一、为什么要学单片机技术?

　　传统的电子产品升级改造成智能化的电子产品需要用到单片机技术。也就是说传统的电子产品如电视机、电子表、计算器、数码相机、手机、MP3、遥控器、洗衣机等产品智能化、微型化，需要的核心技术就是单片机技术。所以从事电子行业的工作人员必须学好单片机技术，否则必然被社会淘汰。

　　二、什么是单片机?

　　单片机就是把中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、定时器/计数器和各种输入/输出接口(I/O接口)等主要功能部件集成在一块集成电路板上的微型计算机。

　　这句话比较抽象，下面我们来解释：

　　大家都知道，计算机的主机箱是由CPU、硬盘、内存、主板等等组成的。一块CPU大概要400块钱左右，硬盘也要500块钱左右，内存200块钱左右，主板500块钱左右，这些东西加在一起大概要1600块钱左右。如果配上显示器等等其他的设备，一台电脑要3000到4000块钱左右吧。

　　2、计算机和单片机的联系

　　如果把计算机的主机箱里的设备(CPU，硬盘，内存，主板等等)缩小缩小再缩小后集成在一块芯片中，这样的集成芯片被成为单片机。

　　从图中可以看出，单片机的体积不大，一般用双列直插40脚封装，当然功能多一些的单片机的引脚可能会比较多的，如68引脚，功能少的单片机也可能只有10多个或20多个引脚，有的甚至只8只引脚。

　　3、单片机的内部结构

　　当然，在这样的集成芯片(单片机)内部的CPU、硬盘、内存、主板等设备不再这样称呼了，下面我们来学习单片机内部结构。

　　(1)单片机内部结构→CPU

　　CPU，它的名字没有改，还是称为CPU(Central Processing Unit)。它是单片机的核心部件，包括运算器和控制器。

　　运算器既是算术逻辑单元ALU(Arithmetic logic Unit)，其功能是进行算术运算和逻辑运算。

　　控制器一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。其作用是完成取指令、将指令译码形成各种微操作并执行指令，同时控制计算机的各个部件有条不紊地工作。

　　(2)单片机内部结构之一ROM

　　“硬盘”，改了名字，称为程序存储器，也叫只读存储器。用ROM(Read only memery)表示。其作用和计算机的硬盘差不多，用来存放用户编写的程序。特点是：掉电后不会丢失数据(程序)。

　　(3)单片机内部结构之一RAM

　　“内存”，也改了名字，在单片机里叫数据存储器，也叫随机存储器。用RAM(Random Access Memery)表示。其作用是用于存放运算的中间结果，数据暂存和缓冲，标志位等。特点是：掉电后会丢失数据。

　　(4)单片机内部结构之一I/O接口

　　“主板”，相当于单片机的I/O接口电路(输入输出设备)。当然也包含了串行口，并行口，定时器，记时器等等。其作用是用来和外围电路相连的，进行输入输出和某些特殊的操作。

　　以上谈到的这些东西都是在一个集成芯片里面，我们把集成了这些东西的集成芯片叫做单片机，内部结构如下图所示：

　　4、单片机的价格(性价比)

　　当我们明白了什么是单片机后，再来猜猜一般的单片机的价格吧?

　　告诉你，7到10块钱之间!

　　告诉你，7块钱左右!

　　宏晶公司的STC单片机的价格则更便宜，低至5元以下。

　　是不是太便宜了?功能如何?

　　5、单片机的功能强大

　　大家会想一台“电脑”竟然是10块钱以内?功能怎么样?有什么用啊?

　　我可以告诉大家，它的功能很强大，是以后电子产品的发展方向。

　　只要是具有了智能化的电子产品，就少不了单片机技术。非常有用，发展前景非常之好。

　　那么大家一定很想学了，于是去买本书看……

　　哈哈，拿着书，不知道如何下手，看不懂吧，感觉好难吧?不要怕!

　　那是因为你没有掌握好学习单片机的正确方法!

　　学单片机仅看书是不够的，也是很难学会的。

　　学单片机是需要科学的方法和一些必备条件!

　　三、如何快速入门单片机?

　　单片机是一门实践性很强的课程(具有半软半硬的特征)，所以学习的时候必须要理论联系实践。

　　学习单片机技术必须注重“理论+实践”的方法。如果只学理论知识而不动手操作，则收效甚微;如果只进行实践操作而不学习理论知识，效果也不明显。

　　因此，学好单片机技术必须做到理论、实践同时学，理论知识和实践技能就像人的两条腿，缺一不可。

　　我试过很多种教学法，综合考虑还是觉得平凡老师创立的任务教学法的效果最好。它是一种基于理论联系实践的教学法。

　　本人在任务教学法的基础上开创了一种“边学边做”的单片机学习法，教学效果很好。

　　“边学边做”的教学方法概述

　　“边学边做”教学模式是以建构主义学习理论为指导下，依据人的认知规律设计完整的项目作为教学内容，采用多媒体、网络、仿真技术、实验实训设备等教学手段，在完成具体任务中组织教学的一种适合技能教育的教学模式。

　　四、学习单片机技术需要做哪些准备工作?

　　1、一台电脑——用于编写程序和学习。(3000到4000元钱)

　　2、单片机ISP下载线。(10到20块钱)

　　这是一款性能稳定的免驱型ISP下载线，用于把用户编辑、编译成功的原程序写到单片机芯片中。插上计算机USB接口，自动就安装了驱动，另一端连接在单片机产品的牛角座上，通过单片机ISP下载线专用软件progisp20，二步就可以高速方便的把单片机原程序*.hex下载到单片机产品中了。

　　等你入门了单片机技术后，也可以买单片机实验板强化学习，也就300块钱左右。一般的单片机实验板都会集合了编程器和仿真器的所有功能。

　　单片机入门以后推荐买单片机实验板!

　　有了这些东西，如果你已经学了一点单片机知识的话，就可以进行电子产品设计、开发了。

　　5、单片机开发软件平台

　　推荐Keil软件，Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境(uVision)将这些部份组合在一起。

　　Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的学习者来说是十分必要的。

　　EDA工具软件Proteus，主要用于单片机仿真。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具之一，受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

　　7、单片机ISP下载线专用软件

单片机小系统板安装实习报告

单片机小系统板安装实习

《单片机原理与应用》是电子信息工程专业的一门重要专业课，对应用能力和动手能力要求很高。通过单片机小系统板安装实习，巩固所学理论知识、培养系统设计的思想、提高自身的动手能力，学到电子产品的工艺设计知识，了解电子产品制造过程、熟悉电子产品工艺，掌握制作电子产品的操作技能，为进一步学习和应用奠定基础。

1、熟悉电路结构，分析电路原理图。 (1) 实验板的特性

SXY-MCU单片机实验开发板的CPU可与51系列（DIP40）单片机兼容，其功能强大，充分利用单片机自身的资源构成最小系统。主要由I2C ROM模块、RS232模块、485接口、数码管显示模块、指示灯模块、继电器模块、键盘显示模块、温度传感模块、红外线接收器模块等八个模块组成。通过一系列实验，实现单片机I/O控制、中断控制、数码管显示、键盘扫描输入、数据通信、温度采集、红外线遥控、继电器控制、音响控制和I2C总线功能，实现各个模块的功能。

(2) 各个功能模块的连接情况

I2C ROM模块：本模块采用了AT24C02串行ROM，此器件使用了I2C总线接口模式，如原理图所示，单片机的.com）。

本文介绍的PC/AT键盘具有结构简单、设计灵活、安全可靠的特点，可用于标准PC和嵌入式PC。本键盘可以在标准的键盘基础上进行改造，只需换掉原来的控制芯片即可，可节省设计成本。

单片机C51编程几个有用的模块(1)

KeilC51常用功能模块使用说明

本文档包括单片机系统中常用到的时钟中断、通讯及键盘扫描等模块(见所附源程序)的说明。这些模块使用前后台系统模型。为达到最大的灵活性,需要在用户工程中定义.com）。

本文介绍的PC/AT键盘具有结构简单、设计灵活、安全可靠的特点，可用于标准PC和嵌入式PC。本键盘可以在标准的键盘基础上进行改造，只需换掉原来的控制芯片即可，可节省设计成本。单片机C51编程几个有用的模块(1)KeilC51常用功能模块使用说明

本文档包括单片机系统中常用到的时钟中断、通讯及键盘扫描等模块(见所附源程序)的说明。这些模块使用前后台系统模型。为达到最大的灵活性,需要在用户工程中定义，欢迎阅读单片机原理与应用考试大纲。

《单片机原理与应用》实验课程计划 方案一：电子实习方式

以电子产品生产为背景，通过电子实习使学生学到电子产品的工艺设计知识、电子产品制作过程，掌握制作电子产品的操作技能。

具体划分为几下几个步骤：

1、 焊接练习（大一上学期已经完成）

2、 常用元器件和仪器仪表介绍及检测方法（大一上学期已经完成）

3、 硬件原理图设计（8学时）

4、 PCB设计及焊接（4学时）

5、 测试记录及分析（4学时）

6、 单片机软件程序设计（8学时）

7、 实习文档总结（4学时）

实现难点：原理图设计是重点及难点，学时紧张 方案二：购买PCB印制板方式

购买成品的PCB印制板，要求各模块满足单片机应用的基本功能，学生练习焊接、测试、软件程序设计等操作技能。

具体划分为几下几个步骤：

1、 PCB焊接（4学时）

2、 测试记录及分析（8学时）

3、单片机软件程序设计（12学时）

4、实习文档总结（4学时）

实现难点：购买到价格合适功能齐全的印制板 方案三：购买李群芳老师的实验单板

购买成熟的DEMO板，学生练习实验和在线编程，学习开发环境和单片机的在线编程、仿真调试等技能。

具体划分为以下几个步骤：

1、 实验程序设计、仿真调试技术

2、 实现接口输入/输出、中断、定时/计数器、实施程序设计。

实现难点：李老师是否愿意技术转让的问题。其中和电信系刘玉老师聊天的时候说Dian团队卖51单板，学生立刻发了邮件给我，也存在技术转让的问题。

基于单片机的交通灯设计

通过本实验使学生建立应用电子产品系统开发思想，掌握可编程主控芯片产品、系统开发的开发原理、开发方法和开发过程。

1、 建立基于单片机控制的交通灯模型，并划分软、硬件功能；

2、 以DVCC598JH++仿真器为基础，设计硬件电路；

4、 软、硬件仿真与调试。

把红、绿、蓝3个发光二极管作为一组，分别用4组发光二极管模拟十字路口交通灯。正常情况下，各道口通、断50s，通、断之间等待10s；特殊情况各道口分别可以一直通断，直到特殊情况解除。

2、软、硬件功能划分：

发光二极管亮、灭显示由硬件电路完成；亮、灭的时间由软件控制。

3、交通灯硬件电路设计：

5、软、硬件仿真与调试：

《单片机原理与应用》实验教案

共8个实验，要求8次上机完成。这8个实验分别为： 实验一 利用软件仿真器调试算术运算程序 实验二 INT0中断实验

实验三 定时器/计数器定时实验 实验四 定时器/计数器计数实验

实验五 定时器/计数器T0扩展外部中断源实验 实验六 串行口扩展实验 实验七 DAC0832数模转换实验 实验八 8155接口芯片使用实验

其中前六个实验为验证性实验，第七个实验为设计性实验。 最后一个为综合性实验。每个实验3学时。

1、实验前认真阅读实验要求，明确实验目的和实验任务。

2、拟订实验步骤，编好上机程序。

共八个实验，每个实验完成后交实验报告，写在实验报

告纸上，报告中应包含以下内容：

1、 实验名称、实验人姓名、学号、班级

2、 实验目的、任务（内容）；

（2）要求写出已调试通过的实验程序清单（加适量注 释）

第三章 实验项目及内容

实验一 利用软件仿真器调试算术运算程序 1．目的要求

（1） 熟悉WAVE调试软件的使用。 （2） 熟悉算术运算程序编程和调试的方法。 2．实验内容

（1）有6个数据分别放在片内RAM区50H~55H单元中，试求和，并将结果放在片内RAM区03H（高位），04H（低位）单元中。

（2） 编程将内部RAM70H~7FH中的16个数据按从小到 大的顺序重新排序。

实验二 INT0中断实验 （验证性实验

（1）掌握MCS-51单片机中断原理以及编程使用方法。 （2）理解下降沿中断和低电平中断的区别。

（1）编写主程序，读取开关SW1的状态，当其闭合时初始化为下降沿中断，反之，初始化为低电平中断，且发光管灭；编写中断服务程序，使发光管闪烁5次，间隔250ms，即中断服务程序的执行时间为2.5秒。退出中断程序时，使发光管灭。 （2） 用万用表测量C点的电平，按下TR31秒钟，然后松 开，观察C点电平的变化。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

实验三 定时器/计数器定时实验 （验证性实验

（1） 掌握MCS-51单片机定时器/计数器定时功能的使用方法。

（2） 了解定时和计数的本质区别和联系。

编写程序，初始化定时器/计数器T0工作在定时方式1，使P1.2输出周期为10秒的方波，即使发光管亮3秒，灭7秒。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

（1）掌握MCS-51单片机定时器/计数器计数功能的使用方法。

（2）了解定时和计数的本质区别和联系。

编写程序，通过8个发光二极管来显示所计脉冲个数。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

实验五 定时器/计数器T0扩展外部中断源实验

掌握利用定时器/计数器扩展外部中断源使用的方法。

编写主程序，使发光管灭；编写中断服务程序，当执行中断服务程序时，发光管闪烁5次，间隔500ms，主程序运行后通过按TR3按钮触发中断。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

实验六 串行口扩展实验 （验证性实验

（1）掌握MCS-51单片机串行口方式0的工作原理。 （2）了解方式0的应用，即通过串行口扩展输出口，进行静态显示的方法。

（3） 掌握串行移位寄存器芯片74LS164的工作原理。

编制程序使数码管循环依次显示00到99，每秒加1。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

实验七 DAC0832数模转换实验 （设计性实验

（1）掌握DAC0832与MCS51单片机的接口方法。 （2）掌握D/A转换程序的设计方法。

认真复习所学习的DAC0832的工作方式，利用单缓冲

方式使0832输出锯齿波和三角波。并设计使运放LM741输出0-5V和0--5V的波形。如果不用示波器，如何测试你所设计的电路和所编写的程序是否正确。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块 、

D/A转换器的输入为数字量,经转换后输出为模拟量。

DAC0832为一个8位D/A转换器,单电源供电,在+5~+15V范围内均可正常工作。MCS-51单片机与DAC0832的接口有3种连接方式,即直通方式、单缓冲方式及双缓冲方式。所谓单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个处于直通方式,而另一个处于受控的锁存方式,当然也可使两个寄存器同时选通及锁存。本实验中采用该方式。要求WR1和WR2连接在一起接在89C51的WR端，CS和XFER连接在一起接在片选端，ILE接+5V。

0832可以产生很多波形，如：三角波、锯齿波、梯形波等。 5．设计内容

编制程序使运放LM741输出锯齿波和三角波，具体步骤：断开开关SW1，输出锯齿波；闭和开关SW1，输出三角波。

实验8 8155接口芯片使用实验 （综合性实验

（！）掌握MCS-51单片机系统I/O扩展方法。

（2）掌握并行接口芯片8155的性能以及编程使用方法。 （3）掌握单片机系统动态LED显示和键盘输入程序的设计方法。

编写程序实现下列功能：程序运行后数码显示管显示HHMMSS（000000），即时分秒，按键调整其为正确的时间并继续运行。

该实验综合性较强，建议学生分两步走：第一步完成显示，可以参考实验六；第二步完成键盘扫描。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

每个实验：预习10%、实验操作60%、实验报告30%。 最后成绩以每次实验课程成绩累加被实验项目个数相除的办法计算。

1、《单片机接口技术开发实验指导书》

北京科技大学C31实验室

2、《8051实验指导书》