单片机发展方向及教学改革实践省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

单片机发展方向及教学改革探讨-基于可仿真STC15F2K60S2系列第1页STC15F2K60S2系列结构框图第2页LQFP-44封装(12mmx12mm)STC15F2K60S2系列管脚图第3页PDIP-40封装第4页LQFP-32封装LQFP-32封装(9mmx9mm)第5页SOP-32封装第6页SKDIP-28/SOP-28封装第7页STC15F2K60S2系列最小应用系统内部高可靠复位，可彻底省掉外部复位电路P5.4/RST/MCLKO脚出厂时默认为I/O口，能够经过 STC-ISP 编程器将其设置为RST复位脚(高电平复位).内部高精度时钟，温飘1%(-40+85),常温下温飘5,可彻底省掉昂贵外部晶振提议在Vcc和Gnd之间就近加上电源去耦电容C1(47uF)和C2(0.1uF)，可去除电源线噪声，提升抗干扰能力第8页STC15F2K60S2系列外接有外部晶振和外部复位最小应用系统内部高可靠复位，可彻底省掉外部复位电路，当然也能够使用外部复位电路复位。P5.4/RST/MCLKO脚出厂时默认为I/O口，如需做RST复位脚，须在STC-ISP编程烧录时将其设置为RST复位脚(高电平复位).内部高精度时钟，温飘1%(-40+85),常温下温飘5,可彻底省掉昂贵外部晶振当然也能够使用外部晶振。默认使用内部时钟，如需用外部晶振，则须在ISP编程烧录时选择“外部晶体或时钟”第9页利用利用RS-232转换器转换器ISP经典应用线路图经典应用线路图第10页利用利用USB转串口转串口ISP下载下载编程经典应用线路图编程经典应用线路图第11页STC15系列ISP下载编程软件第12页STC15F104W系列结构框图第13页SOP-8封装STC15F104W系列管脚图第14页STC15F104S系列结构框图第15页SOP-16/DIP-16封装STC15F104S系列管脚图第16页STC15F1K28AD系列结构框图第17页SOP-16/DIP-16封装第18页SOP-20/DIP-20封装第19页SKDIP-28/SOP-28封装第20页STC15F1K28AD系列管脚图SOP-32封装第21页LQFP-32封装(9mmx9mm)LQFP-32封装第22页STC15F1K60XW系列结构框图第23页LQFP-44封装(12mmx12mm)STC15F1K60XW系列管脚图第24页PDIP-40封装第25页STC15F4K60S4系列结构框图第26页LQFP-48封装(9mmx9mm)STC15F4K60S4系列管脚图第27页PDIP-40封装第28页STC对单片机相关学科群部分课程改革呼吁 l教育部和工信部对推进中国单片机教学改革有兴趣同仁约我对这方面提一点看法，与高校及企业合作多年经验，我确实也深有感触。lSTC自成立起就一直专注于国内流行8051单片机研发工作，和各高校以及企业保持着亲密联络和紧密合作。依据我们STC与高校及企业合作多年经验，我们深刻感受到当前大学里单片机课程教育存在弊端，主要是开设时间和次序以及完整性，不需要增加教课时间，还可适当降低课时，当前单片机课程教育改革迫在眉睫。对此我们提出以下提议：第29页单片机相关课程教学之最小系统课程：单片机相关课程教学之最小系统课程：uC语言程序设计 大学一年级第一学期u数字电路基础 大学一年级第一学期u微机原理及单片机应用大学一年级第二学期u数据结构 大学一年级第二学期u实时操作系统 大学二年级第一学期u模拟电路 大学二年级第一学期第30页l首先，我们提议C语言程序设计课程必须确保在大学一年级第一学期开设，很多高校已这么做了，但还有部分学校滞后了，我观念晚学不如早学，工科非工科都应将此门课作为进入信息时代计算机扫盲课（word/excel/打字就由学生自学吧），学好了C语言程序设计课程就打好了单片机学习中部分软件基础。相对于用汇编语言开发程序，C语言也将程序开发难度降低了很多，对开发人员来说，效率得到极大提升，打个不确当比喻，大专生就相当于本科生能力了，本科生就相当于硕士能力了。l其次，我们强烈提议将数字电路课程提前放在大学一年级第一学期开设，数字电路能帮助学生了解微机原理和基本数字系统，并能设计一些简单硬件电路系统，是单片机学习硬件基础。第31页l再次，就是要学习微机原理及单片机应用了，我们强烈提议将微机原理及单片机应用课程提前到大学一年级第二学期开设。许多学校相关工科专业都是在大学三年级第二学期才开设这门课程。因为接触单片机时间晚，学生根本没时间认真学习和研究单片机，更没时间应用所学知识开发一些单片机项目。在许多学生只学到一些单片机皮毛情况下，他们便急忙步入社会进入了相关行业。这种情况往往造成很多学生不能胜任自己岗位，工作起来很吃力，而且极轻易被淘汰。这就有了“学生埋怨就业难，企业却反应招不到人才”怪现象。假如将微机原理及单片机应用课程提前至大学一年级第二学期开设，学生及早接触单片机话，那么对单片机有兴趣或以后想从事相关行业同学在意识到单片机主要性后，依然有充分时间去研究单片机，从而将单片机系统设计搞熟。这么在他们毕业以后进入相关行业及企业工作就会很快能胜任。单片机课程不是一门纯理论性课程，更多需要学生去动手实践和开发，所以学习单片机以及开发单片机项目能提升学生创新能力，假如学得太晚就极难学以致用。其实很多工科专业课程都如此，很多学生在学习完这些专业课程后之所以云里雾里、不知所云，就是因为没有花时间或没有足够时间去研究和实践应用所学内容。假如这些动手实践型专业课程开设太晚，学生在学习完之后根本没有时间去动手应用话，那么这些课程就会形同虚设，对学生以后就业将起不到应有帮助作用。第32页l另外，为了使学生在开发程序时，能得心应手，我们提议在大学一年级第二学期应再开设数据结构课程，提升开发效率，降低开发难度，同时假如C语言程序设计没学好，经过对数据结构学习，也可算对C语言程序设计复习，为单片机开发打好软件基础。还是那个不确当比喻，有数据结构作为基础比没有数据结构作为基础，大专生就相当于本科生能力了，本科生就相当于硕士能力了。l最终，我们提议在大学二年级第一学期开设实时操作系统和模拟电路等后续课程。这些课程是对前面所学课程补充和提升，假如数据结构没学好，学习实时操作系统也可算对数据结构复习，为单片机开发打好软件基础。基于实时操作系统单片机开发，对开发者能力要求可大幅降低，能较轻易开发出大型、复杂单片机项目。还是那个不确当比喻，有实时操作系统作为基础比没有实时操作系统作为基础，大专生就相当于本科生能力了，本科生就相当于硕士能力了。第33页教材单片微型计算机原理及接口技术(陈桂友主编)介绍n本书是教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会立项“工程应用型自动化专业课程体系与教材建设”项目标结果。由原教育由原教育部副部长吴启迪教授和教育部高部副部长吴启迪教授和教育部高等学校自动化专业分委员会主任、等学校自动化专业分委员会主任、中国工程院院士清华大学吴澄教中国工程院院士清华大学吴澄教授共同作序。由高等教育出版社授共同作序。由高等教育出版社出版出版,山东大学陈桂友教授主编，山东大学陈桂友教授主编，姚永平主审。姚永平主审。网上订购 http:/ 第34页该教材内容介绍n本书从介绍微型计算机基本结构和工作原理入手，介绍单片微型计算机（单片机）组成、各个模块工作过程、接口原理、应用电路设计、汇编语言和C语言设计，内容尽可能地选择了当前实际工程中惯用新技术、新器件，力图到达学以致用根本目标。n全书共分12章，第1章简明介绍微型计算机发展历史及应用；第2章介绍微型计算机基础知识，包含数制编码、微型计算机常见电路、常见技术术语等；第3章介绍计算机系统组成与工作原理，介绍模型机组成及工作过程，并介绍单片机内部结构及经典系统组成；第4章介绍单片机指令系统及汇编语言程序设计，介绍单片机程序仿真调试和下载方法；第5章介绍单片机C语言程序设计与调试，介绍C语言与单片机汇编语言之间联络；第6章介绍中止概念和单片机中止系统；第7章介绍定时器计数器与可编程计数器阵列；第8章介绍数据通信技术，主要介绍惯用并行接口和串行接口工作原理、接口方法以及惯用数据接口芯片及其使用实例；第35页该教材内容介绍(续)n第9章是模数转换器与数模转换器，分别介绍两种转换器原理和经典芯片应用；第10章介绍人机交互接口设计，人机交互接口是单片机应用系统必不可少接口应用；第11章介绍单片机系统看门狗技术、时钟选择及省电方式原理和技术；第12章介绍应用系统设计实例，从硬件和软件两个方面介绍应用系统设计。每章都有配套习题，所举例程均经调试经过，很多程序均来自科研和实际应用系统。为了便于学习，开发了与教材配套综合教学试验平台，该平台提供了20余种试验供学生选取学习，也为善于思索、乐于动手实践学生提供了自学习试验伎俩。n本书深入浅出，层次分明，实例丰富，通俗易懂，突出实用，可操作性强，尤其适合于作为普通高校计算机类、电子类、电气自动化及机械专业教学用书。还可作为高职高专以及培训班教材使用。同时，也可作为从事单片机应用领域工程技术人员参考书。第36页教材增强型8051单片机实用开发技术(陈桂友主编)介绍n本书可作为普通高等学校或高职高专学校计算机类、电子信息类、电气自动化与机电一体化等专业教学用书。另外，增强型8051单片机实用开发技术可作为电子设计竞赛、电子设计工程师考证培训教材,也是单片机应用技术兴趣者自学教材和单片机应用工程技术人员主要参考书籍。网上订购 http:/ Vision集成开发环境作为程序设计和调试环境，用当前流行智能车控制器和压力测控系统两个经典案例介绍了单片机应用系统设计方法和步骤，使得单片机学习与应用变得更简单、更清楚。采取汇编语言和C语言对照编程，满足喜好采取汇编语言编程者与喜好C语言编程者共同需求。尤其介绍了嵌入式操作系统C/OSII裁剪和应用，可为读者深入学习嵌入式操作系统打下一定基础。第38页该教材编者推荐 nSTC12C5A60S2单片机是宏晶科技生产单时钟/机器周期(1T)单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,硬件看门狗，2路PWM,2路通用全双工异步串行口(UART)8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场所。含有ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器可经过串口直接下载用户程序。nSTC12C5A60S2增强型8051 CPU指令代码完全兼容传统8051同时，又增强了数据处理能力。原来讲解8051单片机师资力量能够充分发挥以前讲解单片机原理及应用课程经验；对于含有8051单片机知识读者，不存在转型问题。第39页该教材编者推荐(续)n本教材突出实用性，在学习单片机指令系统前第1章就专门介绍了学习单片机所需基础知识、硬件环境和软件环境，对于单片机初学者来讲非常必要。强化单片机知识应用性与实践性，不论是一条指令，或若干条指令，或一个程序段都能够用开发工具进行仿真调试或在线联机调试。强化单片机应用系统概念，学习单片机就是为了能开发与制作有详细意义单片机应用系统，所以本教材第12章用当前流行智能车控制器和压力测控系统两个经典案例介绍了单片机应用系统设计方法和步骤。另外本教材还在11章尤其介绍了嵌入式操作系统C/OSII裁剪和应用，为读者深入学习嵌入式操作系统打下了一定基础。教材每一章都给出了对应习题，便于教学。与教材配套电子教案、书中全部实例以及最终一章应用系统设计先关内容都能够从http：/网站上下载。第40页该教材读者推荐 n STC12C5A60S2作为为一款国产新兴增强型8051单片机，其功效强大，集成10位ADC，含有双串口，两路PWM，价格低廉，适合作为各种电子产品关键处理器。因为市面对其新增功效模块功效、原理及应用实例介绍材料少之又少，部分初学者对其新功效只能望洋心叹。增强型8051单片机实用开发技术一书从功效、原理到使用方法、源程序，将STC12C5A60S2新功效神秘面纱逐步揭开，读者使用起来不再困难！书中还添加了嵌入式操作系统在单片机上裁剪和应用，并介绍了智能车控制器和压力测控系统两个经典案例，这也是普通教材所没有，足以体验编者经验之丰富，思维之缜密。该书内容丰富又言简意赅，一经面市，被广大单片机兴趣者誉为“单片机白皮书”，支持国产！支持STC！支持正版！第41页教材STC系列增强型8051单片机原理及应用(丁向荣主编)介绍n新编电气与电子信息类高等教育规划教材STC系列增强型8051单片机原理与应用以STC系列增强型STC10F08XE/STC11F60XE/STC11F02E单片机为根本，介绍STC增强型8051单片机硬件结构与指令系统、汇编语言程序设计、C51语言程序设计、内部接口与应用编程以及单片机应用系统设计，提出各种实践模式：Keil C集成开发环境、Proteus仿真软件以及实物运行开发环境，使得单片机学习与应用变得更简单、更清楚。采取汇编语言和C语言（C51）对照编程，满足喜好采取汇编语言编程者与喜好C语言编程者共同需求。全国各大书店和京东商城、当当网、亚马逊等有售 第42页该教材内容介绍新编电气与电子信息类高等教育规划教材STC系列增强型8051单片机原理与应用以STC系列增强型STC10F08XE/STC11F60XE/STC11F02E单片机为根本，介绍增强型8051单片机硬件结构与指令系统、汇编语言程序设计、C51语言程序设计、内部接口与应用编程以及单片机应用系统设计，提出各种实践模式：Keil C集成开发环境、Proteus仿真软件以及实物运行开发环境，使得单片机学习与应用变得更简单、更清楚。新编电气与电子信息类高等教育规划教材:STC系列增强型8051单片机原理与应用可作为普通高等学校计算机类、电子信息类、电气自动化与机电一体化等专业单片机教学用书，基础很好高职高专也可选取新编电气与电子信息类高等教育规划教材:STC系列增强型8051单片机原理与应用。另外，新编电气与电子信息类高等教育规划教材:STC系列增强型8051单片机原理与应用可作为电子设计竞赛、电子设计工程师考证培训教材,也是单片机应用技术兴趣者自学教材和单片机应用工程技术人员主要参考书籍。第43页强力推荐单片机C语言轻松入门第二版，作者周坚，年5月北京航空航天大学出版社出版。此书是C语言由零开始、单片机由零开始经典入门书，是二合一教学改革先驱。周坚第一版就身体力行、以一人之力进行了教改。书重印了5次，还是比较受欢迎，现在是第二版。另一本强力推荐C语言由零开始、单片机由零开始入门书是单片机应用技术(C语言版)，作者李文华，年7月人民邮电出版社出版。该书按照“项目化教学”标准，将单片机和C语言内容合二为一，以掌握单片机应用技能为目标，打破了知识体系束缚，内容贴近电子行业岗位能力要求。强力推荐参考以上两本书，作为我们以下深入改革参考。推荐两本书参考书推荐两本书参考书 单片机入门和单片机入门和C语言入门教学二和一语言入门教学二和一第44页l提议工科非计算机专业出两本单片机学科群书，将单片机教育插入大一第一学期开始。l第一学期参考书推荐封面以下：l普通高等教育十二五规划教材l主编：xxx 主审：xxxC语言程序设计(VC和keil-C)单片微型计算机原理及应用基于可仿真STC15F2K60S2系列工科非计算机专业创新教材高等教育出版社第45页l第二学期参考书推荐封面以下：l普通高等教育十二五规划教材l主编：xxx 主审：xxx数据结构(单片机C语言版)嵌入式实时操作系统在可仿真STC15F2K60S2上实现工科非计算机专业创新教材清华大学出版社第46页