機(jī)時，要檢查一下這些性能是否都有，以求設(shè)計出可靠性高的系統(tǒng)。
在應(yīng)用軟件設(shè)計方面，設(shè)計者都有各自的經(jīng)驗。這里要提醒的是最后對不用的ROM要做處理。原則是萬一程序落到這里可以自恢復(fù)。
用于單片機(jī)系統(tǒng)的干擾抑制元件
1.去耦電容
每個集成電路的電源、地之間應(yīng)配置一個去耦電容，它可以濾掉來自電源的高頻噪聲。作為儲能元件，它吸收或提供該集成電路內(nèi)部三極管導(dǎo)通、截止引起的電流變化(di/dt)，從而降低系統(tǒng)噪聲。要選高頻特性好的獨石電容或瓷片電容作去耦電容。每塊印制電路板電源引入的地方要安放一只大容量的儲能電容。由于電解電容的纏繞式結(jié)構(gòu)，其分布電感較大，對濾除高頻干擾信號幾乎不起作用。使用時要與去耦電容成對使用。鉭電容則比電解電容效果更好。
2.抑制高頻的電感
用粗漆包線穿入軸向有幾個孔的鐵氧體芯，就構(gòu)成了高頻扼制器件。將其串入電源線或地線中可阻止高頻信號從電源/地線引入。這種元件特別適用于隔開一塊印制電路板上的模擬電路區(qū)、數(shù)字電路區(qū)、以及大功率驅(qū)動區(qū)的供電。應(yīng)該注意的是它必須放在該區(qū)儲能電容與電源之間而不能放在儲能電容與用電器件之間。
3.自恢復(fù)保險絲
這是用一種新型高分子聚合材料制成的器件，當(dāng)電流低于其額定值時，它的直流電阻只有零點幾歐。而電流大到一定程度，它的阻值迅速升高，引起發(fā)熱，而越熱電阻越大，從而阻斷電源電流。當(dāng)溫度降下來以后能自動恢復(fù)正常。這種器件可防止CMOS器件在遇到強(qiáng)沖擊型干擾時引起所謂“可控硅觸發(fā)”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象指集成電路硅片的基體變得導(dǎo)通，從而引起電流增大，導(dǎo)致CMOS集成電路發(fā)熱乃至燒毀。4.防雷擊器件
室外使用的單片機(jī)系統(tǒng)或電源線、信號線從室外架空引入室內(nèi)的，要考慮系統(tǒng)的防雷擊問題。常用的防雷擊器件有：氣體放電管，TVS(TransientVoltageSupervention)等，氣體放電管是當(dāng)電源電壓大于某一值時，通常為數(shù)十伏或數(shù)百伏，氣體擊穿放電，將電源線上強(qiáng)沖擊脈沖導(dǎo)入大地，TVS可以看成兩個并聯(lián)且方向相反的齊納二極管，當(dāng)電兩端電壓高于某一額定值時導(dǎo)通。其特點是可以瞬態(tài)通過數(shù)百乃至上千安培的電流。這類元器件要和抗共模和抗差模干擾的電感配合使用以提高抗干擾效果。
提高單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾能力的主要手段
1.接地
這里的接地指接大地，也稱作保護(hù)地。為單片機(jī)系統(tǒng)提供良好的地線，對提高系統(tǒng)的抗干擾能力極為有益。特別是對有防雷擊要求的系統(tǒng)，良好的接地至關(guān)重要。上面提到的一系列抗干擾元件，意在將雷擊、浪涌式干擾以及快脈沖群干擾去除，而去除的方法都是將干擾引入大地，如果系統(tǒng)不接地，或雖有地線但接地電阻過大，則這些元件都不能發(fā)揮作用。為單片機(jī)供電的電源的地俗稱邏輯地，它們和大地的地的關(guān)系可以相通、浮空、或接一電阻，要視應(yīng)用場合而定。不能把地線隨便接在暖氣管子上。絕對不能把接地線與動力線的火線、零線中的零線混淆。
2.隔離與屏蔽
典型的信號隔離是光電隔離。使用光電隔離器件將單片機(jī)的輸入輸出隔離開，一方面使干擾信號不得進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，另一方面單片機(jī)系統(tǒng)本身的噪聲也不會以傳導(dǎo)的方式傳播出去。屏蔽則是用來隔離空間輻射的，對噪聲特別大的部件，如開關(guān)電源，用金屬盒罩起來，可減少噪聲源對單片機(jī)系統(tǒng)的干擾。對特別怕干擾的模擬電路，如高靈敏度的弱信號放大電路可屏蔽起來。而重要的是金屬屏蔽本身必須接真正的地。
3.濾波
濾波指各類信號按頻率特性分類并控制它們的方向。常用的有各種低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器。低通濾波器用在接入的交流電源線上，旨在讓50周的交流電順利通過，將其它高頻噪聲導(dǎo)入大地。低通濾波器的配置指標(biāo)是插入損耗，選擇的低通濾波器插入損耗過低起不到抑制噪聲的作用，而過高的插入損耗會導(dǎo)致“漏電”，影響系統(tǒng)的人身安全性。高通、帶通濾波器則應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)中對信號的處理要求選擇使用。
印制電路板的布線與工藝
印制電路板的設(shè)計對單片機(jī)系統(tǒng)能否抗干擾非常重要。要本著盡量控制噪聲源、盡量減小噪聲的傳播與耦合，盡量減小噪聲的吸收這三大原則設(shè)計印制電路板和布線。當(dāng)你設(shè)計單片機(jī)用印制電路板時，不仿對照下面的條條檢查一下。
·印制電路板要合理區(qū)分，單片機(jī)系統(tǒng)通常可分三區(qū)，即模擬電路區(qū)(怕干擾)，數(shù)字電路區(qū)(即怕干擾、又產(chǎn)生干擾)，功率驅(qū)動區(qū)（干擾源）。
·印刷板按單點接電源、單點接地原則送電。三個區(qū)域的電源線、地線由該點分三路引出。噪聲元件與非噪聲元件要離得遠(yuǎn)一些。
·時鐘振蕩電路、特殊高速邏輯電路部分用地線圈起來。讓周圍電場趨近于零。
·I/O驅(qū)動器件、功率放大器件盡量靠近印刷板的邊，靠近引出接插件。
·能用低速的就不用高速的,高速器件只用在關(guān)鍵的地方。
·使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率的時鐘，時鐘產(chǎn)生器要盡量靠近用到該時鐘的器件。
·石英晶體振蕩器外殼要接地，時鐘線要盡量短，且不要引得到處都是。
·使用450的折線布線，不要使用900折線,以減小高頻信號的發(fā)射。
·單面板、雙面板，電源線、地線要盡量的粗。信號線的過孔要盡量少。
·4層板比雙面板噪聲低20dB。6層板比4層板噪聲低10dB。經(jīng)濟(jì)條件允許時盡量用多層板。
·關(guān)鍵的線盡量短并要盡量粗，并在兩邊加上保護(hù)地。將敏感信號和噪聲場帶信號通過一條扁帶電纜引出的話，要用地線-信號-地線......的方式引出。
·石英振蕩器下面、噪聲敏感器件下面要加大地的面積而不應(yīng)該走其它信號線。
·任何信號線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量小。
·時鐘線垂直于I/O線比平行于I/O線干擾小，時鐘線要遠(yuǎn)離I/O線。
·對A/D類器件，數(shù)字部分與模擬部分寧可繞一下也不要交叉。噪聲敏感線不要與高速線、大電流線平行。
·單片機(jī)及其它IC電路，如有多個電源、地端的話，每端都要加一個去耦電容。
·單片機(jī)不用的I/O端口要定義成輸出。
·每個集成電路要加一個去耦電容，要選高頻信號好的獨石電容式瓷片電容作去耦電容。去耦電容焊在印制電路板上時，引腳要盡量短。
·從高噪聲區(qū)來的信號要加濾波。繼電器線圈處要加放電二極管。可以用串一個電阻的辦法來軟化I/O線的跳變沿或提供一定的阻尼。
·用大容量的鉭電容或聚脂電容而不用電解電容作電路充電的儲能電容。因為電解電容分布電感較大，對高頻無效。使用電解電容時要與高特性好的去耦電容成對使用。
·需要時，電源線、地線上可加用銅線繞制鐵氧體而成的高頻扼流器件阻斷高頻噪聲的傳導(dǎo)。
·弱信號引出線、高頻、大功率引出電纜要加屏蔽。引出線與地線要絞起來。
第3篇
原來使用的“單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用”課程的教學(xué)大綱對知識點分解層層深入，便于學(xué)生由淺入深地學(xué)習(xí)相關(guān)知識。但是由于原有的教學(xué)大綱只對知識點作出了要求，沒有對教學(xué)方法和教學(xué)過程作出要求；只強(qiáng)調(diào)了理論知識的學(xué)習(xí)，沒有對學(xué)生職業(yè)行為能力培養(yǎng)作出要求，所以學(xué)生感覺學(xué)習(xí)過程枯燥乏味，內(nèi)容深度大，學(xué)習(xí)難度大。
新制定的課程標(biāo)準(zhǔn)繼承了原有教學(xué)大綱中知識點由淺入深的分解特點，對各個知識點進(jìn)行重新整合，以項目為驅(qū)動帶動全部知識的學(xué)習(xí)。把原來先學(xué)后練的教學(xué)方法改為了邊做邊學(xué)的學(xué)習(xí)方法，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生參與到教學(xué)中。同時，在新課標(biāo)中還強(qiáng)調(diào)了對學(xué)生職業(yè)行為能力培養(yǎng)的要求，將知識點的學(xué)習(xí)與實際工作流程相結(jié)合，學(xué)生掌握了該知識在實際工作中的應(yīng)用方法。
原教學(xué)大綱和新課標(biāo)中知識點分解圖如圖1：
2“單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用”課程標(biāo)準(zhǔn)制定
2.1課程設(shè)計的基本理念
高等職業(yè)教育的根本任務(wù)是培養(yǎng)高級技術(shù)應(yīng)用型人才。課程教學(xué)是實現(xiàn)高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的基本途徑，課程教學(xué)的質(zhì)量是直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心要素。新的課程體系要與經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科技進(jìn)步和社會發(fā)展要求相適應(yīng)，與人的全面發(fā)展需求相適應(yīng)，與高等教育大眾化條件下多樣化的學(xué)習(xí)需求相適應(yīng)，與高等職業(yè)教育課程改革與建設(shè)相適應(yīng)。本體系的構(gòu)建，應(yīng)根據(jù)先進(jìn)的職業(yè)教育思想，改變學(xué)科本位的觀念，加強(qiáng)實踐教學(xué)，著眼課程群，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用相關(guān)現(xiàn)代化先進(jìn)工具和知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
(1)面向全體學(xué)生，注重素質(zhì)教育、能力與技能培養(yǎng)
本課程面向計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的全體學(xué)生，注重專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)教育，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的抽象思維能力，增強(qiáng)他們理論聯(lián)系實際的能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。重視知識與技能；過程與方法；情感態(tài)度與價值觀課程目標(biāo)的培養(yǎng)。
(2)突出學(xué)生主體，尊重個體差異
本實訓(xùn)在目標(biāo)設(shè)定、教學(xué)過程、課程評價和教學(xué)資源的開發(fā)等方面都突出以學(xué)生為主體的思想，課程實施應(yīng)成為學(xué)生在教師的指導(dǎo)下構(gòu)建知識、活躍思維、展現(xiàn)個性和拓展視野的過程。
(3)注重過程評價，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展
建立能激勵學(xué)生動手能力發(fā)展的評價方法。在課程學(xué)習(xí)過程中應(yīng)注重培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生動手實踐的積極性和自信心。
(4)開發(fā)課程資源，拓展學(xué)用渠道
本課程要力求合理利用和積極開發(fā)課程資源，給學(xué)生提供貼近現(xiàn)場實際，能反映新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的課程資源。
2.2課程總體目標(biāo)
課程總目標(biāo)是使學(xué)生具有單片機(jī)系統(tǒng)編程和設(shè)計的知識與技能、具備較高的職業(yè)素質(zhì)，具有調(diào)試單片機(jī)系統(tǒng)程序和設(shè)計最小單片機(jī)系統(tǒng)的能力，能解決程序調(diào)試和系統(tǒng)設(shè)計中遇到的問題，能勝任單片機(jī)產(chǎn)品調(diào)試員、單片機(jī)產(chǎn)品技術(shù)支持、單片機(jī)軟件開發(fā)師、單片機(jī)硬件開發(fā)師和單片機(jī)設(shè)計師等崗位工作。
(1)知識要求
會對所學(xué)知識進(jìn)行整合，能夠根據(jù)設(shè)計要求獨立編寫程序，并能在實踐工作中熟練進(jìn)行單片機(jī)程序和系統(tǒng)電路的調(diào)試；掌握各種接口電路的分析方法和理論知識。
(2)技能
能熟練進(jìn)行單片機(jī)程序和系統(tǒng)電路的調(diào)試，并能獨立設(shè)計單片機(jī)系統(tǒng)電路并能編寫相應(yīng)程序，同時還可以對以單片機(jī)為核心的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。
(3)素質(zhì)
通過項目實踐，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)、熱情主動的工作態(tài)度；養(yǎng)成遵守操作規(guī)程，分析工作整潔、有序、愛護(hù)儀器設(shè)備的良好實驗習(xí)慣；能認(rèn)真負(fù)責(zé)、實事求是、堅持原則、一絲不茍地依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編程和設(shè)計，并在工作實踐中能遵守勞動紀(jì)律，注意安全，具備良好的敬業(yè)精神和協(xié)作精神，堅持努力學(xué)習(xí)，不斷提高自身可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)理論水平和操作技能，形成良好的職業(yè)素養(yǎng)和勤奮工作的基本素質(zhì)。
2.3內(nèi)容目標(biāo)
本課程標(biāo)準(zhǔn)通過對知識點的重新分解，將內(nèi)容分成了六個主題。其中主題一是對單片機(jī)系統(tǒng)原理知識的學(xué)習(xí)，主題六是對知識的總結(jié)訓(xùn)練，而其他的四個主題分為學(xué)習(xí)情境和訓(xùn)練情景兩部分。在主題二到主題四中每個學(xué)習(xí)情境都分為了若干個小項目，幾個小項目又可以合為一個項目。內(nèi)容目標(biāo)詳見附錄，其中學(xué)習(xí)情境設(shè)計方案如圖2所示：
2.4教學(xué)評價建議
(1)改革傳統(tǒng)的學(xué)生評價手段和方法，采用階段評價、目標(biāo)評價、項目評價、理論與實踐一體化的評價模式。
(2)關(guān)注評價的多元性，結(jié)合課堂講解表現(xiàn)、課堂項目操作、項目訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練及考試情況，綜合評價學(xué)生成績。筆答考試可采用開卷考試形式。
(3)評價比例分配
課堂表現(xiàn)：8%；課堂項目操作：12%；項目訓(xùn)練20%；綜合訓(xùn)練：20%；考試：40%。
以上為“單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用”課程標(biāo)準(zhǔn)的主要設(shè)計內(nèi)容。由于課程標(biāo)準(zhǔn)的提出時間不長，沒有嚴(yán)格的設(shè)計要求，因此在新課標(biāo)的設(shè)計過程中遇到一些問題。如內(nèi)容目標(biāo)中的格式如何進(jìn)行設(shè)計，是否將教師的教學(xué)方法融入其中，學(xué)生目前所具有的學(xué)習(xí)能力是否能夠與新課標(biāo)中的要求相結(jié)合等等，這些都需要進(jìn)一步的研究。
附錄：內(nèi)容目標(biāo)
主題一理論學(xué)習(xí)
要對一個單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計和編寫程序，就必須非常熟悉單片機(jī)芯片的組成原理，特別是要熟悉其各個外部引腳、內(nèi)部寄存器和數(shù)據(jù)區(qū)的使用方法。
1學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)了解MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、主要功能部件和CPU微處理器的組成、任務(wù)分配。
注意：單片機(jī)上電后程序指針被賦予的初值。
(2)了解MCS-51單片機(jī)的程序存儲器結(jié)構(gòu)，掌握內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的空間分配和SFR。
注意：程序存儲器的編址規(guī)律；只訪問外程序存儲器時，外部引腳的連接要求；上電后堆棧指針被賦予的初值。
(3)掌握89C51芯片的外部引腳功能常見的幾種復(fù)位電路和計算機(jī)器周期的方法。
注意：準(zhǔn)雙向并口和真正雙向并口的區(qū)別和相應(yīng)并口讀數(shù)時的編程要求；89C51的復(fù)位時間是多少。
(4)開發(fā)工具的使用
介紹Keil(或MedWin)、ISP兩個軟件的使用方法，并各種指令的學(xué)習(xí)編寫簡單的子程序，將源程序文件編譯并上載至實驗儀中顯示結(jié)果。
知識點：
掌握常用編程軟件的使用。在程序運(yùn)行期間觀察相應(yīng)存儲區(qū)和寄存器中數(shù)據(jù)的變化。
掌握MCS-51單片機(jī)的尋址方式。
2教學(xué)建議
(1)教學(xué)時數(shù)10學(xué)時。
(2)實物教學(xué)，增強(qiáng)感性認(rèn)識。
主題二學(xué)習(xí)情境1
1學(xué)習(xí)情境：信號燈控制
2學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)熟練掌握MCS-51單片機(jī)的尋址方式和指令系統(tǒng)。
技能點：要會畫出模塊的流程圖，建立學(xué)生的編程思維；分清各個尋址方式的功能。(DATAPDATAXDATACODE的訪問方式，地址空間，針對89C52芯片多128BytesDATA區(qū)的應(yīng)用，實際應(yīng)用中256bytesData區(qū)的單片機(jī)更多)
(2)能編寫完整的程序。
技能點：會進(jìn)行地址分配，整個程序的起始地址要正確；掌握各種程序結(jié)構(gòu)，能夠畫出系統(tǒng)的流程圖。
(3)會應(yīng)用常見的調(diào)試軟件進(jìn)行程序調(diào)試。
(4)理解機(jī)器周期和指令周期。
3學(xué)習(xí)情境內(nèi)容
功能一：信號燈的控制1
利用P1口控制8個發(fā)光二極管，通過編寫并上載不同的程序，觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)。
點亮8個發(fā)光二極管后單片機(jī)空運(yùn)行。
給片內(nèi)RAM中40H-4FH單元賦值后，將其數(shù)據(jù)傳送給片外50H-5FH單元，最后將56H中的數(shù)據(jù)由P1口輸出給發(fā)光二極管顯示。
在數(shù)據(jù)區(qū)建立一個數(shù)據(jù)表，編寫程序?qū)⒈碇械牡?個數(shù)由P1口輸出給發(fā)光二極管顯示。
知識點：
掌握數(shù)據(jù)傳送指令。
掌握MCS-51單片機(jī)并口傳送和讀取數(shù)據(jù)時得技術(shù)要求。
MOVX與MOVC的區(qū)別
功能二：信號燈的控制2
利用并口控制發(fā)光二極管，通過編寫并上載不同的程序，觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)。
將累加器中的數(shù)據(jù)(十六進(jìn)制)轉(zhuǎn)換為BCD碼，個位存入30H，十位存入31H，百位存入32H，最后由P0口輸出個位數(shù)據(jù)，P1口輸出十位數(shù)據(jù)，P2口輸出百位數(shù)據(jù)。
將DPH和DPL中放入兩個小于10的數(shù)據(jù)a和b，編寫程序?qū)崿F(xiàn)c=a2+b2-a，并把c通過P0口輸出。
將累加器A中數(shù)據(jù)得高4位和寄存器B中數(shù)據(jù)的低4位相乘后取反，并將其結(jié)果通過P0口輸出。
采用移位指令，實現(xiàn)累加器A中數(shù)據(jù)乘4，寄存器B中數(shù)據(jù)除以2。
知識點：
掌握算術(shù)操作指令和邏輯運(yùn)算指令。
會畫簡單的流程圖。
會使用軟件正確調(diào)試程序。
功能三：信號燈的控制3
設(shè)計一個延時程序，使與P2.0相連的發(fā)光二極管每隔1秒亮一次。
采用循環(huán)控制，使8個發(fā)光二極管呈跑馬燈方式閃爍，其中發(fā)光二極管點亮?xí)r長為1秒，熄滅時長為2秒。
知識點：
掌握程序轉(zhuǎn)移類指令和位操作指令。
會畫簡單的流程圖。
會使用軟件正確調(diào)試程序。
理解指令延時的用法，NOP指令的使用。
4教學(xué)建議
(1)教學(xué)時數(shù)12學(xué)時。
(2)學(xué)習(xí)過程中，教師通過講解和演示，指導(dǎo)學(xué)生完成項目學(xué)習(xí)。
(3)采用多做多練加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度。
(4)安排項目訓(xùn)練，鞏固所學(xué)內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓(xùn)練情境1：交通燈控制
(2)教學(xué)建議：6學(xué)時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學(xué)生獨立設(shè)計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題三學(xué)習(xí)情境2
1學(xué)習(xí)情境
跑馬燈設(shè)計與實現(xiàn)
2學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)掌握TMOD和TCON專用寄存器各位的定義與設(shè)置。會計算和設(shè)置定時/計數(shù)器的初值。
(2)掌握IE和IP專用寄存器各位的定義與設(shè)置。理解中斷的工作過程，熟記中斷入口地址。
技能點：能夠正確使用中斷方式對定時/計數(shù)器進(jìn)行編程；能夠使用中斷方式對外部事件中斷進(jìn)行處理；會畫流程圖，并編寫完整的具有中斷程序；理解電平觸發(fā)中斷、邊沿觸發(fā)中斷的區(qū)別及應(yīng)用；中斷的優(yōu)先級和中斷嵌套的應(yīng)用，中斷現(xiàn)場的保護(hù)和恢復(fù)。
3學(xué)習(xí)情境內(nèi)容
設(shè)計一個個性跑馬燈，能夠完成以下功能：
功能一：利用P2口，用單片機(jī)內(nèi)部的定時器采用查詢方式，使8個發(fā)光二極管呈跑馬燈方式閃爍(亮1秒、滅2秒)。
功能二：用計數(shù)器中斷對按鍵按下的次數(shù)計數(shù)，作為跑馬燈閃爍次數(shù)。
功能三：用外部中斷對正常顯示和閃爍次數(shù)設(shè)定功能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
知識點：
掌握定時/計數(shù)器的初始化方法；定時器初值與計數(shù)器初值的計算與設(shè)定。
掌握中斷源與中斷服務(wù)程序的入口地址；中斷相關(guān)寄存器的使用方法；中斷工作過程。
4教學(xué)建議
(1)教學(xué)時數(shù)8學(xué)時。
(2)學(xué)習(xí)過程中，教師通過講解和演示，指導(dǎo)學(xué)生完成項目學(xué)習(xí)。
(3)采用項目教學(xué)，多做多練加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度。
(4)安排項目訓(xùn)練，鞏固所學(xué)內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓(xùn)練情境2：秒表設(shè)計與實現(xiàn)
(2)教學(xué)建議：6學(xué)時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學(xué)生獨立設(shè)計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題四學(xué)習(xí)情境3
1學(xué)習(xí)情境
單片機(jī)點對點串口通信
2學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)了解SCON專用寄存器各位的定義與設(shè)置，掌握串口初始化的內(nèi)容與步驟。
(2)會用查詢和中斷方式編寫數(shù)據(jù)通信程序。
技能點：能夠正確地編寫數(shù)據(jù)通信程序。
3學(xué)習(xí)情境內(nèi)容
設(shè)計一個單片機(jī)之間的點對點的通信系統(tǒng)。要求甲機(jī)發(fā)送，乙機(jī)接收。甲機(jī)中按加號鍵，乙機(jī)中顯示數(shù)據(jù)加1；甲機(jī)中按減號鍵，乙機(jī)中顯示數(shù)據(jù)減1
知識點：
掌握與串行口初始化方法。
掌握串行口通信波特率的計算方法。
掌握串行口通信編程的兩種方法。
4教學(xué)建議
(1)教學(xué)時數(shù)6學(xué)時。
(2)學(xué)習(xí)過程中，教師通過講解和演示，指導(dǎo)學(xué)生完成項目學(xué)習(xí)。
(3)采用項目教學(xué)，多做多練加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度。
(4)安排項目訓(xùn)練，鞏固所學(xué)內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓(xùn)練情境3：單片機(jī)雙機(jī)通信
(2)教學(xué)建議：6學(xué)時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學(xué)生獨立設(shè)計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題五學(xué)習(xí)情境4
1學(xué)習(xí)情境
溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
2學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)使用P0、P2口的第二功能，擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲器RAM和片外程序存儲器。
技能點：能夠正確對89C51進(jìn)行片外RAM和ROM擴(kuò)展；理解并記住MOVX指令的時序圖。
(2)對89C51的并口進(jìn)行擴(kuò)展
技能點：能夠正確對89C51的并口進(jìn)行擴(kuò)展。
(3)人機(jī)接口擴(kuò)展
技能點：能夠正確地在89C51外連接鍵盤和顯示設(shè)備。
(4)8位A/D轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的接口
技能點：能夠正確選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片，并實現(xiàn)其與單片機(jī)的正確連接。
(5)8位D/A轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的接口
(6)掌握C51程序設(shè)計方法
技能點：能夠正確運(yùn)用單片機(jī)C51語言對單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程。
3學(xué)習(xí)情境內(nèi)容
設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)，要求用C51編寫系統(tǒng)程序，并且該系統(tǒng)滿足以下要求：
功能一：使用89C51擴(kuò)展一個片外RAM。
知識點：
掌握P0、P2口的第二功能使用方法。
會擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲器和片外程序存儲器。
功能二：用兩位七段數(shù)碼管顯示其溫度值。
知識點：
掌握LED的動態(tài)顯示方法。
功能三：用4*4的矩陣鍵盤，設(shè)置其溫度初值。
知識點：
掌握鍵盤設(shè)計方法。
掌握LED動態(tài)顯示方法。
功能四：具有對環(huán)境溫度進(jìn)行實時測量，當(dāng)外界溫度于設(shè)定溫度時，啟動風(fēng)扇降溫；當(dāng)外界溫度低于設(shè)定最低溫度時，發(fā)出報警聲。
知識點：
掌握A/D轉(zhuǎn)換的方法。
掌握D/A轉(zhuǎn)換的方法。
掌握正確選擇A/D和D/A芯片的方法。
4教學(xué)建議
(1)教學(xué)時數(shù)20學(xué)時。
(2)提高課堂質(zhì)量，上課時要多啟發(fā)學(xué)生，提高他們提出問題、分析問題、解決問題的能力，讓學(xué)生學(xué)會理解記憶的技巧。
(3)采用項目教學(xué)，多做多練加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度。
(4)安排項目訓(xùn)練，鞏固所學(xué)內(nèi)容。
5實踐活動建議
(1)訓(xùn)練情境：人機(jī)接口設(shè)計與實現(xiàn)
(2)教學(xué)建議：6學(xué)時
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學(xué)生獨立設(shè)計和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實驗
主題六綜合訓(xùn)練
使用套件設(shè)計一個最小單片機(jī)系統(tǒng)，完成其設(shè)計、繪圖、焊接、編程、調(diào)試工作并撰寫實訓(xùn)報告。
1教學(xué)建議
(1)教學(xué)時數(shù)20學(xué)時。
(2)教師命題，學(xué)生獨立完成。
