单片机原理与接口技术
单片机原理与接口技术
少于1000 人选课
更新日期:2025/05/06
开课平台学银在线
开课高校台州学院
开课教师范剑王正初林树森劳立明
学科专业工学自动化类
开课时间2025/02/21 - 2025/07/31
课程周期23 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

本课程以“项目驱动、学做相融”的创新学习方式,基于单片机学习开发板,手把手地带着初学者step by step动手实践,边做边学单片机。我们将聚焦于一系列功能完备的单片机开发项目,把单片机的知识和技术要点进行重构,并渗透应用于项目之中,指导学习者动手实践,在项目开发实战中学习和总结。您在学习本课程过程如果需要开发板,可以通过QQ联系购置或租用(QQ172322528)。本课程的讲述是以项目开发为主线的,同时也兼顾了知识内容的层次递进式学习和应用。

首先我们指导大家先安装单片机项目设计开发的软件,然后带着大家做一些单片机学习的“热身运动”,比如,回顾学习单片机的基础知识,学习一些常用的接口电路设计,目的是为后续项目开发打好基础。接着以“狂奔的花式LED”项目带大家熟悉单片机项目开发的套路,顺便强化一下C语言程序设计基础,并借以“引燃”大家学习单片机的兴趣。

然后领着各位去“开挖、解剖”单片机,把单片机的内部“家底”翻个底朝天;还不过瘾!那就开启正式的单片机项目开发之旅。我们会带你去企业现场设计 “流水线货品计数显示系统”,开发“一键多用的控制系统”,研制“机床工作台自动控制系统”,在这些项目中你将会熟练使用LED液晶显示器、按键,会设计直流电机的驱动电路等等。更重要的是通过这些案例的学习,你将逐渐理解并在实践中熟练应用单片机项目的系统设计方法,为下一步开发功能复杂的控制系统打下基础。这时,我会向你引荐单片机的“中断”,设计几个案例带你学习和感受这种新的系统任务管理模式,并继续趁热打铁,引入定时器和计数器,同大家一起设计“秒表”、开发“电子琴”、也让单片机“唱唱歌”犒劳大家努力学习单片机。也通过这样一些案例让大家深刻感受到单片机是如此的实用,也给大家赋能,勇敢挑战各种复杂项目的开发,并享受设计过程带来的乐趣。

学习单片机就是要开发复杂工程项目系统,我们会继续引入矩阵按键,带领读者感受和完成实用的貌似“不可能完成”的项目开发任务,比如利用单片机开发完整意义的数控系统,在讲到串行通信,把网络数控加工的实现方法一并解决。

总之,本课程的学习是通过反复单片机项目开发实践,让读者能熟练应用单片机软硬件资源,熟练掌握单片机系统的项目开发思路和方法,能从容有序和有信心地使用单片机开发复杂工程项目,让读者在不断的学习实践过程中领悟单片机“学做相融之法”、“工程应用之妙”、“任务管理之道”。

课程大纲

单片机开发软件的安装和基础知识回顾

  • 1.1 教学参考书及历年考题
  • 1.2 学完本课程,你将能独立设计开发这些项目!
  • 1.3 KEIL、STC编程器及通信驱动软件的安装
  • 1.4 Keil 软件的安装
  • 1.5 开发调试软件的初步使用
  • 1.6 新建程序的方法调试单片机运行
  • 1.7 从传统的开关控制到信号控制
  • 1.8 认识开发板
  • 1.9 单片机入门基础知识之数制转换
  • 1.10 单片机入门基础知识之逻辑运算
  • 1.11 单片机入门基础知识之C程序入门基础

单片机仿真软件安装

  • 2.1 完成国家精品在线课程内容学习
  • 2.2 Proteus 软件安装过程
  • 2.3 Proteus电路图打开及仿真调试过程
  • 2.4 Proteus仿真调试练习
  • 2.5 使用Keil软件的程序编译及仿真运行
  • 2.6 练习:在给定电路上对给定程序完成编译和仿真。

常用的接口电路简介

  • 3.1 LED灯接口电路
  • 3.2 独立按键的接口电路
  • 3.3 重温很有用的三极管
  • 3.4 继电器控制接口电路
  • 3.5 蜂鸣器接口电路
  • 3.6 八段数码管接口电路
  • 3.7 作业及第一次直播课视频回放

奔跑吧!LED!!

  • 4.1 学完本讲,你能干这个!
  • 4.2 简单的输出控制连接在P1口上的LED
  • 4.3 给大家引荐一个很有用的sbit定义
  • 4.4 闪烁LED控制的实现
  • 4.5 奔跑吧!LED!
  • 4.6 第二次课线下案例设计
  • 4.7 本讲课堂练习
  • 4.8 课后作业
  • 4.9 优秀学习报告展示

单片机内部硬件电路介绍

  • 5.1 完成国家精品在线课程内容学习
  • 5.2 你很快就能掌握的40个引脚功能
  • 5.3 单片机内部结构简单介绍
  • 5.4 单片机的时钟和复位电路介绍
  • 5.5 P1口内部电路介绍
  • 5.6 P3口第二功能简介
  • 5.7 第三次课的线下讲解内容及课后作业
  • 5.8 优秀学习报告展示

我的LED,我做主!

  • 6.1 单个LED灯的按键点亮控制
  • 6.2 针对前一个案例的程序优化设计
  • 6.3 led灯的开关两键控制
  • 6.4 led灯的单键复用控制
  • 6.5 单个LED不过瘾,多个LED跑起来!
  • 6.6 第四次课线下教学项目设计任务
  • 6.7 优秀学习报告

自动流水线计数系统设计

  • 7.1 传感器的选型与使用测试
  • 7.2 多模式控制系统的程序架构
  • 7.3 设计一个简单的增量计数系统
  • 7.4 带启动停止控制的计数显示
  • 7.5 增加计数初始化清零功能
  • 7.6 增加减量计数的工作模式
  • 7.7 程序优化设计
  • 7.8 流水计数综合系统开发创新设计
  • 7.9 第五次课线下教学项目设计
  • 7.10 优秀学习报告

我和中断有个约会

  • 8.1 完成国家精品在线课程内容学习
  • 8.2 引入中断
  • 8.3 中断源
  • 8.4 单片机的五个中断源
  • 8.5 中断允许机制
  • 8.6 中断优先级机制
  • 8.7 中断程序的处理过程
  • 8.8 采用中断解决跑马灯控制的BUG
  • 8.9 跑马灯控制的优化设计
  • 8.10 推乒乓球模拟游戏设计
  • 8.11 次数检测案例的再设计
  • 8.12 第六次课线下案例设计及课后作业
  • 8.13 第七次课线下案例设计及课后作业

定时器是啥玩意?

  • 9.1 完成国家精品在线课程内容学习
  • 9.2 干嘛要用定时器?
  • 9.3 定时器就那么点事
  • 9.4 单片机定时器工作机制
  • 9.5 定时器机制的设置方法

用上定时器,以前的难题再也不难了!

  • 10.1 感觉一下LED闪烁的新玩法
  • 10.2 50毫秒闪烁有些快,慢点,再慢点
  • 10.3 把按键加进去控制,定时检测按键
  • 10.4 按键的长按与短按控制,学完你也能干了!
  • 10.5 设计秒表,你值得拥有!
  • 10.6 第八次课线下案例设计及课后作业

第九次课:期中测试

  • 11.1 项目开发:小盆栽自动浇花系统开发

课程大作业

  • 12.1 课程大作业课题

宝宝乐电子琴设计

  • 13.1 喇叭喇叭发个音
  • 13.2 你听我唱“哆来咪”
  • 13.3 弹首曲儿送给你
  • 13.4 歌曲自动播,宝宝哈哈乐
  • 13.5 单片机的计数器工作原理
  • 13.6 按键计数显示系统开发的新玩法
  • 13.7 计数器扩展为外部中断的用法
  • 13.8 第十次课线下案例设计及课后作业

矩阵按键的设计和应用

  • 14.1 矩阵按键的设计原理
  • 14.2 矩阵按键的应用
  • 14.3 矩阵按键头文件的制作
  • 14.4 EEprom的使用
  • 14.5 第十一次课线下案例设计

八段数码管的应用

  • 15.1 数码管显示一个简单的数
  • 15.2 数码管显示两位数
  • 15.3 按键次数的计数的数码管显示
  • 15.4 消灭BUG

数控系统开发

  • 16.1 第十二次课线下项目设计
  • 16.2 数控系统开发 II (课堂现场实录)

串口通信

  • 17.1 完成国家精品在线课程内容学习
  • 17.2 串行通信基础知识(课堂实录)
  • 17.3 单片机发送一个字符到PC机
  • 17.4 把按键按下的计数次数值发送到PC机
  • 17.5 定时把按键按下的计数次数值发送到PC机
  • 17.6 单片机接收一串从PC机发来的字符
  • 17.7 建立PC机与单片机之间的通信协议
  • 17.8 第十四次课 网络数控加工的设计与实现
  • 17.9 课程大实验:单轴数控工作台控制系统开发设计

课程考试要求及相关结课事宜

  • 18.1 期末考试要求
  • 18.2 课程学习效果自评问卷

直流电机调速控制SETP BY STEP专题(I)-开环控制

  • 19.1 开场白
  • 19.2 先玩一个简单的上电转动控制
  • 19.3 让电机转动慢下来试试
  • 19.4 用定时器来协助完成调速控制
  • 19.5 进一步,改用定时中断的方式试试
  • 19.6 继续把调速的档位设计的多一点
  • 19.7 继续把调速控制的按键加到系统中去
  • 19.8 继续加入起停控制和液晶显示信息
  • 19.9 请大家课后继续完善的课题

直流电机调速控制SETP BY STEP专题(II)-闭环控制

  • 20.1 先来认识圆光栅码盘
  • 20.2 借使用圆光栅得机会顺便回顾计数功能的应用
  • 20.3 设计一个直流电机的转速计
  • 20.4 继续设计输出指定占空比的转速计
  • 20.5 设计一个能输出给定转速的电机转速控制系统
  • 20.6 优化的闭环调速系统
  • 20.7 把调速控制的按键也加到系统里去
  • 20.8 请大家课后继续完善的课题