微机课教学课件

微机课教学课件微机技术与单片机应用系统学习指南目录课程基础核心内容实践与展望课程介绍与目标汇编语言程序设计课程设计与实践•••课程设计思路智能控制系统设计最新技术动态•••CPU微机系统基础单片机结构与应用••接口技术与总线标准•课程介绍与目标面向电子信息、通信工程等专业本科生的核心专业课程系统掌握微机系统组成、工作原理及设计方法培养智能控制系统设计与开发能力课程设计思路基本理论1微机基础知识、汇编语言编程、微处理器架构2智能系统设计单片机原理、接口技术、控制系统设计方法高级应用3位微处理器与总线技术、现代控制系统32教学模式教师主导到学生主导的渐进式教学微机系统基础概述存储器数据和程序的存储单元随机存取存储器•RAM中央处理器CPU只读存储器•ROM系统的核心，负责指令执行和数据处理缓存•运算器•接口I/O控制器•系统与外部设备的连接桥梁寄存器组•并行接口•串行接口•微处理器结构Intel8086总线接口单元执行单元BIU EU段寄存器通用寄存器•CS,DS,SS,ES•AX,BX,CX,DX指令队列指针和变址寄存器••SP,BP,SI,DI地址生成电路算术逻辑单元••ALU汇编语言程序设计基础汇编语言特点与优势直接操作硬件资源•程序执行效率高•代码紧凑，占用内存少•基本指令类型数据传送指令MOV,PUSH,POP算术逻辑指令ADD,SUB,AND,OR汇编语言实例解析简单加法程序示例程序解析定义数据段，包含两个输入数和一个结果变量

1.DATA SEGMENTNUM1DW1234H;第一个数NUM2DW5678H;第二个数初始化数据段寄存器

2.DSRESULT DW;结果变量DATA ENDSCODESEGMENT ASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,DATA MOVDS,AX;初始化数据段寄存器

3.使用MOV指令将第一个数加载到AX寄存器MOV AX,NUM1;将NUM1送入AX ADDAX,NUM2;AX=AX+NUM2MOV使用指令将第二个数加到中

4.ADD AXRESULT,AX;保存结果MOV AH,4CH INT21H;返回DOSCODE将结果保存回内存变量

5.ENDSEND START调用中断返回操作系统

6.DOS智能控制系统设计概述硬件选型系统设计以单片机为核心，根据应用需求选择外设和接口分析控制流程，确定信号处理方式和控制算法80C51软件实现调试优化编写单片机程序，实现数据采集、处理和控制功能系统测试与性能优化，确保控制精度和可靠性控制系统设计强调资源配置与应用场景的匹配，需要综合考虑系统性能、成本和可靠性等因素单片机结构详解80C51核心CPU•8位数据总线•16位地址总线•布尔处理器片内存储器•4KB ROM•128B RAM•特殊功能寄存器定时器中断/•两个16位定时器•5个中断源•2级中断优先级单片机接口技术显示接口传感器接口通信接口数码管驱动电路，显示控制温度、湿度、光敏等传感器信号采集与处理、、、无线通信模块连接LED LCDRS232SPI I2C接口设计中需要注意信号匹配、电平转换和抗干扰等问题，确保系统稳定可靠运行单片机与外设接口电路示意图典型接口电路包括按键输入带消抖电路的按键矩阵驱动电路继电器、电机控制显示数码管动态扫描驱动通信模块串口、无线通信LED转换模拟传感器信号采集存储扩展外部连接A/D EEPROM位微机与单片机接口技术16总线标准数据传输接口芯片总线、总线的信号时序与协议同步异步传输、传输、中断传并行接口、串行接口、ISA PCI/DMA8255A8251A规范输机制中断控制器8259A案例基于的数据采集系统8255A利用的三个位端口，实现路模拟信号采集，通过机进行数据处理和显示系统采用中断方式传输数据，提高实时性能8255A816PC最新技术与总线标准CPU系列架构演进Pentium CPU超标量技术与流水线•分支预测与乱序执行•多级缓存与存储层次•多核技术与并行处理•现代总线技术高速点对点串行总线PCI Express通用串行总线USB

3.0/

4.0串行存储接口SATA ATA课程设计实践要求需求分析明确设计目标，确定系统功能和性能指标方案设计硬件选型，系统架构设计，模块划分电路实现电路原理图绘制，设计，元器件选择PCB软件编程程序流程设计，代码编写，功能模块实现调试测试硬件调试，软件测试，系统联调总结报告设计报告撰写，技术小论文完成设计案例分享智能温控系统系统功能与设计目标•温度精确测量与显示（精度±

0.5℃）•温度上下限设定与报警•自动/手动控制模式切换•温度曲线记录与显示硬件选型控制核心STC89C52单片机温度传感器DS18B20（数字式）显示模块1602LCD执行元件继电器控制加热/制冷装置设计案例代码片段展示温度读取子程序主控制逻辑实现DS18B20/*DS18B20温度读取函数*/unsigned intReadTemperaturevoid{unsigned chartemp_L,temp_H;unsigned intvoid mainvoid{unsigned inttemp;unsigned charkey_value;System_Init;//系统初始化LCD_Init;//LCD初始化temperature;DS18B20_Reset;//复位DS18B20DS18B20_WriteByte0xCC;//跳过ROM Timer0_Init;//定时器0初始化while1{temp=ReadTemperature;//读取温度值LCD_ShowTemptemp;//显示当前温度DS18B20_WriteByte0x44;//开始温度转换Delay_ms750;//等待转换完成DS18B20_Reset;//key_value=Key_Scan;//按键扫描ifkey_value!=0{Key_Processkey_value;//按键处理}//温度控制逻辑iftemp复位DS18B20DS18B20_WriteByte0xCC;//跳过ROM DS18B20_WriteByte0xBE;//读取暂存器temp_L=set_temp_high{Relay_ControlRELAY_COOL_ON;//开启制冷}else iftempset_temp_lowDS18B20_ReadByte;//读取温度低字节temp_H=DS18B20_ReadByte;//读取温度高字节temperature=unsigned{Relay_ControlRELAY_HEAT_ON;//开启加热}else{Relay_ControlRELAY_ALL_OFF;//关闭所有继电器}Delay_ms100;inttemp_H8|temp_L;temperature=temperature*

0.0625*100;//温度值放大100倍return temperature;}//延时}}课堂讨论与考核方式10%10%20%课堂表现考勤平时作业课堂讨论、提问和回答问题的积极性课程出勤率和实验参与情况习题作业完成质量和实验报告20%40%课程设计期末考试设计方案、实现质量和创新性闭卷考试，考核基础理论和应用能力学习资源推荐教材•《微型计算机技术及应用》（戴梅萼、史嘉权）•《智能化控制仪表原理与设计》（徐爱钧、徐阳）•《微型计算机原理与接口技术》（周荷琴、吴秀清）参考资料•《单片机C语言程序设计实例》•《Intel微处理器结构与编程》•《嵌入式系统设计与应用》在线资源电子发烧友网站教程资源单片机开发网论坛常见问题与解答汇编语言学习难点？单片机调试技巧？设计实践常见挑战？汇编语言需要理解计算机底层工作原理，使用仿真器进行源码级调试；利用指接口电路匹配问题；软件中断处理时序；LED建议先掌握寄存器组织和寻址方式，从简示程序执行状态；通过串口输出调试信电源干扰导致系统不稳定；程序占用资源单程序入手，逐步积累可以使用调试工息；分模块测试，确保每个功能模块正常过多导致溢出解决方法合理规划硬件具观察程序执行过程，加深理解工作后再整体联调资源，优化程序结构，做好电源和信号滤波微机系统发展趋势人工智能处理器专用神经网络加速器1物联网与边缘计算2低功耗高性能微处理器多核异构计算架构3专用加速器CPU+GPU+可穿戴和嵌入式系统4超低功耗、高集成度SoC开放架构RISC-V5开源指令集，自主可控微机系统正朝着更高性能、更低功耗、更高集成度、更强智能化方向发展，新型计算架构不断涌现未来智能控制系统示意图物联网设备互联智能传感与数据处理传感器网络实时数据采集边缘计算实现本地智能处理••设备间无线通信与协同算法优化控制策略••AI远程监控与控制大数据分析实现预测控制••教学方法创新小组合作学习项目驱动学习培养团队协作能力，模拟企业研发环境以实际项目为中心，从需求分析到最终实现全流程学习实践与理论结合理论讲授与实验实践紧密结合，加深理解研讨式教学竞赛激励机制学生分享与讨论，启发思考与创新组织课程设计竞赛，激发学习热情学生作品展示智能避障小车智能农业监控多功能电子琴基于单片机和超声波传感器，实现实时监测土壤湿度、光照、温度，自动控制灌支持多种音色合成、节奏伴奏，带液晶显示界STC89C52自主避障和路径规划溉和光照面和接口MIDI这些优秀作品展示了学生对微机与单片机技术的深入理解和创新应用能力课程学习路径建议先修课程后续课程电路分析数字系统设计••模拟电子技术基础嵌入式系统••数字电子技术基础数据结构••操作系统•123本课程微机原理•汇编语言•单片机技术•接口技术•建议学习顺序首先掌握电路基础知识，然后学习本课程微机原理与汇编语言，最后进阶学习嵌入式系统开发各课程知识点紧密相连，形成完整的电子信息技术知识体系课程设计流程详解1需求分析明确设计目标和功能需求•系统功能定义•性能指标确定•用户需求分析2硬件设计系统硬件方案设计与实现•处理器选型•外设电路设计•PCB布局与布线3软件编程系统软件设计与编码•程序流程设计•模块化编程•驱动程序开发4系统调试硬件调试与软件测试•模块单元测试•硬件功能验证•系统联合调试5优化改进性能优化与功能完善•功耗优化•算法改进•接口优化实验与上机指导实验环境搭建单片机开发板配置与连接•编程软件安装与配置•仿真器与调试器使用•常用开发工具代码编写与调试KeilμVision C51电路仿真与设计Proteus单片机程序下载工具STC-ISP调试技巧断点设置与单步执行•寄存器与变量监视•常见问题排查方法•未来职业发展方向嵌入式系统开发工程师智能控制系统设计师硬件接口工程师负责嵌入式设备的软硬件开发与维护设计并实现智能控制系统的核心算法与架负责电子设备的硬件接口设计与优化构技能要求语言、单片机开发、技能要求电路设计、布局、接•C•PCB技能要求控制理论、传感器技术、口协议RTOS•算法设计行业应用消费电子、工业控制、汽行业应用通信设备、计算机外设、••车电子行业应用智能家居、工业自动化、测试设备•机器人发展前景市场需求大，薪资水平高发展前景专业性强，市场稳定••发展前景人工智能与物联网快速发•展课程总结系统掌握微机及单片机技术从微处理器内部结构到系统外围扩展，建立完整的微机系统知识体系理论与实践紧密结合通过课程设计和实验实践，强化理论知识的应用能力，培养解决实际问题的能力为智能控制系统设计奠定基础掌握从硬件到软件的全栈开发能力，为未来嵌入式系统和智能控制系统设计打下坚实基础致谢与交流感谢聆听，欢迎提问联系方式教师邮箱professor@university.edu.cn•办公室理工楼A区302室•答疑时间周

二、周四下午14:00-16:00学习交流扫描下方二维码加入课程学习交流群。