PPT分享丨基于OBE理念的单片机原理及应用课程教学设计

单片机原理和应用

单片机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中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。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。

单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。

硬件特性

1、主流单片机包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。

2、系统结构简单，使用方便，实现模块化;

3、单片机可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小时无故障;

4、处理功能强，速度快。

5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品

6、控制功能强

7、环境适应能力强。

单片机原理

单片机主要由运算器、控制器和寄存器三大部分构成。其中，运算器由算术逻辑单元(ALU)、累加器、寄存器等构成，首先累加器和寄存器向ALU输入两个8位源数据，其次ALU完成源数据的逻辑运算，最后将运算结果存入寄存器中;控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等构成，是一个下达命令的“组织”，用于协调整个系统各部分之间的运作;寄存器主要有累加器A、数据寄存器DR、指令寄存器IR、指令译码器ID、程序计数器PC、地址寄存器AR等。

在微处理器内部运算器、控制器、寄存器之间是相互连接的，由控制器向各部分发布操作命令，运算器接到命令后进行相应运算，并将运算后结果存入相应的寄存器中。

单片机现已渗透到我们日常生活中的各个领域，小到家用电器、仪器仪表，大到医疗器械、航空航天，无不存在着单片机的身影。一旦在某种产品上添加了单片机，便使得原产品向互联网靠拢，获得了“智能型”的前缀。单片机具体在各个领域的应用如下：

1)在仪器仪表领域，一旦采用单片机对其进行控制，便使得仪器仪表变得数字化、智能化、微型化，且其功能更加强大;

2)在家用电器领域，已广泛实现了家用电器的单片机控制，如电饭煲、电冰箱、空调、彩电、音响等等;

3)在网络通信领域，手机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统等等都已实现了单片机控制，且单片机普遍具备通信接口，使得通信设备可以方便地与计算机之间进行数据通信;

4)在工业控制领域，可以使用单片机构成多种多样的控制系统，如工厂流水线的智能化管理、电梯智能化控制、各种报警系统、与计算机联网构成二级控制系统等;

5)在医疗设备领域，单片机也极大的实现了它的价值，已广泛应用于各种分析仪、监护仪、病床呼叫系统、医用呼吸机等医疗设备中;

6)在模块化系统中，可利用单片机实现特定功能，进行模块化应用，而不要求操作人员了解其内部结构，这样做大大地缩小了体积、简化了电路，也降低了损坏率、错误率;

7)在汽车电子领域，单片机已广泛应用于发动机控制器、GPS导航系统、ABS防抱死系统、制动系统中;

8)除上述应用外，单片机在工商、金融、教育、物流等领域都或多或少的发挥了其本身的作用

相关问答

学习单片机原理及应用可以从以下几个方面入手:首先,了解单片机的基本原理,包括内部结构、指令集、寄存器等。其次,学习单片机的编程语言,如C语言或汇编语...

单片机原理及应用是一门涵盖微处理器、嵌入式系统、电子电路理论和软件编程等多个领域的综合性学科。主要学习单片机的基本结构、内部寄存器、编程语言和应用...

基础课程术专业是电子技术、通结合的复合型专业。本专业职业基础课程有电工技术、模拟电子技术、数字电子技术、电子线路CAD、电子测量与传感器技术...

课程嵌入式微机应用、应用技术、电子产品生产组织与管理、现代电子生产线设备(贴片机、波峰焊、回流焊、AOI等)维修维护技术。相关资格证书:通过培...

USART接口的使用是非常重要的,通过该接口,可以使单片机与PC机之间交换信息,虽然RS232通信并不先进,但是对于接口的学习是非常重要的。正确使用USART接口,需...

单片机应用电路是指将单片机芯片与其他电子元件(如传感器、执行器、存储器等)相连接,并根据特定的应用需求设计的电路。这些电路可以实现各种功能,如温度控制...

单片机系统软硬件联调的意思是将单片机软件在计算机中编写完成编译通过后,生成可执行代码,然后下载到单片机中,给单片机电路系统上电,进行调试,对于发现的问...

要掌握单片机原理及应用技术,需要注意以下学习方法:首先,建立坚实的基础知识,包括数字电路、模拟电路和微处理器原理等。其次,通过阅读相关教材和参考书籍...

应用电子技术专业是电子技术、通信技术与计算机应用技术相结合的复合型专业。本专业职业基础课程有电工技术、模拟电子技术、数字电子技术、电子线路CAD、电子...

1、单片机是在一块集成电路上把CPU、存储器、定时器/计数器及多种形式的I/O接口集成在一起而构成的微型计算机。2、单片机就一个集成芯片,外加辅助电路构成一...