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大连理工单片机课程设计

目录CONTENTS课程介绍与背景单片机基础知识单片机硬件设计单片机软件设计单片机应用系统设计实例课程总结与展望

01CHAPTER课程介绍与背景

单片机是一种集成电路芯片，它将微处理器、存储器、输入输出接口等计算机主要部件集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机系统。单片机广泛应用于智能仪表、实时控制、通信接口、家用电器等领域，是实现智能化、自动化的重要手段。单片机概述单片机应用领域单片机定义

课程目标与要求课程目标通过本课程的学习，使学生掌握单片机的基本原理、应用开发方法和实践技能，具备独立进行单片机应用系统设计的能力。课程要求要求学生掌握单片机的内部结构、工作原理、指令系统、程序设计、中断与定时/计数器、串行通信、接口扩展等方面的知识，能够熟练进行单片机的应用开发。

主要包括单片机概述、内部结构、工作原理、指令系统、程序设计、中断与定时/计数器、串行通信、接口扩展等方面的内容。课程内容本课程采用理论与实践相结合的教学方法，包括课堂讲授、实验操作和课程设计三个环节。其中，课堂讲授主要介绍单片机的基本原理和应用开发方法；实验操作通过具体的实验项目，使学生掌握单片机的应用开发技能；课程设计则要求学生独立完成一个单片机应用系统的设计，综合运用所学知识解决实际问题。课程安排课程内容与安排

02CHAPTER单片机基础知识

0102微处理器（CPU）单片机的核心部分，负责执行各种指令。存储器包括程序存储器（ROM/EPROM）和数据存储器（RAM），用于存储程序和数据。输入/输出端口（I/O…实现单片机与外部设备之间的数据传输。定时/计数器提供精确的定时和计数功能，常用于产生时间延迟和定时控制。中断系统允许单片机响应外部或内部事件，执行相应的中断服务程序。030405单片机结构与原理

单片机所能执行的全部指令的集合，包括数据传送、算术运算、逻辑运算、位操作等指令。指令系统指定操作数所在地址的方法，如立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、间接寻址等。寻址方式指令系统与寻址方式

汇编语言伪指令程序设计基本结构子程序设计与调用汇编语言程序设计一种用助记符表示的面向机器的低级语言，与机器语言一一对应。包括顺序结构、选择结构和循环结构，是汇编语言程序设计的基础。用于指示汇编程序如何进行汇编的指令，如定义数据段、代码段和堆栈段等。实现代码模块化，提高程序的可读性和可维护性。

03CHAPTER单片机硬件设计

最小系统设计电源电路为单片机系统提供稳定可靠的工作电压。晶振电路为单片机提供时钟信号，保证其正常工作。复位电路使单片机在异常情况下能够恢复到初始状态。

通过总线或GPIO扩展单片机的I/O端口数量。I/O端口扩展如UART、I2C、SPI等，实现与其他设备的通信。串行通信接口如8255、8155等芯片，扩展并行输入/输出接口。并行通信接口扩展接口电路设计

通过单片机控制LED的亮灭，实现信息显示。LED显示电路通过键盘输入信号，实现人机交互功能。键盘输入电路将模拟信号转换为数字信号，供单片机处理。A/D转换电路将数字信号转换为模拟信号，控制执行机构。D/A转换电路典型应用电路设计

04CHAPTER单片机软件设计

掌握C语言中的基本数据类型、常量、变量、运算符和表达式等概念。数据类型与运算符控制结构函数与数组指针与结构体熟悉C语言中的顺序、选择、循环等控制结构，能够编写复杂的控制逻辑。了解函数的定义、调用和参数传递方式，掌握数组的定义和使用方法。理解指针的概念和用法，掌握结构体的定义和使用方法。C语言程序设计基础

了解中断的基本概念、中断源和中断优先级等。中断概念掌握中断服务程序的编写方法，包括中断函数的定义、中断向量的设置等。中断服务程序熟悉中断处理流程，包括中断响应、中断处理和中断返回等过程。中断处理流程中断服务程序设计

数据采集方式了解数据采集的基本原理和常见方式，如模拟量输入、数字量输入等。数据处理算法掌握常见的数据处理算法，如滤波算法、标度变换算法等。数据存储与传输熟悉数据存储和传输的方法，如EEPROM存储、串口通信等。数据可视化了解数据可视化的基本方法和工具，如串口调试助手、上位机软件等。数据采集与处理程序设计

05CHAPTER单片机应用系统设计实例

数据采集与处理通过单片机对温度传感器进行数据采集，并进行相应的处理，如滤波、放大等。显示与报警将处理后的温度数据通过LED显示屏或液晶显示屏进行实时显示，并根据设定的阈值进行报警。温度传感器选择根据实际需求选择合适的温度传感器，如DS18B20、PT100等。温度监测系统设计

通过单片机实现对家居设备的控制，如灯光、窗帘、空调等。家居设备控制传感器数据采集无线通信模块采集环境中的温度、湿度、光照等传感器数据，并根据需求进行相应的处理。采用无线通信模块