资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台微机原理及单片机课程改革浅谈摘 要：微机原理及应用和单片机原理及应用是高校自动化、电气自动化等信息工程类专业的重要课程。本文阐述了在微机原理及应用和单片机原理及应用两门课程的实际教学当中所遇到的问题和同一批学生在这两门课程的学习中遇到的疑问,给出了对这两门课程的教学进行改革的一个初步方案，希望能对相关课程的改革提供一些参考。 关键词：高等院校；微机原理；单片机；教学改革 中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2012)07-0074-03 引 言 微机原理及应用和单片机原理及应用是现今大多数院校自动化、电气自动化等信息工程类专业的重要课程。微机原理偏向于原理性的介绍，涉及的实验比较简单；而单片机则更偏向于应用性，涉及的实验较多。这两门课程的实验过程及使用的芯片及编程的的方式非常类似。大多数院校选择先开设微机原理的课程，在随后的一个学期开设单片机的课程。这样的选择在逻辑上没有错误，可毕竟这两门课程有很大的相似之处，但又有各自的特点。微机原理和单片机的内容既相关又有明显的区别，前后开课会使得学生可能产生忘了前面、记不住后面的感觉，同时两门课的相似点又使得学生区分不清，对内容产生混淆。而实验的环节，用的实验箱不同，虽然芯片不同，学生也仅仅为做而做。在实际教学中，会经常碰到学生提出“微机原理的汇编语言编程要分段(segment)，而单片机的汇编语言编程为何不分段”、“微机原理课里的标志寄存器有16位，为什么单片机里才有8位”等问题。此外，这两门课一般都由同一位教师讲授，教师备课时不由得对比着备课，在教学中自然把两门课相关知识点进行描述或比较，使得单一门课程的教学时间无形中被占用。对此，以笔者实际的教学经验，现对这两门课程的教学改革进行一些探讨。 1、课程改革思路 微机原理及应用课程主要是帮助学生理解计算机的原理和结构，通过学习，使学生熟悉一款比较经典的CPU和以该CPU为中心的总线、存储器存储过程等数据处理以及用汇编语言编写程序的方法；同时，还涉及了诸如8255、8259A等一些芯片的运用及接口编程知识，微机原理及应用偏向于原理性的阐述。而单片机原理及应用课程主要是针对某类型已经非常成熟的单片机型号，帮助学生学会如何使用单片微型机以及针对实现不同的功能进行编程的知识，该课程更偏向于应用。 这两门课程的内容既有很大交叉，又有各自的特点：微机原理及应用理论更系统，单片机应用性更强。独立开设两门课程，不可避免地会出现知识点的重复和各自重点的缺失。由此，针对这两门课程授课过程中的不足，笔者有了对这两门课程进行改革的想法。即：同步开课，结合实际教授理论内容，合理分配实验学时等。 2、教学方面 教学内容 在理论教学方面，笔者对微机原理和单片机的教学内容进行了整合。微机原理基于冯·诺依曼结构，这种理论更易于学生了解计算机体系和计算机系统的工作方式；单片机本质上也是计算机系统，只是性能弱，功能单一。因此，在理论讲课过程中，应该以微机原理为主，同时针对微机原理和单片机的明显不同，比如同是45H，在微机原理中是立即数，在单片机中是存储的地址等，在这方面加以重点讲解。微机原理的内容较多，涉及面广，如果对知识点面面俱到，不仅时间不够，而且学生的学习积极性肯定不高。单片机原理课程主要基于80C51单片机进行讲解，并介绍单片机的特点、在片资源、汇编语言编程、片内接口及中断、通信及A/D、D/A转换等。在这当中，肯定会遇到一些和微机原理相冲突的地方，不论讲解与否，势必会影响到后续课程讲授的连贯和流畅，因此，必须要对相关内容进行取舍。 在此，建议对于汇编语言内容，讲解计算机概论的同时兼顾单片机的兴起和发展；对指令系统的内容进行讲授，同时要总结微机原理和单片机指令的异同以及寄存器的差别等；程序设计部分就放到单片机教学部分讲授，因为汇编语言的程序设计方法这时并不是最重要的，而且此时的汇编程序与单片机编程的汇编程序有一定的不同，并且应用性不强。在此学生能读懂程序或者能编写一些小的程序就达到要求了，而在以后单片机编程的学习中，再着重教授学生程序设计的方法。同时，应当给学生指出计算机汇编和单片机编程的差异，特别是容易混淆和产生笔误以及一些诸如RET/IRET等具有极大相似而又是不同从属的指令。指令系统的学习也只是学习经常使用的指令，主要通过对比的方式使学生对单片机的编程指令有更深的印象，同时对单片机的111条指令进行系统的分类，使学生记忆更加深刻，其他的就一笔带过。中断控制器8259A、DMA控制器、定时器/计数器这些内容基本一样，就可以压缩到一起讲，然后把省下重复上课的学时投入到实验中。串行通信的内容在原理上是一样的，针对自动化/电气工程及其自动化专业的学生，他们毕竟不是计算机专业的，所以微机原理方面属于选学内容，而实际操作中，单片机的很多问题都出现在通信及其协议上。因此，对于波特率、串并行通信及其工作方式以及双机通信的例子应该进行重点讲解，力求学生做到熟练应用的水平，这对学生在以后的单片机课程设计或者以后从事相关的工作都有较高的实用及应用价值。而由此衍生的串行总线、总线的扩展则适当讲解，目的是使学生在以后碰到相关问题时不会乱了阵脚，同时提前给他们解决相关问题的信心。 关于单片机C语言编程部分内容，虽然其应用范围很广，但笔者认为，自动化/电气工程及其自动化这两个专业都开设了C程序设计课程，为了更具有对比性和针对性，应当将这部分内容结合C程序设计课程学习，这样的效果应该会更好。而C程序设计相对于微机原理而言相对独立，因此笔者的另一个教改思路就是将C程序设计课程和微机原理及单片机原理课程同时开设，在上完微机原理和单片机的理论课之后、实践课之前刚好能学到单片机的C语言编程这部分内容，这样就能更加有效地在学生潜意识中加深汇编原理及单片机知识的印象，而且在实践中，其“编程”部分也会有更多的选择。而在师资配备上应该两名教师一组，一起设计教学内容，一位教师讲授微机原理和单片机内容，另一位教师讲授C程序设计和单片机的C语言编程部分的内容。这样的搭配既可以使教师的教学更具有针对性，同时也使得学生学习计算机相关课程的时间增长，易于同学接受新的计算机知识和巩固已有的计算机知识。笔者最乐观的估计是使学生对计算机及其编程有一个总体上的总结和认识，这不仅提高了教师的教学质量，而且提高了学生的学习效率。21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台资源推荐一、相关网站1.中国学术期刊网 www..cn2. 单片机期刊网 http://www./p-741873574518.html3. 单片机参考期刊 http://www.ctin.ac.cn/yuanchuang/chanpianjicankaojikan/4. 单片机原理及应用 http://www..cn/article/272915.htm5.单片机应用技术 https://baike./doc/6972025-7194711.html二、相关书籍和杂志1. 《单片机与嵌入式系统应用》杂志2.《单片机应用设计200例》书籍3. 《单片机C语言相关》书籍4、《模拟电路相关》书籍5、《数字电路相关》书籍6、《PCB设计相关（DXP）》书籍7、《总线相关》书籍8、《单片机原理及应用》书籍21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）21世纪教育网(www.21cnjy.com)版权声明21世纪教育网www.21cnjy.com(以下简称“本网站”)系属深圳市二一教育股份有限公司（以下简称“本公司”）旗下网站，为维护本公司合法权益，现依据相关法律法规作出如下郑重声明：一、本网站上所有原创内容，由本公司依据相关法律法规，安排专项经费，运营规划，组织名校名师创作完成，著作权归属本公司所有。二、经由网站用户上传至本网站的试卷、教案、课件、学案等内容，由本公司独家享有信息网络传播权，其作品仅代表作者本人观点，本网站不保证其内容的有效性，凡因本作品引发的任何法律纠纷，均由上传用户承担法律责任，本网站仅有义务协助司法机关了解事实情况。三、任何个人、企事业单位（含教育网站）或者其他组织，未经本公司许可，不得使用本网站任何作品及作品的组成部分（包括但不限于复制、发行、表演、广播、信息网络传播、改编、汇编、翻译等方式)，一旦发现侵权，本公司将联合司法机关获取相关用户信息并要求侵权者承担相关法律责任。四、一旦发现侵犯本网站作品著作权的行为，欢迎予以举报。举报电话：4006379991举报信息一经核实，本公司将依法追究侵权人法律责任！五、本公司将结合广大用户和网友的举报，联合全国各地文化执法机关和相关司法机关严厉打击侵权盗版行为，依法追究侵权人的民事、行政和刑事责任！特此声明！深圳市二一教育股份有限公司中小学教育资源及组卷应用平台单片机导游应用摘要：本文设计一种智能电子解说系统,具有智能化、个性化、高音质、实用性强等特点。让游客按照设定的经典路线，选择景点或展位的讲解使每个观众不但得到每个展位、景点的完整信息,而且感受到高清晰、低噪声的音响效果，电子旅游解说系统的出现,使看起来简单的解说系统融入了科技的因素。本文正是基于凌阳公司的SPCE061A单片机并采用A2000语音压缩算法对语音信号进行了压缩存储以及播放。由游客控制选择按键来播放语音，这样大大降低了外面的干扰，使每个观众不但得到每个展位、景点的完整信息, 而且感受到高清晰、低噪声的音响效果。关键词： 旅游；电子解说；电子导游；凌阳单片机1、 绪论随着改革开放和经济的发展，旅游业也获得了长足的发展，节假日外出旅游已成为人们的首选。对大多数零散游客来说，希望有一种不受制于人的辅助导游手段，迫切需要一种携带方便、操作简便的电子语音导游器。 本文设计一种智能电子解说系统,选用了凌阳公司的SPCE061A单片机并采用A2000语音压缩算法对语音信号进行了压缩存储，经过这样处理合成后的语音音质良好，放音时间持久，而且机体积很小。2 、凌阳单片机简介SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机。该芯片拥有8路10位精度的ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。 凌阳音频压缩算法处理的语音信号范围是200Hz-3.4KHz的电话语音。根据不同的压缩比分为以下几种： SACM_A2000、 SACM_S480、SACM_S240。SACM-A2000音频压缩算法的压缩比较小，编码速率可选择16kbit/s、20 kbit/s、24 kbit/s三种之一，具有高质量、高码率的特点，适于高保真语音或音乐。3 、硬件系统设计本系统的硬件部分主要实现路线的显示和景点语音的播放。根据景区景点设计一条经典路线，将沿途主要景点用高亮三色LED显示。红色表示还没有听过解说的最近的景点，黄色表示正在听取解说词的景点，绿色表示最后播放过解说词的景点。语音播放按键分为景点相应放音、暂停、继续放音、结束等。音频信号存储在凌阳语音储存芯片中。语音信号放大由凌阳公司开发的专门用于语音信号放大的芯片SPY0030A完成。整个系统的控制由凌阳单片机SPCE061A实现。具体硬件系统框图如图1所示。4、软件系统设计本设计选用了SACM-A2000语音压缩算法对语音信号进行了压缩存储。再利用中断进行键盘扫描程序循环扫描按键，获取按键信息后和内置的操作码比较，用来确定播放相应的语音和显示相应的LED灯。景点的解说词事先利用凌阳内置提供的工具进行压缩和存储。 系统的主程序流程图如图2所示，假设主要讲解景点共4处，分别由KEY1～KEY4控制播放，KEY5是暂停播放、KEY6是继续播放、KEY7停止播放。开机时对系统初始化，包含对显示景点的初始化、对语音播放模块初始化、对键盘初始化等。在键盘初始化中设置时基频率为128Hz的中断，并打开中断。这是为在中断中扫描键盘，利用延时法去抖动，延时时间是响应多少次128Hz中断过程。在KEY1～KEY4键控制下播放景点解说词实际是提取相应景点的语音信息的起始存储地址，然后执行相应的语音播放程序。由于语音播放中断服务子程序必须放在TMA-FIQ中断源上，进入中断服务程序必须先保护寄存器，接着判断是不是TMA-FIQ中断。若是，还要判断是哪一段语音要播放，也就是要获取播放语音的起始地址。在TMA-FIQ中断调用F_FIQ_Service_SACM_A2000函数译码播放。5、制作录制的语音文件在播放前需转换为SACM_A2000格式的压缩文件。语音压缩可以使用凌阳语音压缩工具（Compress Tool）完成。该压缩工具支持.wav格式的语音压缩，但要求压缩语音资源属性为8kHz,16位，单声道。6、结论 经过测试，电子语音导游器的性能达到了设计目标，具体如下：各景点语音解说资料、开机欢迎语音信息播放正常，声音清晰；各按键功能正常，各LED管显示正常。凌阳公司的SPCE061A的结构特点及其相关的开发平台，为我们开发带语音特色的产品方案带来了很大的方便，本系统仅是SPCE061A的一个基本应用，体现了SPCE061A多种资源对产品开发的极大支持，同时体现了其的语音特色。21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台单片机原理及应用教程相关介绍单片机是计算机发展的一个重要分支领域，它是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的微型计算机系统，在工业控制领域具有广泛的应用，下面我们就来了解一下。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。基础理论基础理论知识包括模拟电路、数字电路和C语言知识。模拟电路和数字电路属于抽象学科，要把它学好还得费点精神。在你学习单片机之前，觉得模拟电路和数字电路基础不好的话，不要急着学习单片机，应该先回顾所学过的模拟电路和数字电路知识，为学习单片机加强基础。否则，你的单片机学习之路不仅会很艰难和漫长，还可能半途而废。笔者始终认为，扎实的电子技术基础是学好单片机的关键，直接影响单片机学习入门的快慢。有些同学觉得单片机很难，越学越复杂，最后学不下去了。有的同学看书时似乎明白了，可是动起手来却一塌糊涂，究其原因就是电子技术基础没有打好，首先被表面知识给困惑了。单片机属于数字电路，其概念、术语、硬件结构和原理都源自数字电路，如果数字电路基础扎实，对复杂的单片机硬件结构和原理就能容易理解，就能轻松地迈开学习的第一步，自信心也会树立起来。相反，基础不好，这个看不懂那个也弄不明白，越学问题越多，越学越没有信心。如果你觉得单片机很难，那就应该先放下单片机教材，去重温数字电路，搞清楚触发器、寄存器、门电路、COMS电路、时序逻辑和时序图、进制转换等理论知识。理解了这些知识之后再去看看单片机的结构和原理，我想你会大彻大悟，信心倍增。模拟电路是电子技术最基础的学科，它让你知道什么是电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管、放大器等等以及它们的工作原理和在电路中的作用，这是学习电子技术必须掌握的基础知识。一般是先学习模拟电路再去学习数字电路。扎实的模拟电路基础不仅让你容易看懂别人设计的电路，而且让你的设计的电路更可靠，提高产品质量。单片机的学习离不开编程，在所有的程序设计中C语言运用的最为广泛。C语言知识并不难，没有任何编程基础的人都可以学，在我看来，初中生、高中生、中专生、大学生都能学会。当然，数学基础好、逻辑思维好的人学起来相对轻松一些。C语言需要掌握的知识就那么3个条件判断语句、3个循环语句、3个跳转语句和1个开关语句。别小看这10个语句，用他们组合形成的逻辑要多复杂有多复杂。学习时要一条语句一条语句的学，学一条活用一条，全部学过用过这些关键语句后，相信你的C基础建立了。当基础打好以后，你会感觉到单片机不再难学了，而且越学越起劲。当单片机乖乖的依照你的逻辑思维和算法去执行指令，实现预期控制效果的时候，成就感会让你信心十足、夜以续日、废寝忘食的投入到单片机的世界里。可以这么说，扎实的电子技术基础和C语言基础能增强学习单片机信心，较快掌握单片机技术。21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台单片机实现PWM 输出控制PWM 也是单片机常用的模拟量输出方法，通过外接转换电路，可以将不同占空比的脉冲变成与之对应的电压（占空比是指正脉冲与整个周期的比值）。本文介绍的程序，是通过调整占空比来调节输出模拟电压的方法之一。可以用其控制直流电机的转速。一、用延时子程序实现PWM 控制流程图如图1所示，电路如图2所示。图1图2P1.0口接PWM 转换电压输入端，电压输出接电压表的＋端，电压表的－端接地，通过改变PWM 的占空比来观察电压表的读数，占空比越大，电压表的读数就越大。程序清单如下：；输出50%占空比（1：2）PWM；输出10%占空比（1：10）PWM；输出90%占空比（9：10） PWM；改变程序中两个A 的值可控制占空比PWMORG 20HOUTPUT BIT P1.0；定义P1.0LOOP ：CLR OUTPUTMOV A，＃5 ；A 中内容可控制延时时间和占空比CALL DELAYSETB OUTPUTMOV A，＃5；A 中内容是1：2CALL DELAYLJMP LOOPDELAY ：MOV R0， ＃00H ；延时1275μSDLOOP ：DJNZ R0， DLOOPDJNZ ACC， DLOOPBETEND二、用中断实现PWM 控制通过对单片机定时器初始值的两 次不同设置，来实现占空比PWM 输出控制。方法和电路图同前，只是单片机编程方法不一样。用定时器T0完成PWM 输出，脉宽也是1275μS （定时器控制最大脉宽为65536μS ），所以此程序的占空比是1：2。定时器计数初值为FB04H 。计算方法：计数初值为65535－1275＝64260，转换为十六进制：64260D ＝FB04H 。程序清单如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN ：SETB EA；中断允许SETB ET0 ；T0中断允许MOV TMOD，＃01H；置T0为方式1，16位定时器MOV TH0，＃0FBH ；赋初值64260MOV TL0，＃04HSETB P1.0 ；P1.0置为高电平SETB TR0；开启T0LOOP ：JNB TF0，＄；查询T0中断CLR TF0JNB P1.0，QQMOV TH0，＃0FBH；赋初值，改控制低电平时间MOV TL0，＃04HLJMP XXQQ ：MOV TH0，＃OFBH；赋初值，控制高点平时间MOV TL0，＃04HXX ：CPL P1.0SJMP LOOPEND21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 单片机原理及应用教程相关介绍.docx 单片机实现PWM输出控制.docx 单片机导游应用.docx 微机原理及单片机课程改革浅谈.docx 资源推荐.docx
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