2.1 MCS-51系列单片机的硬件结构(教案)-《单片机技术与应用》(高教版第二版) 同步精品课堂
《单片机技术与应用》(高教版第二版) 教案
课 题 | MCS-51系列单片机的硬件结构 | 课 型 | 理论 | 课 时 | 2 |
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教材分析 | 内容为 “单片机技术” 的硬件核心章节,系统讲解 MCS-51 系列单片机内部结构(CPU / 存储器 / 并行 I/O 口 / 定时器 / 串行口 / 中断系统 / 时钟电路 / 总线)及各模块功能(如 ROM 存程序、RAM 存数据,I/O 口实现外设交互)。教材采用 “整体结构→模块详解” 递进式结构,通过分点阐述(如 CPU 由运算器和控制器组成,中断系统含 5 个中断源)强化硬件组成的系统性。作为单片机编程(如 I/O 口操作)、外围电路设计(如时钟电路搭建)的基础,本节为后续学习奠定硬件工作原理的底层支撑,重点培养学生硬件模块分析能力及 “硬件 - 软件协同” 的工程思维,是电子信息类专业 “单片机技术” 课程的关键知识节点。 | ||||
学情分析 | 学生已掌握单片机基础理论,但对硬件结构的具体组成及功能缺乏系统认知。部分学生易混淆 ROM与 RAM的作用,对中断系统 “暂停 - 处理 - 返回” 的动态过程、并行 I/O 口与串行口的传输差异理解较浅。此外,学生对硬件模块与实际应用的联系缺乏直观认知,需通过 “结构解析 - 功能对比 - 应用实例” 强化实践,突破抽象硬件概念与具体操作的衔接瓶颈。 | ||||
学习目标 | 知识目标:
技能目标:
情感目标: 树立社会主义核心价值观,在集体实践中践行诚信友善,形成家国情怀与社会责任感。
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学习重难点 | 重点:
难点:
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教学方法 | 案例分析、讲授法、小组讨论法 | ||
课前准备 | 1.查找相应网站资料,课堂演示使用。 2.学生课前预习。 | ||
教学媒体 | 电子课件、多媒体视频 | ||
教学过程 | |||
教学环节 | 教师活动设计 | 学生活动设计 | 设计意图 |
活动一: 创设情境 生成问题 | 【课程导入】 前面我们学习了单片机的基础知识。那么,单片机硬件是怎么样的?内部是如何工作的?它有哪些资源可供我们使用?带着这些疑问我们开始本章的学习,为后续学习打下良好的基础。 【新知识传授】 MCS-51系列单片机是因特尔(Intel)公司生产的一个系列单片机的名称。比如:8051/8751/8031、8052/8752/8032、80C51/87C51/80C31、80C52/87C52/80C32等,都属于这一系列的单片机。 MCS-51系列单片机从功能上可分为51和52两大类。末位数为“1”的为基本型,末位数为“2”的为增强型。两者的最大区别是52比51内部存储器容量更大,且增加了一个内部定时/计数器。
CPU CPU (中央处理器)是整个单片机的核心,它由运算器和控制器组成,主要功能是完成指 令的运行、控制、数据运算和位处理等。 内部存储器 |
| 1.以提问的方式导入课程,让学生带着问题有针对性的进行学习。 2.通过任务实施, |
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| (1) 程序存储器 (ROM) 可寻址空间为64KB,用于存放用户程序、数据和表格等信息。程序写入单片机的程序存储器,就不会改变,掉电时也不会消失,只能被读出来执行。 要想改变程序存储器中的内容,只能通过重新写入来实现。
(2) 数据存储器 (RAM) 主要用于存放可随机读写的数据,掉电或复位时数据会丢失。 一般将随机存储器(RAM)用做数据存储器。可寻址空间为64KB。MCS-51数据存储器可分为片内和片外两部分。
2.引导学生带着问题去课本寻找答案,明确本节课的学习内容。 3.展示本讲学习目标。 |
| 调动学生积极性。 |
活动二: 调动思维 探究新知 | 【新知识传授】 并 行I/O 口 并行I/0口(输入/输出接口)的作用是把来自外部设备(简称外设)的信息传送给单片机,把单片机处理后的数据传回外设。 并行是指可同时传送多位数据, 一般为8位。 MCS-51 系列单片机内部共有4个8位的双向并行I/O 口 (PO、P1、P2、P3) 用于实现数据的并行输 入和输出。
定时器/计数器 MCS-51 系列单片机内部有2个16位定时器/计数器,分别是定时器/计数器0和定时器/ 计数器1,也称为TO 、T1。它们的主要功能是实现定时或计数功能,并以其定时或计数的结果 来完成控制功能。 T0和T1均有定时器和计数器两种工作模式。 在定时器模式下,T0和T1的计数脉冲可以由单片机时钟脉冲经12分频后提供。 在计数器模式下,T0和T1的计数脉冲可以从P3.4 和P3.5引脚上输入。 对T0和T1的控制由定时器方式选择寄存器TMOD和定时器控制寄存器TCON完成。
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