模塊二燈火設(shè)計及測試C51單片機技術(shù)課程內(nèi)容理論實踐子任務2.1.1并行I/O接口知識點1：程序設(shè)計基礎(chǔ)知識知識點2：并行I/O口基本應用---流水燈設(shè)計理論認知1

【學習目標】1、理解AT89C51單片機匯編語言程序設(shè)計的基本步驟；2、掌握三種基本編程結(jié)構(gòu)及其在基本I/O口的應用；3、掌握延時子程序的應用【能力目標】1、學會程序設(shè)計方法；2、掌握延時子程序編寫方法；

【思政目標】1、培養(yǎng)學生自主、探究、協(xié)作性的學習能力；2、通過聯(lián)想?yún)R編指令格式及相關(guān)語法規(guī)范等，類比我們現(xiàn)實生活的公序良俗，利用《寓言故事》使學生明確要遵規(guī)守紀；理論認知1知識點一：程序設(shè)計基礎(chǔ)知識一、程序設(shè)計基本步驟和方法1．基本步驟（1）分析系統(tǒng)設(shè)計任務和要求，確定算法。（2）確定系統(tǒng)解決方案的每個步驟，畫出流程圖。（3）根據(jù)流程圖編寫匯編語言程序。2．常用的流程圖符號（1）開始和結(jié)束符號：（2）處理任務符號：（3）判斷符號：（4）程序連接符號：（5）程序流向符號：箭頭橢圓形矩形菱形圓圈理論認知13．程序設(shè)計基本方法與技巧：（1）基本方法

模塊化程序設(shè)計例如：顯示、延時等。（2）常用技巧

采用循環(huán)和子程序編程更容易把握代碼重用程序更可讀，更易理解代碼更簡介美觀為什么需要模塊化程序設(shè)計？理論認知1二、

程序結(jié)構(gòu)分類1．順序結(jié)構(gòu)程序1程序2開始結(jié)束2．分支結(jié)構(gòu)條件滿足？是否開始程序1程序2.1程序2.2程序3結(jié)束理論認知13．循環(huán)結(jié)構(gòu)程序A開始循環(huán)初值循環(huán)體循環(huán)條件修改否程序B結(jié)束循環(huán)條件滿足？是循環(huán)條件滿足？程序A開始循環(huán)初值循環(huán)體循環(huán)條件修改

是

否程序B結(jié)束理論認知1知識點二：并行I/O口基本應用---流水燈設(shè)計項目構(gòu)思：一、功能分析：流水燈一般是指演示燈的花樣動態(tài)顯示，基本類型有全亮、全滅、循環(huán)點亮等花樣類型。根據(jù)要求基本分為以下三個具體小功能來進行各種花樣分析:（1）發(fā)光二極管VL0～VL7全亮（2）若開關(guān)SW1處于閉合，則點亮發(fā)光二極管VL0

；若SW1處于打開狀態(tài)則發(fā)光二極管全滅。（3）八個發(fā)光二極管依次循環(huán)點亮。理論認知1二、硬件需求分析與硬件電路的確定1．硬件需求分析及元件的確定（1）單片機最小系統(tǒng)夠用。（2）P0口外部電路中要加上拉電阻10kΩ1/8W。（3）LED發(fā)光管二極管驅(qū)動電流為10mA左右，P1端口的邏輯輸出電流為15mA，所以二極管直接接在P1端口即可。理論認知12．硬件電路原理圖：理論認知1三、軟件需求分析及解決方案分析：要VL0～VL7發(fā)光二極管全亮，則需在P0.0~P0.7引腳輸出高電平即可。1．VL0～VL7發(fā)光二極管全亮（1）

P0.0~P0.7引腳輸出高電平（2）P0口送立即數(shù)#0FFH（3）用置位指令實現(xiàn)P1.0~P1.7引腳輸出高電平理論認知1②程序如下：

ORG0000HMAIN: SETBP0.0 SETBP0.1 SETBP0.2 SETBP0.3 SETBP0.4 SETBP0.5 SETBP0.6 SETBP0.7 END①程序如下：

ORG0000HMAIN:MOVA,#0FFHMOVP0,AEND技能實踐11．在KEIL軟件中新建項目

錄入程序

編譯連接

生成.HEX文件。2．單片機系統(tǒng)通電，看是否滿足項目需求的每個功能。若不能滿足就要檢查硬件和軟件有哪些地方有問題。最后要做到調(diào)試通過這樣才能將任務上交。知識點三：程序調(diào)試運行課堂練習1基于單片機的P0端口，要實現(xiàn)8個LED燈中奇數(shù)燈亮，偶數(shù)號燈滅，應對P0端口賦值多少？（16進制表示）2基于單片機的P0端口，要實現(xiàn)8個LED燈中1-4號燈亮，5-8號燈滅，應對P0端口賦值多少？（16進制表示）3小組討論，然后回答：使用單片機控制LED燈的基本設(shè)計思路？用哪條指令來實現(xiàn)控制功能？理論認知1項目小結(jié)單片機的并行I/O接口用于并行傳送數(shù)據(jù)，例如：打印機、鍵盤等器件都可以通過并行I/O與CPU進行連接。重點了解與掌握如下：1.單片機程序有順序程序、分支程序、循環(huán)程序三種基本結(jié)構(gòu)，子程序的設(shè)計方法是程序設(shè)計的基礎(chǔ)，尤其是掌握延時子程序的應用；2.程序流程圖是軟件編程的前提，能夠充分體現(xiàn)程序設(shè)計的思路，減少錯誤、提高效率。3.合理選擇編程結(jié)構(gòu)與靈活運用編程方法，是單片機開發(fā)過程的重點。課程內(nèi)容理論實踐子任務2.1.2串行通信技術(shù)知識點1：串行數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識知識點2：單片機串行口的控制理論認知1

【學習目標】1、了解串行通信與并行通信的含義；2、理解波特率的概念；【能力目標】1、學會波特率的計算方法；2、掌握特殊功能寄存器SCON和PCON的SMOD位的設(shè)置方法；3、明確串行口四種工作方式的特點，掌握方式1、方式2、方式3的程序編制方法；【思政目標】1、培養(yǎng)學生自主、探究、協(xié)作性的學習能力；2、一切從實際出發(fā)案例分析，培養(yǎng)學生整體意識和大局意識理論認知理論認知1知識點一：串行數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識什么是串行通信？串行通信和并行通信

計算機1GND

計算機2GND并行通信

計算機1GND

計算機2GND發(fā)送接收串行通信并行通信：數(shù)據(jù)的各位同時傳送；串行通信：數(shù)據(jù)一位一位順序傳送；理論認知1并行通信的特點是：各數(shù)據(jù)位同時傳送，傳送速度快、效率高。但并行數(shù)據(jù)傳送有多少數(shù)據(jù)位就需多少根數(shù)據(jù)線，因此傳送成本高。串行特點是：數(shù)據(jù)傳送按位順序進行，最少只需一根傳輸線即可完成，成本低但速度慢。串行通信的分類：異步(AsynchronousCommunication)同步(SynchronousCommunication)

理論認知11．異步串行通信的字符格式

異步串行通信的字符格式遠程串行通信近程串行通信理論認知12．異步串行通信的信號形式分為近程通信和遠程通信理論認知1串行通信制式：單工(a)、半雙工(b)和全雙工(c)(simplexhalfduplexfullduplex)發(fā)送器A站接收器B站單工通信(a)發(fā)收A站發(fā)收B站發(fā)收A站發(fā)收B站(b)(c)理論認知13．串行通信的傳送速率4.三線制連接方式波特率：每秒鐘傳送格式位的數(shù)目來表示。時鐘頻率高，則波特率也高，通信速度就快；反之，時鐘頻率低，則波特率也低，通信速度就慢。TXD1——RXD2；RXD1——TXD2；GND1——GND2。因連線只有三根線，故稱三線制連接方式。概述有一個可編程全雙工串行通信接口（UART)(UniversalAsychronousReceiver/Transmitter)管腳：TXD（P3.1）、RXD（P3.0）可同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)(Transmit/Receive)有四種工作方式，幀格式有8、10、11位。波特率(Baudrate)可設(shè)置

波特率：每秒鐘傳送二進制數(shù)碼的位數(shù)，也叫比特數(shù)，單位為b/s，即位/秒。理論認知1AT89C51的串行接口理論認知1AT89C51串行接口的結(jié)構(gòu)理論認知1AT89C51串行接口寄存器SBUF——串行口數(shù)據(jù)緩沖器共兩個：一個發(fā)送寄存器SBUF，一個接收SBUF，二者共用一個地址99H。SCON——串行口控制寄存器PCON——電源及波特率選擇寄存器理論認知理論認知1知識點二：單片機串行口的控制控制寄存器SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI工作方式選擇多機通信控制位允許串行接收位接收數(shù)據(jù)的第9位發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位接收中斷標志發(fā)送中斷標志9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H理論認知1SM0SM1工作方式功能波特率00方式08位同步移位寄存器fosc/1201方式110位UART可變10方式211位UARTfosc/64或fosc/3211方式311位UART可變串行方式的定義例：設(shè)串行口工作在方式1，允許接收，則指令為：

MOVSCON,#01010000B知識點二：單片機串行口的工作方式理論認知1串行通信只用該位，為1時，波特率×2；為0時不變。電源及波特率選擇寄存器PCONSMOD×××GF1GF0PDIDL87H知識點二：單片機串行口的工作方式理論認知1知識點二：單片機串行口的工作方式串行口四種工作方式應用比較方式的選擇由SM1、SM0實現(xiàn)。工作方式功能說明波特率方式08位同步移位寄存器常用于擴展I/O口fosc/12方式110位UART8位數(shù)據(jù)、起始位、結(jié)束位可變（取決于定時器1溢出率）方式211位UART8位數(shù)據(jù)、起始位0、結(jié)束位1和奇偶校驗位fosc/64或fosc/32方式311位UART數(shù)據(jù)、起始、校驗、結(jié)束位可變（取決于定時器1溢出率）波特率的設(shè)定可參見表8.2，實際無需計算。理論認知1方式0

在方式0下，串行口作同步移位寄存器用，其波特率固定為fosc/12。串行數(shù)據(jù)從RXD(P3.0)端輸入或輸出，同步移位脈沖由TXD(P3.1)送出。這種方式常用于擴展I/O口。方式0用于擴展I/O口輸出知識點二：單片機串行口的工作方式理論認知1方式0用于擴展I/O口輸入知識點二：單片機串行口的工作方式理論認知1方式110位的幀格式

串行口為波特率可調(diào)的10位通用異步接口UART。每發(fā)送或接收的一幀信息中，包括1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位和1位停止位1。知識點二：單片機串行口的工作方式理論認知1方式2

串行口為11位UART，傳送波特率與SMOD有關(guān)。發(fā)送或接收的一幀數(shù)據(jù)中包括1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位，1位可編程位(用于奇偶校驗)和1位停止位1。11位的幀格式知識點二：單片機串行口的工作方式理論認知1方式3

方式3為波特率可變的11位UART通信方式，除了波特率以外，方式3和方式2完全相同。起始位：1位數(shù)據(jù)位：9位停止位：1位知識點二：單片機串行口的工作方式理論認知1AT89C51串行口的波特率1.方式0和方式2的波特率是固定的

在方式2中，波特率取決于PCON中的SMOD值：當SMOD=0時，波特率為fosc/64；當SMOD=1時，波特率為fosc/32.即波特率=oscSMODf642

在方式0中，波特率為時鐘頻率的1/12，即fosc/12，固定不變知識點二：單片機串行口的工作方式理論認知12.方式1和方式3的波特率可變，由定時器1的溢出率決定波特率/(b/s)fosc/MHzSMOD定時器1C/模式初始值方式0：1M方式2：375k方式1、3：62.5k19.2k9.6k4.8k2.4k1.2k137.5k11011012121211.05911.05911.05911.05911.05911.986612×1110000000××000000000××222222221××FFHFDHFDHFAHF4HE8H1DH72HFEEBHT波特率=理論認知1單片機之間的通信雙機異步通信接口電路實踐認知2設(shè)計單片機實現(xiàn)雙機通信任務單原理圖繪制程序編寫及講解運行調(diào)試及總結(jié)實踐認知2一、任務單任務描述：實現(xiàn)A、B單片機的雙機通信，A機為發(fā)送機，先送一個數(shù)字“5”。B機為接收機，收到數(shù)字信息后在數(shù)碼管上顯示出相應數(shù)字信息“5”。任務要求：

①設(shè)A機為發(fā)送方，B機為接收方；②AT89C51單片機的串行口采用方式2進行通信；③A機發(fā)送一個信號“5”，B機接收信號后顯示；實現(xiàn)方法：利用Proteus仿真運行，采用科學的方法實現(xiàn)。實踐認知2課程思政二、電路圖實踐認知2三、程序編寫及講解ORG0000HLJMPMAINORG0023HLJMPSENDORG0030HMAIN:MOVSCON,#80HMOVA,#05HMOVSBUF,ASETBESSETBEASJMP$SEND:CLRTIRETIENDORG0000HLJMPMAINORG0023HLJMPRECEIVEORG0030HMAIN:MOVSCON,#90HSETBESSETBEASJMP$RECEIVE:CLRRIMOVA,SBUFMOVP1,ARETIENDA機程序：B機程序：實踐認知2四、運行調(diào)試課堂練習1若對上題作修改使A機顯示發(fā)送數(shù)字，如何設(shè)定？課堂練習A機程序：ORG0000HLJMPMAINORG0023HLJMPSENDORG0030HMAIN:MOVSCON,#80HMOVA,#05HMOVSBUF,AMOVP1,A

SETBESSETBEASJMP$SEND:CLRTIRETIEND課堂練習2若對上題作修改使B機顯示發(fā)送數(shù)字加1的結(jié)果，如何設(shè)定？課堂練習B機程序：ORG0000HLJMPMAINORG0023HLJMPRECEIVEORG0030HMAIN:MOVSCON,#90HSETBESSETBEASJMP$

RECEIVE:CLRRIMOVA,SBUF

INCAMOVP1,ARETIEND理論認知1項目小結(jié)串行通信的基本原理，單片機之間的串行通信接口技術(shù)，單片機與PC之間的串行通信接口技術(shù)。重點了解與掌握如下：1.了解串行通信的基本原理，包括異步串行通信的字符格式、信號形式、數(shù)據(jù)通路形式及傳送效率；2.掌握單片機之間的串行通信接口技術(shù)，包括連接方式、發(fā)送與接收寄存器SBUF、串口的工作模式、串口的控制寄存器SCON和PCON及對應工作方式下的波特率設(shè)計。課程內(nèi)容理論實踐任務2.1.3跑馬燈設(shè)計與實現(xiàn)知識點1：硬件電路設(shè)計知識點2：軟件程序設(shè)計理論認知1

【學習目標】1、理解跑馬燈的工作原理；2、掌握跑馬燈時序畫出正確的流程圖；3、掌握跑馬燈程序設(shè)計指令；【能力目標】1、能進行跑馬燈硬件端口設(shè)計；2、能根據(jù)跑馬燈的時序進行程序設(shè)計；【思政目標】1、培養(yǎng)學生自主、探究、協(xié)作性的學習能力2、講規(guī)矩，守紀律----《不要以為我是總理》理論認知11、跑馬燈跑馬燈是中國傳統(tǒng)玩具之一，燈籠的一種，燈內(nèi)點上蠟燭，蠟燭產(chǎn)生的熱力造成氣流，令輪軸轉(zhuǎn)動。輪軸上有剪紙，燭光將剪紙的影投射在屏上，圖象便不斷走動，故名跑馬燈。現(xiàn)有技術(shù)的跑馬燈大多通過發(fā)光體（如LED）代替蠟燭，達到同樣的效果。并且隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的跑馬燈有了長足的發(fā)展，其可以廣泛應用于照明指示、功能顯示等技術(shù)領(lǐng)域，尤其是在手表以及萬年歷等領(lǐng)域也開始有了應用。理論認知1背景跑馬燈的效果（播放）理論認知1手機外殼跑馬燈效果理論認知12、工作原理跑馬燈電路，即實現(xiàn)端口上的發(fā)光二極管逐個循環(huán)閃亮的電路。理論認知1知識點一：硬件電路設(shè)計理論認知1流水燈電路，即實現(xiàn)端口上的發(fā)光二極管有序循環(huán)閃亮的電路。理論認知1知識點一：硬件電路設(shè)計理論認知1跑馬燈元器件清單元器件名稱參數(shù)元件圖示數(shù)量單片機AT89C511晶振12MHZ1發(fā)光二極管8瓷片電容15-30pF3電阻10k?1電阻100?8知識點一：硬件電路設(shè)計理論認知1知識點二：軟件程序設(shè)計（1）端口分配：P0的8個引腳P0.0~P0.7分別接入8個LED（發(fā)光二極管），單片機上電時，通過軟件編程使P0口的發(fā)光二極管從低位到高位依次全部點亮。（2）程序流程圖：開始P0.0點亮延時增加一盞燈亮延時是否全亮？結(jié)束否是理論認知1知識點二：軟件程序設(shè)計

1.匯編語言源程序：org0000h;開始ajmpmainorg0030h;到0030h處避開0000h-0030h的敏感地址main:movp0,#0ffh;熄滅所有燈

clrp0.0;點亮燈p0.0

lcallL1;延時一段時間

clrp0.1;點亮燈p0.1

lcallL1

clrp0.2;點亮燈p0.2

lcallL1

clrp0.3;點亮燈p0.3

lcallL1

clrp0.4;點亮燈p0.4

lcallL1

clrp0.5;點亮燈p0.5

lcallL1

clrp0.6;點亮燈p0.6

lcallL1

clrp0.7;點亮燈p0.7

lcallL1AJMPmain;到最開始main處重新運行L1:movr0,#30;延時L2:movr1,#40L3:movr2,#248djnzr2,$djnzr1,L3djnzr0,L2retEnd理論認知1知識點二：軟件程序設(shè)計

2.源程序中知識點解析：(1)偽指令：ORG

定義啟始地址

END

程序結(jié)束（每個程序有且只能有一個）(2)子程序調(diào)用指令：ACALLaddr11地址范圍：0000H—7FFFH

LCALLaddr16地址范圍：0000H—FFFFH(3)子程序返回指令：RET返回執(zhí)行主程序中調(diào)用指令的下一條指令(4)清零指令：CLRbit指定位內(nèi)容清零(5)無條件轉(zhuǎn)移指令：AJMPaddr1111位地址內(nèi)跳轉(zhuǎn)，0000H—07FFH(6)減1不為零轉(zhuǎn)移指令：DJNZRn,rel

Rn=Rn-1,若Rn≠0，則跳轉(zhuǎn)到指定位置，若Rn=0，則順序執(zhí)行下一條指令。實踐訓練2知識點二：軟件程序設(shè)計

試一試：編程實現(xiàn)0+1+2+3+4+5+6+7+8+9的和，（使用DJNZ指令）。在Keil軟件中單步執(zhí)行，觀察A和R0內(nèi)容的變化。ORG0000HMOVA,#00HMOVR0,#09HMAIN:ADDA,R0DJNZR0,MAINEND理論認知1知識點二：軟件程序設(shè)計

2.源程序中知識點解析：時間單位：?秒（second），時間單位：s，??毫秒(millisecond），時間單位：ms??微秒（microsecond），時間單位:μs時間換算:1s【秒】=1000ms【毫秒】??1ms【毫秒】=1000μs【微秒】??理論認知1知識點二：軟件程序設(shè)計

lcal