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20230719期, 第01集,回放视频:单片机原理、接口技术及应用实战(1)
—— By VicRobin
1. 授课内容适合于哪些课程?
① 单片机原理及应用(大二下/大三上);
② 微机原理与接口技术;
③ 单片机技术基础;
④ 单片机综合系统设计实战(全国大学生智能汽车竞赛 电路设计 软件调试)。
2. 课程特点
A 先修课程
① 计算机技术基础(C语言);
② 数字逻辑与电路基础。
B 选用教材
《单片微型计算机原理及接口技术》(第 3 版,正在修订, 2023 年 8 月底交稿)。陈挂友主编,高等教育出版社
基于STC8H8K64U
C 课程特点
① 理论和实践相结合(不能光看书/视频,需要线下做相关实验);
② 软件和硬件相结合(硬件设计+软件编程 自动化、智能化);
③ 线上学习和线下实践相结合(STC资料比较多,STC32)
学该课程好处:大学生参加大赛、工程师增强软硬件设计能力
3. 背景机型的选择
A 《微机原理与接口技术》课程背景机型历史沿革
① Z80时代
1995 年以前,多数高校采用Z80单板机进行“微机原理及接口技术”课程的讲解。
② 8086时代
1995年开始在原山东工业大学工业自动化专业开始讲解8086机型,1997年春季开始,原山东工业大学自动化系所有专业统一采用 8086机型进行“微机原理及接口技术”课程的讲解。山东大学李正军教授等人发表的教学改革论文(讲解了为什么要从Z80过度到8086)
目前存在的问题
1) “微机原理与接口技术”课程具有软硬件相结合的特点,而8086CPU及相关外围芯片己经几乎买不到了,硬件接口实验部分几乎无法正常进行。很多学校的实验就是软件仿真模拟或者根本不开设实验课。理论与实践教学时间比例失调。
硬件接口电路设计实验只靠软件模拟仿真无法达到良好的教学效果!
2)考试方法重理论而轻实践能力。诸多学生反映,学习了基于 8086的微机原理课程后,感觉只学习了一堆概念、汇编语言指令和程序设计,根本无法实践使用。
③ Intel 8031时代
2006年以前,多数高校是在学习了《微机原理与接口技术》课程后,开设《单片机原理及应用》,采用 8031 作为背景机型。
缺点: 1)无程序存储器(需扩展);2)RAM 很小;3)需要专门的仿真器。
④ Intel 8051时代
特点:1)集成了 4KB ROM ,但只能将单片机程序交由单片机厂家制作;2)需要专门的仿真器。
⑤ Intel 8751时代
特点:1)集成了 4KB EPROM ,需要专门的擦除器(10-15min)和编程器;2)需要专门的仿真器。
⑥ Atmel AT89C51时代(贡献:编程变得更简单,不需要擦除器了)
特点:1)集成 4KB 电可擦写的程序存储器,需要专门的编程器;2)需要专门的仿真器。
⑦ STC89C51时代
特点: 1)集成 4KB Flash 程序存储器,可在系统可编程( ISP不需要专门的编程器;2 )需要专门的仿真器。
⑧ STC12系列、STC15系列
特点: 1)集成 4KB Flash 程序存储器,可在系统可编程( ISP ),不需要专门的编程器;2 )I开头的单片机可设置为仿真器,不需要专门的仿真器。
⑨ STC8系列(最新的典型代表STC8H8K64U)
特点: 1)集成 64KB Flash 程序存储器,可在系统可编程( ISP ),不需要专门的编程器;2 )可设置为仿真器,不需要专门的仿真器;3 )资源丰富。
资源特点:
1)超高速8051内核(1T),指令代码完全兼容传统8051单片机;
2)集成64KB Flash 程序存储器、 256B内部RAM 、 8192B 内部扩展 RAM 、 1280B 数据 RAM 用于USB;
3)5个16位可自动重装载的定时/计数器(T0~T4)、可编程时钟输出功能;
4)至多60根I/O口线;
5)4个全双工异步串行口(UART) 、 1 个高速同步通信端口 (SPI)、1个IIC接口、个USB 接口;
6)15通道12位高速ADC;
7)8路高级PWM;
8)DMA、实时时钟RTC、液品模块接口、专用复位电路和硬件看门狗、高精度R/C时钟等资源。
4. 单片机的学习条件
A 单片机应用系统常用的元器件
① 电阻和排阻(符号、直插、贴片、可变电阻器、功率电阻)
选择电阻需要考虑的因素:阻值、功率、精度
② 电容(符号、瓷片电容、电解电容有方向、电容值、耐压值)
③ 二极管(普通二极管、单向导电、整流、有正负极、符号、发光二极管:一般工作电流比较小,约在5-10mA)
④ 三极管(PNP、NPN、BCE、三极管三种状态:截止、放大、饱和)
⑤ 晶体振荡器(11.0592M、25M、54M、符号、提供时钟)
⑥ 数码管(1位、2位、3位、4位、6位、8段数码管、内部结构、共阴、共阳)
⑦ 面包板
⑧ 面包板+单片机
⑨ 万能板/洞洞板+套件
⑩ 试验箱
⑪ 开发仿真软件(Keil 试用版本限制2k)
⑫ 程序下载软件(STC-ISP)
2023年8月19日04:05:06
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